Java应用线上问题诊断工具Alibaba Arthas

Posted 兴趣使然的草帽路飞

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java应用线上问题诊断工具Alibaba Arthas相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

写在前面：

最近备战双十一，手边的事情太多，没时间定期更新，望大家见谅～

明天就是1024程序员节了，分享一篇关于如何使用Arthas诊断工具，快速定位工作中遇到的线上问题。

一、什么是Arthas？

Arthas 是 Alibaba 开源的 Java 诊断工具。 当我们面对线上问题束手无策时，借助 Arthas 可以快速定位解决问题的切入点。

主要功能： 通过全局视角实时查看应用 load、内存、gc、线程的状态信息，并能在不修改应用代码的情况下，对业务问题进行诊断，包括查看方法调用的出入参、异常，监测方法执行耗时，类加载信息等，大大提升线上问题排查效率。

Arthas开源文档：https://arthas.aliyun.com/doc/

Arthas适用于那些场景？

-开发(本地)环境测试环境预发环境线上环境
本地debug支持不支持不支持不支持
jvm debug支持支持（有风险）支持（有风险）禁止
arthas支持支持支持支持

当你遇到以下类似问题而束手无策时，Arthas可以帮助你解决：

  • 这个类从哪个 jar 包加载的？为什么会报各种类相关的 Exception？
  • 我改的代码为什么没有执行到？难道是我没 commit？分支搞错了？
  • 遇到问题无法在线上 debug，难道只能通过加日志再重新发布吗？
  • 线上遇到某个用户的数据处理有问题，但线上同样无法 debug，线下无法重现！
  • 是否有一个全局视角来查看系统的运行状况？
  • 有什么办法可以监控到 JVM 的实时运行状态？
  • 怎么快速定位应用的热点，生成火焰图？
  • 怎样直接从 JVM 内查找某个类的实例？

除了上面几个官方提供的场景例子，我们工作中还会经常遇到以下几个场景问题：

  • 系统对外提供的RPC/HTTP接口频繁出现调用超时问题，Arthas可以动态打印方法维度的执行耗时，帮助程序员找到耗时根因。
  • 超大规模的中心化应用达到启动耗时瓶颈，部署一次需要5-10分钟以上，严重影响应急发布效率。通过Arthas可以分析系统启动耗时时间分布，以及Spring Bean加载耗时现状，可以根据实际需要，着重治理高耗时的代码。
  • 运行态核心应用部署/重启时批量拉取数据、加载服务非常耗费性能，系统CPU利用率过高频繁触发告警。
  • 运行态应用或元数据服务应用新功能发布上线不知道如何验证效果？（区别于管理态控制台，后台、中台页面系统）通过Arthas抓包可以快速验证。

二、Arthas下载安装与启动

  • 下载CURL：
curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar


安装启动脚本：(可以在本地目录中直接 ./as.sh 启动)

Arthas 支持在 Linux/Unix/Mac 等平台上一键安装，请复制以下内容，并粘贴到命令行中，敲 回车 执行即可：

curl -L https://arthas.aliyun.com/install.sh | sh
  • 启动命令：
java -jar arthas-boot.jar

如果出现以下错误，请指定本机java_home目录运行：

@B-P842MD6R-1908 arthas % java -jar arthas-boot.jar 
[INFO] arthas-boot version: 3.6.6
[INFO] Found existing java process, please choose one and input the serial number of the process, eg : 1. Then hit ENTER.
* [1]: 17781 
  [2]: 58527 
1
[INFO] Start download arthas from remote server: https://arthas.aliyun.com/download/3.6.6?mirror=aliyun
[INFO] File size: 12.89 MB, downloaded size: 11.48 MB, downloading ...
[INFO] Download arthas success.
[INFO] arthas home: /Users/xxx/.arthas/lib/3.6.6/arthas
[INFO] Try to attach process 17781
Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Can not find tools.jar under java home: /Library/Internet Plug-Ins/JavaAppletPlugin.plugin/Contents/Home, please try to start arthas-boot with full path java. Such as /opt/jdk/bin/java -jar arthas-boot.jar
	at com.taobao.arthas.boot.ProcessUtils.findJavaHome(ProcessUtils.java:222)
	at com.taobao.arthas.boot.ProcessUtils.startArthasCore(ProcessUtils.java:233)
	at com.taobao.arthas.boot.Bootstrap.main(Bootstrap.java:581)

例如我本机的java_home为：/Library/JAVA_HOME


所以我的启动命令改成：

/Library/JAVA_HOME/bin/java -jar arthas-boot.jar

选择应用 java 进程：(选择2 开始监控本地Java服务)

$ java -jar arthas-boot.jar
* [1]: 17781 
  [2]: 20566 com.alibaba.test.Application
  [3]: 58527


如图所示，Arthas已经开始监控对应的Java应用了，输入exit 或 stop 退出监控。

如果本地没有正在启动的工程，也可以直接用官方文档提供的案例工程：

curl -O https://arthas.aliyun.com/math-game.jar

math-game是一个简单的程序，每隔一秒生成一个随机数，再执行质因数分解，并打印出分解结果。

math-game源代码：查看

启动这个demo工程：

/Library/JAVA_HOME/bin/java -jar arthas-boot.jar


启动这个demo工程后，我们新开一个命令行窗口，启动Arthas服务：

三、Arthas常用命令

1. dashboard当前系统的实时数据面板

2、thread查看任务进程

thread 命令是最常用的命令之一：查看应用所有线程实例、查看具体线程实例堆栈、统计CPU占用率最高的线程以及占用比例，指定时间统计线程CPU占比、查看指定线程状态

thread 1会打印线程 ID 1 的栈，通常是 main 函数的线程。

[arthas@24416]$ thread 1 |grep "main("
    at demo.MathGame.main(MathGame.java:17)

3、jad反编译

4、watch监听

监听方法返回值：

$ watch demo.MathGame primeFactors returnObj
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 107 ms.
ts=2018-11-28 19:22:30; [cost=1.715367ms] result=null
ts=2018-11-28 19:22:31; [cost=0.185203ms] result=null
ts=2018-11-28 19:22:32; [cost=19.012416ms] result=@ArrayList[
    @Integer[5],
    @Integer[47],
    @Integer[2675531],
]
ts=2018-11-28 19:22:33; [cost=0.311395ms] result=@ArrayList[
    @Integer[2],
    @Integer[5],
    @Integer[317],
    @Integer[503],
    @Integer[887],
]
ts=2018-11-28 19:22:34; [cost=10.136007ms] result=@ArrayList[
    @Integer[2],
    @Integer[2],
    @Integer[3],
    @Integer[3],
    @Integer[31],
    @Integer[717593],
]
ts=2018-11-28 19:22:35; [cost=29.969732ms] result=@ArrayList[
    @Integer[5],
    @Integer[29],
    @Integer[7651739],
]

5、查看jvm信息

6、logger查看日志

7、memory查看jvm内存信息

8、classloader查看类加载信息

9、profiler/火焰图

10、monitor方法监控

11、trace方法监控

12、stack方法监控

13、tt方法监控

以上是关于Java应用线上问题诊断工具Alibaba Arthas的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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