线上Debug，学会Arthas拿捏所有bug

一、初识Arthas

说起来，第一次接触Arthas不是因为我正需要用到它（因为我压根就不知道能有这种能力的工具），而是朋友的推荐，当我了解它拥有的能力之后，我震惊了，世上竟有如此powerful的东西。如果你是初次接触Arthas，那么恭喜你，你发现了宝藏。

1.使用前：日志满天下

以前，我们排查问题最常用的方法就是日志：

• 这个方法报错了，参数传了啥？打日志
• 这个if为啥没进去？打两条日志
• 这个方法执行了多少次？循环打日志
• 请求耗时很慢，那个环节比较慢？花式打日志 当线上出现问题的时候，也是通过日志来定位，比较尴尬的是，日志加上去，发版，服务就需要重启，这样会导致一些问题：
• 一是对服务有影响，该时刻请求会被中断，进而失败（当时没有摘流量这种操作）
• 二是重启后问题现场已经被破坏了，无法复现问题
• 三是日志过多，落盘会导致io升高，磁盘容量需求也变高，日志查询速度也变慢
• 四是加一次日志往往还不能定位到问题，需要加几次

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实践中发现，遇到的许多问题，如果能打日志时能遵循日志规范，是能够轻松定位的，但往往在团队开发中，从日志规范->规范日志，是一个艰巨的，持续性的任务.

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2.使用后：一个能打的都没有

可以不太恰当地说，熟练使用Arthas就像在线上开了Debug一样，甚至在某些方面比Debug更加便捷和强大。

• 想看方法的调用信息？Easy
• 依赖包混乱，不知道实际运行用了哪个？So Easy
• 怀疑线程在摸鱼？Very Easy
• 热更新代码？比较麻烦，但可以

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当你线上遇到问题无从下手时，也可以做一下类比：这个问题，如果你能打断点，那你会怎么操作？这个操作能否用Arthas命令实现？

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二、kotlin/jvm 也能用

随着kotlin的使用越来越广泛，Arthas能否用于kotlin也是一个值得思考的问题。kotlin编译之后跟java一样也是class文件，而Arthas是运行于jvm中的，主要功能也是通过对增强字节码来实现的，因此源码是kotlin的小伙伴也是适用的，美中不足的是，涉及到字节码反编译的时候，会跟kotlin的源码差异较大，会看到一些以kotlin开头的包名和方法（kotlin的语法糖实现类），不像java的那么直白。

三、必备知识

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https://arthas.aliyun.com/doc/quick-start.html 有很详尽的说明，此处仅是简单说明

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1.启动Arthas

//首先下载 arthas-boot.jar 启动程序，下边是通过curl来下载，也可以浏览器直接访问该链接下载
curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar
//直接执行该启动jar包即可，启动后会提示选择需要“Debug”的jvm进程，
java -jar arthas-boot.jar
//也可以直接通过 ps -ef 等命令找到jvm进程的pid（如下方的 3425），然后添加到末尾，这样可以直接关联jvm进程，不需要选择
java -jar arthas-boot.jar 3425

2.启动过程示意

简单示意，想详细了解的小伙伴可以看Arthas的https://github.com/alibaba/arthas

• 通过jvm的机制，可以使正在运行的应用去加载指定的代码，并且拥有更改字节码的能力
• Arthas是区分client和server的，client独立运行，server依附在宿主应用上

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由此也可以衍生出一个使用Arthas的思路，假设你能够让正在运行的应用执行指定代码，或者添加代码到已有逻辑里边，那你会怎么利用这个特性解决你遇到的问题

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3.探针Javaagent

如果说对javaagent有印象的话，那一定是java的Debug了，因为要开启Debug，是需要在启动参数中加入agent的，如 -agentlib:jdwp=transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=5001
限于篇幅原因，agent技术不在此展开，可以自行了解，目前只要明确其可以更改正在运行类的字节码即可，从而对程序进行观测和影响。

部分的小伙伴可能会提到，为何不利用jvm的机制直接加载Debug的agent呢？

• 首先，有试过一下，但是attach失败了，推测是该agent只能启动时候进行指定；
• 其次，Debug其实对性能损耗是比较大的，尤其是断点很多的时候；
• 再者，在线上的宿主机或者容器临时开启一个端口，不知道运维大佬会不会放过你；

4.“代价”

对于所在企业内部尚未应用Arthas到生产环境的小伙伴而言，想要尝试使用那必定是要知悉其中风险滴，下边我们简要分析下：

• 首先，你并不是第一个吃螃蟹的人，Arthas至今已经迭代了多个版本（阿里团队研发），并且很多知名企业都在使用。
• 其次，由前文的启动示意可知，Arthas实际上就是运行在目标宿主jvm上的，因此一般也只会影响该jvm。
• 再次，如果目标jvm的内存配置很小，那有可能会attach失败，或者由于频繁更新字节码，导致gc。
• 最后，需要注意对宿主机的影响，当你把多个jvm进程启动在一个宿主机上时，如果使用Arthas的jvm出现快速写盘（如Arthas日志输出到文件，或者更改了日志级别）时，有可能导致宿主机io负载过高，cpu也是如此。

四、Arthas的命令分类

初步接触Arthas的时候，容易被其强大的功能和命令冲昏头脑，导致实际遇到问题时候，不知所措，所以初学者应当对功能和命令进行分类，以便梳理和记忆。
以下是本人对命令的理解和分类：（每个命令都可点击跳转到官方使用文档）

1.信息的观测&监控

a.观测具体的类、方法【重点】

b.查看运行的状态&信息

2.我想改变程序行为

3.基础使用命令和日志处理命令

此部分命令较为简单直接，参阅官方文档即可

四、温馨提示

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强烈推荐阅读Github Arthas上的 user-case：https://github.com/alibaba/arthas/issues?q=label%3Auser-case

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1.表达式是可以调用静态方法的

经过简单的了解，我们都知道，Arthas的部分命令（【观测被动执行的方法】）是支持表达式的，表达式中除了预定义的几个参数外，也可以调用静态方法获取结果，进而执行其它操作。

a.使用 TraceId or Flow or Cookie 来过滤请求

在实践中，为了把单个请求的日志串联起来，往往会生成一个标识，有的称之为traceId，有的称之为流水flow，而这些标识往往都是可以通过静态方法来获取的，因此，只要所使用的系统中，具备客户端指定标识的能力时，我们就能在服务端准确地观测该请求。
如，在springboot搭建的web项目中，就可以这样获取cookie @org.springframework.web.context.request.RequestContextHolder@getRequestAttributes().getRequest().getCookies()

2.命令中使用到类名时，一般都是要使用全限定名的

• 在使用 watch trace 等命令的时候，是需要指定类名和方法名的，
  如 watch com.wingli.controller.DemoController demoMethod
• 在使用 ognl 表达式的时候也是一样，如 ognl '@java.lang.System@out.println("hello")'

3.分布式下的Arthas

因为Arthas的使用对象是单个jvm进程，当你的应用是分布式的，并且使用的系统不具备将请求导向某台制定机子的时候，要想捕捉这个请求，则需要多个应用都启用Arthas，然后一个一个去执行对应的观测命令

4.关闭Arthas

如果所在的系统不是让Arthas常驻宿主应用，那么每次使用前都要进行启动，每次使用完都是需要进行关闭的，否则Arthas常驻jvm会消耗一定的资源，涉及的命令有

• quit 退出本次连接，但宿主jvm内仍运行着arthas-server，只是退出了arthas-client
• stop 退出arthas-server，并恢复增强过的类

5.重新连接Arthas

当因为某些原因退出了 arthas-client 的时候，也可以通过 telnet ip port 来连接上 arthas-server ，而没必要再次attach。

6.永远记得使用help

Arthas相关命令的help都写得很详细易懂，当你忘记了参数时，它可以帮助你

写在最后

Arthas目前应用广泛，相关的使用文章也非常多，并且官方也有收集整理使用案例，因此就不再重复写命令的使用和案例了。此文主要目的是简单了解Arthas能力的来源，以及提供Arthas命令的分类方式，为尚不熟练的小伙伴提供思路，以至于遇到问题不必浏览一次所有命令，再确认有没有自己想要的！

Arthas最好的学习资料就是官网上的上百个使用case，以及官网的在线教程！