Java 线上问题定位处理利器：Arthas , 附使用案例
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2020-11-24 10:31
2018年9月 Alibaba 开源了一款 Java 诊断工具 Arthas , Arthas 支持 JDK6+，采用命令行交互模式，提供 Tab 自动补全功能，可以方便地定位和诊断线上程序运行问题。
Arthas 官网有详细的使用文档说明，同时 GitHub 开源的 Arthas 项目 Issues 里有网友的问题反馈，还有大量的使用案例，可以作为一个交流的学习平台使用。 贴上 GitHub 项目地址：https://github.com/alibaba/arthas 。
1
Arthas 使用场景
Arthas 功能强大且丰富，能做的事情很多，下面列举几个常见的使用场景。
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？
为什么 CPU 又升高了，到底是哪里占用了 CPU ？
运行的多线程有死锁吗？有阻塞吗？
2
Arthas 在线教程使用方法
1、首先访问在线教程：https://arthas.aliyun.com/doc/arthas-tutorials.html?language=cn ，从菜单中选择你想要学习的课程：
2、课程介绍页面会标明课程的难度和需要的时间，帮助你了解该课程的基本信息。点击 START SCENARIO 开始学习。
3、进入课程，左侧是该步骤说明，右侧是一个已经准备好的终端，直接可以使用。点击左侧黑块部分就可以在右侧执行：
4、点击右侧标签可以切换终端。之后就是跟着步骤说明，一步步的完成学习即可：
3
Arthas 快速入门
arthas-demo 源代码：
package demo;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class MathGame {
private static Random random = new Random();
public int illegalArgumentCount = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MathGame game = new MathGame();
while (true) {
game.run();
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
}
}
public void run() throws InterruptedException {
try {
int number = random.nextInt()/10000;
List primeFactors = primeFactors(number);
print(number, primeFactors);
} catch (Exception e) {
System.out.println(String.format("illegalArgumentCount:%3d, ", illegalArgumentCount) + e.getMessage());
}
}
public static void print(int number, List primeFactors) {
StringBuffer sb = new StringBuffer(number + "=");
for (int factor : primeFactors) {
sb.append(factor).append('*');
}
if (sb.charAt(sb.length() - 1) == '*') {
sb.deleteCharAt(sb.length() - 1);
}
System.out.println(sb);
}
public List primeFactors(int number) {
if (number < 2) {
illegalArgumentCount++;
throw new IllegalArgumentException("number is: " + number + ", need >= 2");
}
List result = new ArrayList();
int i = 2;
while (i <= number) {
if (number % i == 0) {
result.add(i);
number = number / i;
i = 2;
} else {
i++;
}
}
return result;
}
} arthas-demo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。
1、启动 Demo
curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-demo.jar
java -jar arthas-demo.jar2、启动 arthas
在命令行下面执行（使用和目标进程一致的用户启动，否则可能attach失败）：
curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar
java -jar arthas-boot.jar执行该程序的用户需要和目标进程具有相同的权限。比如以
admin用户来执行：sudo su admin && java -jar arthas-boot.jar或sudo -u admin -EH java -jar arthas-boot.jar。如果attach不上目标进程，可以查看
~/logs/arthas/目录下的日志。如果下载速度比较慢，可以使用aliyun的镜像：
java -jar arthas-boot.jar --repo-mirror aliyun --use-httpjava -jar arthas-boot.jar -h打印更多参数信息。
选择应用java进程：
$ $ java -jar arthas-boot.jar
* [1]: 35542
[2]: 71560 arthas-demo.jarDemo进程是第2个，则输入2，再输入回车/enter。Arthas会attach到目标进程上，并输出日志：
[INFO] Try to attach process 71560
[INFO] Attach process 71560 success.
[INFO] arthas-client connect 127.0.0.1 3658
,---. ,------. ,--------.,--. ,--. ,---. ,---.
/ O \ | .--. ''--. .--'| '--' | / O \ ' .-'
| .-. || '--'.' | | | .--. || .-. |`. `-.
| | | || |\ \ | | | | | || | | |.-' |
`--' `--'`--' '--' `--' `--' `--'`--' `--'`-----'
wiki: https://arthas.aliyun.com/doc
version: 3.0.5.20181127201536
pid: 71560
time: 2018-11-28 19:16:24
$3、查看dashboard
输入dashboard，按回车/enter，会展示当前进程的信息，按ctrl+c可以中断执行。
$ dashboard
ID NAME GROUP PRIORI STATE %CPU TIME INTERRU DAEMON
17 pool-2-thread-1 system 5 WAITIN 67 0:0 false false
27 Timer-for-arthas-dashb system 10 RUNNAB 32 0:0 false true
11 AsyncAppender-Worker-a system 9 WAITIN 0 0:0 false true
9 Attach Listener system 9 RUNNAB 0 0:0 false true
3 Finalizer system 8 WAITIN 0 0:0 false true
2 Reference Handler system 10 WAITIN 0 0:0 false true
4 Signal Dispatcher system 9 RUNNAB 0 0:0 false true
26 as-command-execute-dae system 10 TIMED_ 0 0:0 false true
13 job-timeout system 9 TIMED_ 0 0:0 false true
1 main main 5 TIMED_ 0 0:0 false false
14 nioEventLoopGroup-2-1 system 10 RUNNAB 0 0:0 false false
18 nioEventLoopGroup-2-2 system 10 RUNNAB 0 0:0 false false
23 nioEventLoopGroup-2-3 system 10 RUNNAB 0 0:0 false false
15 nioEventLoopGroup-3-1 system 10 RUNNAB 0 0:0 false false
Memory used total max usage GC
heap 32M 155M 1820M 1.77% gc.ps_scavenge.count 4
ps_eden_space 14M 65M 672M 2.21% gc.ps_scavenge.time(m 166
ps_survivor_space 4M 5M 5M s)
ps_old_gen 12M 85M 1365M 0.91% gc.ps_marksweep.count 0
nonheap 20M 23M -1 gc.ps_marksweep.time( 0
code_cache 3M 5M 240M 1.32% ms)
Runtime
os.name Mac OS X
os.version 10.13.4
java.version 1.8.0_162
java.home /Library/Java/JavaVir
tualMachines/jdk1.8.0
_162.jdk/Contents/Hom
e/jre4、通过thread命令来获取到arthas-demo进程的Main Class。
thread 1会打印线程ID 1的栈，通常是main函数的线程。
$ thread 1 | grep 'main('
at demo.MathGame.main(MathGame.java:17)5、通过jad来反编译Main Class
$ jad demo.MathGame
ClassLoader:
+-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@3d4eac69
+-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@66350f69
Location:
/tmp/arthas-demo.jar
/*
* Decompiled with CFR 0_132.
*/
package demo;
import java.io.PrintStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class MathGame {
private static Random random = new Random();
private int illegalArgumentCount = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MathGame game = new MathGame();
do {
game.run();
TimeUnit.SECONDS.sleep(1L);
} while (true);
}
public void run() throws InterruptedException {
try {
int number = random.nextInt();
List primeFactors = this.primeFactors(number);
MathGame.print(number, primeFactors);
}
catch (Exception e) {
System.out.println(String.format("illegalArgumentCount:%3d, ", this.illegalArgumentCount) + e.getMessage());
}
}
public static void print(int number, List primeFactors) {
StringBuffer sb = new StringBuffer("" + number + "=");
Iterator iterator = primeFactors.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
int factor = iterator.next();
sb.append(factor).append('*');
}
if (sb.charAt(sb.length() - 1) == '*') {
sb.deleteCharAt(sb.length() - 1);
}
System.out.println(sb);
}
public List primeFactors(int number) {
if (number < 2) {
++this.illegalArgumentCount;
throw new IllegalArgumentException("number is: " + number + ", need >= 2");
}
ArrayList result = new ArrayList();
int i = 2;
while (i <= number) {
if (number % i == 0) {
result.add(i);
number /= i;
i = 2;
continue;
}
++i;
}
return result;
}
}
Affect(row-cnt:1) cost in 970 ms. 6、watch
通过watch命令来查看demo.MathGame#primeFactors函数的返回值：
$ 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],
]7、退出arthas
如果只是退出当前的连接，可以用quit或者exit命令。Attach到目标进程上的arthas还会继续运行，端口会保持开放，下次连接时可以直接连接上。
如果想完全退出arthas，可以执行stop命令。
GitHub开源地址：https://github.com/alibaba/arthas
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