日志

火眼金睛,Java诊断利器Arthas

 来源    2019-10-09    1  

1 简介

Arthas 是Alibaba开源的Java诊断工具,深受开发者喜爱

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?

Arthas支持JDK 6+,支持Linux/Mac/Winodws,采用命令行交互模式,同时提供丰富的 Tab 自动补全功能,进一步方便进行问题的定位和诊断

2 主要功能

Arthas提供的功能主要可以分为以下3个方面:

  • (1) 信息监控
    • 进程运行基本信息:内存、CPU占用、线程信息、线程堆栈、线程数统计、环境变量信息
    • 对象信息:类对象静态属性、 Mbean 的属性信息、已加载类信息、类加载器、类方法信息
  • (2) 方法调用
    • 方法调用入参、返回值查看
    • 方法被调用的调用路径、调用耗时、方法调用次数、成功次数、失败次数等统计
    • 记录和重做方法调用
  • (3) 类文件处理
    • dump已加载类的字节码、字节码反编译、类编译、类重新热加载

3 安装和使用

3.1 安装

下载arthas-boot.jar,然后用java -jar的方式启动:

wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar
java -jar arthas-boot.jar

然后输入进程对应编号,进入Arthas的命令交互界面即可使用:

打印帮助信息:

java -jar arthas-boot.jar -h

3.2 使用

下面介绍Arthas的一些常用的命令和用法和原理,看看是如何解决我们实际中的问题的,命令详情可以参考Arthas的官方文档

(1) 整体dashboard数据

在arthas的命令行界面,输入dashboard命令,会实时展示当前tomcat的多线程状态、JVM各区域、GC情况等信息

(2) 查看线程监控

输入thread命令,会显示所有线程的状态信息
输入thread -n 3会显示当前最忙的3个线程,可以用来排查线程CPU消耗
输入thread -b 会显示当前处于BLOCKED状态的线程,可以排查线程锁的问题

(3) JVM监控

输入jvm命令,查看jvm详细的性能数据

(4) 观察方法参数、返回值

有时排查问题中我们需要查看参数,返回值,通常的需要加日志打印,比较繁琐,基于watch命令我们可以很方便做到这一切

$ watch demo.MathGame primeFactors "{params,returnObj}" -x 2
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 44 ms.
ts=2018-12-03 19:16:51; [cost=1.280502ms] result=@ArrayList[
    @Object[][
        @Integer[535629513],
    ],
    @ArrayList[
        @Integer[3],
        @Integer[19],
        @Integer[191],
        @Integer[49199],
    ],
]

(5) 观察方法调用路径,耗时详情

有时会遇到服务卡顿,想排查到底哪个步骤耗时比较久,通常做法是加日志,使用trace命令可以很方便解决这个问题:

$ trace demo.MathGame run
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 42 ms.
`---ts=2018-12-04 00:44:17;thread_name=main;id=1;is_daemon=false;priority=5;TCCL=sun.misc.Launcher$AppClassLoader@3d4eac69
    `---[10.611029ms] demo.MathGame:run()
        +---[0.05638ms] java.util.Random:nextInt()
        +---[10.036885ms] demo.MathGame:primeFactors()
        `---[0.170316ms] demo.MathGame:print()

4 实现原理

整体宏观模块调用图如下:

篇幅原因,下面对其其中涉及的比较核心的2个原理进行简单介绍:

(1) 信息监控、类文件处理

JDK提供的JMX(Java Management Extensions Java管理扩展,是一个为应用程序植入管理功能的框架),JMX管理管理了一系列MBean对象,Arthas正是基于这些MBean对象实现内存、GC、类加载信息、JVM信息监控

(2) 方法调用

从JDK5之后,引入了java.lang.Instrument,程序员通过修改方法的字节码实现动态修改类代码。在代理类的方法中的参数中,就有Instrumentation inst实例。通过该实例,我们可以调用Instrumentation提供的各种接口。比如调用inst.getAllLoadedClasses()得到所有已经加载过的类。调用inst.addTransformer(new SdlTransformer(), true)新增转换器。调用inst.retransformClasses(Class cls),向JVM发起重转换请求

Arthas使用ASM生成增强后的类的字节码,增强的功能包括方法调用入参、返回值查看、方法调用统计、方法调用记录和重做,再基于JDK提供的Instrumentation接口对方法进行增加和转换

5 实战案例

Arthas官方文档提供了许多用户案例,下面介绍几个比较有意思的案例:

(1) 排查应用奇怪日志来源

案例详情
服务应用运行中有时会出现一些奇怪日志,排查定位这些日志的来源比较麻烦
通过修改StringBuilder的实现代码打印出日志的调用堆栈信息,编译生成StringBuilder.clss,再基于Arthas提供的redefine命令修改应用中使用的StringBuilder的实际使用字节码

(2) 排查SpringBoot应用401/404问题

案例详情
页面访问返回401/404,碰到这种问题时,通常很头痛,特别是在线上环境时
通过Arthas提供的trace命令,打印出页面访问时的完整请求树,定位出具体哪个Servlet返回404

$ trace javax.servlet.Servlet *
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:7 , method-cnt:185) cost in 1018 ms.

通过trace命令,trace对象是javax.servlet.Filter定位具体哪个Filter拦截请求定位返回401的问题来源

$ trace javax.servlet.Filter *
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:13 , method-cnt:75) cost in 278 ms.

(3) 线上代码热更新

案例详情
有时为了快速验证线上问题的修复方案,或者为了快速测试,我们需要热更新代码
Arthas提供的解决步骤如下

  • 步骤1 jad命令反编译代码
  • 步骤2 文本编辑器修改代码
  • 步骤3 sc命令查找代码所在类的ClassLoader
  • 步骤4 mc命令指定ClassLoader编译代码
  • 步骤5 redefine命令热更新代码

参考

Arthas官方文档

Arthas快速入门

6到飞起的Java诊断工具Arthas

解密阿里线上问题诊断工具Arthas和jvm-sandbox

Alibaba Java诊断工具Arthas之快速安装和简单使用
日志Alibaba Java诊断工具Arthas简单介绍 : 当你遇到以下类似问题而束手无策时,Arthas可以帮助你解决: 1.这个类从哪个 jar 包加载的?为什么会报各种类相关的 Exception ...
Java 诊断工具 Arthas 教程学习笔记
日志Java 诊断利器 Arthas,是阿里的一款开源工具.Github-alibaba/arthas 上可以看到它的介绍.了解它,主要是最近对分析 Java 错误堆栈比较感兴趣,机缘巧合看到了它. 本文 ...
阿里巴巴开源框架java诊断工具--Arthas
日志下载:arthas wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar java -jar arthas-boot.jar --target-i ...
Arthas Alibaba 开源 Java 诊断工具
日志Arthas 用户文档 English Docs Arthas(阿尔萨斯) 能为你做什么? Arthas 是Alibaba开源的Java诊断工具,深受开发者喜爱. 当你遇到以下类似问题而束手无策时,A ...
爱上Java诊断利器之Arthas
日志1. Arthas是什么? 摘自Arthas的Github介绍: Arthas is a Java Diagnostic tool open sourced by Alibaba. Arthas al ...
java – 诊断间歇性连接超时?
问答我有一个java客户端,它调用一个线程来访问servlet并从服务器上的日志中检索最后几行,并在客户端上显示检索到的日志行.每隔一段时间,日志线程就会超时. 应用程序服务器是Tomcat,但错误在To ...
线上应用调试利器 --Arthas
日志在之前的文章中,我介绍了使用 Btrace 工具进行线上代码的debug (https://www.cnblogs.com/yougewe/p/10180483.html),其大致原理就是通过字节码注 ...
推荐一款阿里开源的 Java 诊断工具,好用到爆!
日志Arthas是什么鬼? Arthas是一款阿里巴巴开源的 Java 线上诊断工具,功能非常强大,可以解决很多线上不方便解决的问题. Arthas诊断使用的是命令行交互模式,支持JDK6+,Linux. ...
[Java 开发利器Lombok] 常用注解演示
日志在以往的对象模型编码时,我们需要写一大堆的get/set以及不同的构造函数等.Lombok为我们提供了一个非常好的插件形式. 在大多数的项目中,只需要使用到以下集中Annotation就足够了,如果需 ...
一款阿里开源的 Java 诊断工具
日志Arthas是什么鬼? Arthas是一款阿里巴巴开源的 Java 线上诊断工具,功能非常强大,可以解决很多线上不方便解决的问题. Arthas诊断使用的是命令行交互模式,支持JDK6+,Linux. ...
Oracle ADDM性能诊断利器及报告解读
日志性能优化是一个永恒的话题,性能优化也是最具有价值,最值得花费精力深入研究的一个课题,因为资源是有限的,时间是有限的.在Oracle数据库中,随着Oracle功能的不断强大和完善,Oralce数据库在性 ...
Java爬虫利器HTML解析工具-Jsoup
日志Jsoup简介 Java爬虫解析HTML文档的工具有:htmlparser, Jsoup.本文将会详细介绍Jsoup的使用方法,10分钟搞定Java爬虫HTML解析. Jsoup可以直接解析某个URL ...
阿里在线分析诊断工具Arthas和jvm-sandbox使用demo
日志1 阿里在线分析诊断工具Arthas(阿尔萨斯) 参考: https://alibaba.github.io/arthas/ 参考: https://github.com/alibaba/arthas ...
java – 我应该如何诊断和防止JVM崩溃?
问答当我遇到JVM崩溃时,我应该做什么(作为一个对JVM内部不了解的Java程序员)呢? 特别是,您将如何生成可重现的测试用例?我应该在Sun(或IBM)的bug数据库中搜索什么?我可以从生成的日志文件中 ...
JUL(Java.util.Logging)的MDC(映射诊断上下文)支持
问答我有一个使用Slf4j和java.util.Logging设置的日志记录机制.我有几个线程,所以我无法从日志中得到一个清晰的想法,因为它们是混合的.现在我尝试使用MDC概念在日志文件中添加更多数据,以 ...
在Java中使用play framewok和akka进行映射诊断上下文记录
问答我正在尝试mdc日志记录在java中的所有请求我在这个教程中遵循Scala并尝试转换为java http://yanns.github.io/blog/2014/05/04/slf4j-mapped- ...
诊断Java内存问题的策略
问答我的任务是调试一个Java(J2SE)应用程序,在一段时间的活动开始后抛出OutOfMemory异常.我是Java新手,但有编程经验.我有兴趣就诊断这样的问题的好方法得到你的意见吗? 到目前为止,我已 ...
java – 如何诊断RAM?
问答我有一个使用SIGSEGV一段时间后中止的java进程.在我用更多RAM升级服务器之后,它开始发生了.在不同的JVM上测试后,我怀疑它可能是一个硬件问题.但是memtest86没有检测到任何问题. 那 ...
java – 如何诊断File.delete()返回false /查找未关闭的流?
问答我正在使用第三方JPEG / EXIF操作库(Mediautil),这使我头疼.我想更改图像的EXIF数据.为此,我需要将更新的版本写入临时文件,删除原始文件,然后将临时文件重命名为原始名称. 我的问 ...
如何诊断或检测Java静态初始化程序中的死锁
问答(在Java中使用静态初始化器是一个好主意,超出了这个问题的范围.) 我在Scala应用程序中遇到死锁,我认为这是由编译的类中的互联静态初始化器引起的. 我的问题是如何检测和诊断这些死锁 – 我发现, ...