使用 Arthas 在线排查问题，无需重启；动态跟踪Java代码；实时监控JVM状态
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， Arthas 可以帮助你解决：
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这个类从哪个 jar 包加载的？为什么会报各种类相关的 Exception？
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我改的代码为什么没有执行到？难道是我没 commit？分支搞错了？
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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？
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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！
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是否有一个全局视角来查看系统的运行状况？
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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。
Arthas 支持JDK 6+，支持Linux/Mac/Windows，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。
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Github: https://github.com/alibaba/arthas
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文档: https://alibaba.github.io/arthas/
在线实操地点:
https://alibaba.github.io/arthas/arthas-tutorials?language=cn
实用命令笔记
trace
方法内部调用路径，并输出方法路径上的每个节点上耗时
trace 命令能主动搜索 class-pattern ／ method-pattern 对应的方法调用路径，渲染和统计整个调用链路上的所有性能开销和追踪调用链路。
参数说明
| 参数名称 | 参数说明 |
|---|---|
| class-pattern | 类名表达式匹配 |
| method-pattern | 方法名表达式匹配 |
| condition-express | 条件表达式 |
| [E] | 开启正则表达式匹配，默认为通配符匹配 |
[n:] |
命令执行次数 |
#cost |
方法执行耗时 |
这里重点要说明的是观察表达式，观察表达式的构成主要由 ognl 表达式组成，所以你可以这样写 "{params,returnObj}" ，只要是一个合法的 ognl 表达式，都能被正常支持。
观察的维度也比较多，主要体现在参数 advice 的数据结构上。 Advice 参数最主要是封装了通知节点的所有信息。
请参考表达式核心变量中关于该节点的描述。
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特殊用法请参考：https://github.com/alibaba/arthas/issues/71
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OGNL表达式官网：https://commons.apache.org/proper/commons-ognl/language-guide.html
很多时候我们只想看到某个方法的rt大于某个时间之后的trace结果，现在Arthas可以按照方法执行的耗时来进行过滤了，例如 trace *StringUtils isBlank '#cost>100' 表示当执行时间超过100ms的时候，才会输出trace的结果。
watch/stack/trace这个三个命令都支持 #cost
注意事项
trace 能方便的帮助你定位和发现因 RT 高而导致的性能问题缺陷，但其每次只能跟踪一级方法的调用链路。
使用参考
启动 Demo
启动快速入门里的 arthas-demo 。
trace函数
$ trace demo.MathGame run Press Ctrl+C to abort. Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) costin42 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()
过滤掉jdk的函数
$ trace -j demo.MathGame run Press Ctrl+C to abort. Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) costin31 ms. `---ts=2018-12-04 01:09:14;thread_name=main;id=1;is_daemon=false;priority=5;TCCL=sun.misc.Launcher$AppClassLoader@3d4eac69 `---[5.190646ms] demo.MathGame:run() +---[4.465779ms] demo.MathGame:primeFactors() `---[0.375324ms] demo.MathGame:print()
-
-j : jdkMethodSkip, skip jdk method trace
据调用耗时过滤
$ trace demo.MathGame run'#cost > 10' Press Ctrl+C to abort. Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) costin41 ms. `---ts=2018-12-04 01:12:02;thread_name=main;id=1;is_daemon=false;priority=5;TCCL=sun.misc.Launcher$AppClassLoader@3d4eac69 `---[12.033735ms] demo.MathGame:run() +---[0.006783ms] java.util.Random:nextInt() +---[11.852594ms] demo.MathGame:primeFactors() `---[0.05447ms] demo.MathGame:print()
只会展示耗时大于10ms的调用路径，有助于在排查问题的时候，只关注异常情况
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是不是很眼熟，没错，在 JProfiler 等收费软件中你曾经见识类似的功能，这里你将可以通过命令就能打印出指定调用路径。友情提醒下， trace 在执行的过程中本身是会有一定的性能开销，在统计的报告中并未像 JProfiler 一样预先减去其自身的统计开销。所以这统计出来有些许的不准，渲染路径上调用的类、方法越多，性能偏差越大。但还是能让你看清一些事情的。
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[12.033735ms] 的含义， 12.033735 的含义是：当前节点在当前步骤的耗时，单位为毫秒
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[0,0,0ms,11]xxx:yyy() [throws Exception]，对该方法中相同的方法调用进行了合并， 0,0,0ms,11 表示方法调用耗时， min,max,total,count ； throws Exception 表明该方法调用中存在异常返回
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这里存在一个统计不准确的问题，就是所有方法耗时加起来可能会小于该监测方法的总耗时，这个是由于 Arthas 本身的逻辑会有一定的耗时
trace多个类或者多个函数
trace命令只会trace匹配到的函数里的子调用，并不会向下trace多层。因为trace是代价比较贵的，多层trace可能会导致最终要trace的类和函数非常多。
可以用正则表匹配路径上的多个类和函数，一定程度上达到多层trace的效果。
trace -E com.test.ClassA|org.test.ClassB method1|method2|method3
thread
查看当前线程信息，查看线程的堆栈
参数说明
| 参数名称 | 参数说明 |
|---|---|
| id | 线程id |
| [n:] | 指定最忙的前N个线程并打印堆栈 |
| [b] | 找出当前阻塞其他线程的线程 |
[i <value> ] |
指定cpu占比统计的采样间隔，单位为毫秒 |
cpu占比是如何统计出来的？
这里的cpu统计的是，一段采样间隔内，当前JVM里各个线程所占用的cpu时间占总cpu时间的百分比。其计算方法为：首先进行一次采样，获得所有线程的cpu的使用时间(调用的是 java.lang.management.ThreadMXBean#getThreadCpuTime 这个接口)，然后睡眠一段时间，默认100ms，可以通过 -i 参数指定，然后再采样一次，最后得出这段时间内各个线程消耗的cpu时间情况，最后算出百分比。
注意：这个统计也会产生一定的开销（JDK这个接口本身开销比较大），因此会看到as的线程占用一定的百分比，为了降低统计自身的开销带来的影响，可以把采样间隔拉长一些，比如5000毫秒。
如果想看从Java进程启动开始到现在的cpu占比情况：可以使用show-busy-java-threads这个脚本
使用参考
支持一键展示当前最忙的前N个线程并打印堆栈：
$thread -n 3 "as-command-execute-daemon" Id=29 cpuUsage=75% RUNNABLE at sun.management.ThreadImpl.dumpThreads0(Native Method) at sun.management.ThreadImpl.getThreadInfo(ThreadImpl.java:440) at com.taobao.arthas.core.command.monitor200.ThreadCommand$1.action(ThreadCommand.java:58) at com.taobao.arthas.core.command.handler.AbstractCommandHandler.execute(AbstractCommandHandler.java:238) at com.taobao.arthas.core.command.handler.DefaultCommandHandler.handleCommand(DefaultCommandHandler.java:67) at com.taobao.arthas.core.server.ArthasServer$4.run(ArthasServer.java:276) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1145) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:615) at java.lang.Thread.run(Thread.java:745) Number of locked synchronizers = 1 - java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker@6cd0b6f8 "as-session-expire-daemon" Id=25 cpuUsage=24% TIMED_WAITING at java.lang.Thread.sleep(Native Method) at com.taobao.arthas.core.server.DefaultSessionManager$2.run(DefaultSessionManager.java:85) "Reference Handler" Id=2 cpuUsage=0% WAITING on java.lang.ref.Reference$Lock@69ba0f27 at java.lang.Object.wait(Native Method) - waiting on java.lang.ref.Reference$Lock@69ba0f27 at java.lang.Object.wait(Object.java:503) at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:133)
当没有参数时，显示所有线程的信息。
$thread Threads Total: 16, NEW: 0, RUNNABLE: 7, BLOCKED: 0, WAITING: 5, TIMED_WAITING: 4, TERMINATED: 0 ID NAME GROUP PRIORITY STATE %CPU TIME INTERRUPTE DAEMON 30 as-command-execute-daemon system 9 RUNNABLE 72 0:0 false true 23 as-session-expire-daemon system 9 TIMED_WAIT 27 0:0 false true 22 Attach Listener system 9 RUNNABLE 0 0:0 false true 11 pool-2-thread-1 main 5 TIMED_WAIT 0 0:0 false false 12 Thread-2 main 5 RUNNABLE 0 0:0 false true 13 pool-3-thread-1 main 5 TIMED_WAIT 0 0:0 false false 25 as-selector-daemon system 9 RUNNABLE 0 0:0 false true 14 Thread-3 main 5 TIMED_WAIT 0 0:0 false false 26 pool-5-thread-1 system 5 WAITING 0 0:0 false false 15 Thread-4 main 5 RUNNABLE 0 0:0 false false 1 main main 5 WAITING 0 0:2 false false 2 Reference Handler system 10 WAITING 0 0:0 false true 3 Finalizer system 8 WAITING 0 0:0 false true 4 Signal Dispatcher system 9 RUNNABLE 0 0:0 false true 20 NonBlockingInputStreamThread main 5 WAITING 0 0:0 false true 21 Thread-8 main 5 RUNNABLE 0 0:0 false true
thread id， 显示指定线程的运行堆栈
$thread 1 "main" Id=1 WAITING on java.util.concurrent.CountDownLatch$Sync@29fafb28 at sun.misc.Unsafe.park(Native Method) - waiting on java.util.concurrent.CountDownLatch$Sync@29fafb28 at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.parkAndCheckInterrupt(AbstractQueuedSynchronizer.java:836) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.doAcquireSharedInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:997) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireSharedInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:1304) at java.util.concurrent.CountDownLatch.await(CountDownLatch.java:231)
thread -b, 找出当前阻塞其他线程的线程
有时候我们发现应用卡住了， 通常是由于某个线程拿住了某个锁， 并且其他线程都在等待这把锁造成的。为了排查这类问题， arthas提供了 thread -b ， 一键找出那个罪魁祸首。
$ thread -b "http-bio-8080-exec-4"Id=27 TIMED_WAITING at java.lang.Thread.sleep(Native Method) at test.arthas.TestThreadBlocking.doGet(TestThreadBlocking.java:22) - locked java.lang.Object@725be470 <---- but blocks 4 other threads! at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:624) at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:731) at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:303) at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:208) at org.apache.tomcat.websocket.server.WsFilter.doFilter(WsFilter.java:52) at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:241) at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:208) at test.filter.TestDurexFilter.doFilter(TestDurexFilter.java:46) at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:241) at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:208) at org.apache.catalina.core.StandardWrapperValve.invoke(StandardWrapperValve.java:220) at org.apache.catalina.core.StandardContextValve.invoke(StandardContextValve.java:122) at org.apache.catalina.authenticator.AuthenticatorBase.invoke(AuthenticatorBase.java:505) at com.taobao.tomcat.valves.ContextLoadFilterValve$FilterChainAdapter.doFilter(ContextLoadFilterValve.java:191) at com.taobao.eagleeye.EagleEyeFilter.doFilter(EagleEyeFilter.java:81) at com.taobao.tomcat.valves.ContextLoadFilterValve.invoke(ContextLoadFilterValve.java:150) at org.apache.catalina.core.StandardHostValve.invoke(StandardHostValve.java:170) at org.apache.catalina.valves.ErrorReportValve.invoke(ErrorReportValve.java:103) at org.apache.catalina.core.StandardEngineValve.invoke(StandardEngineValve.java:116) at org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter.service(CoyoteAdapter.java:429) at org.apache.coyote.http11.AbstractHttp11Processor.process(AbstractHttp11Processor.java:1085) at org.apache.coyote.AbstractProtocol$AbstractConnectionHandler.process(AbstractProtocol.java:625) at org.apache.tomcat.util.net.JIoEndpoint$SocketProcessor.run(JIoEndpoint.java:318) - locked org.apache.tomcat.util.net.SocketWrapper@7127ee12 at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1142) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:617) at org.apache.tomcat.util.threads.TaskThread$WrappingRunnable.run(TaskThread.java:61) at java.lang.Thread.run(Thread.java:745) Number of locked synchronizers = 1 - java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker@31a6493e
注意， 目前只支持找出synchronized关键字阻塞住的线程， 如果是 java.util.concurrent.Lock ， 目前还不支持。
thread -i, 指定采样时间间隔
$ thread -n 3 -i 1000 "as-command-execute-daemon"Id=4759 cpuUsage=23% RUNNABLE at sun.management.ThreadImpl.dumpThreads0(Native Method) at sun.management.ThreadImpl.getThreadInfo(ThreadImpl.java:440) at com.taobao.arthas.core.command.monitor200.ThreadCommand.processTopBusyThreads(ThreadCommand.java:133) at com.taobao.arthas.core.command.monitor200.ThreadCommand.process(ThreadCommand.java:79) at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl.process(AnnotatedCommandImpl.java:96) at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl.access$100(AnnotatedCommandImpl.java:27) at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl$ProcessHandler.handle(AnnotatedCommandImpl.java:125) at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl$ProcessHandler.handle(AnnotatedCommandImpl.java:122) at com.taobao.arthas.core.shell.system.impl.ProcessImpl$CommandProcessTask.run(ProcessImpl.java:332) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1142) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:617) at java.lang.Thread.run(Thread.java:756) Number of locked synchronizers = 1 - java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker@546aeec1 ...
watch
方法执行数据观测
让你能方便的观察到指定方法的调用情况。能观察到的范围为： 返回值 、 抛出异常 、 入参 ，通过编写 OGNL 表达式进行对应变量的查看。
参数说明
watch 的参数比较多，主要是因为它能在 4 个不同的场景观察对象
| 参数名称 | 参数说明 |
|---|---|
| class-pattern | 类名表达式匹配 |
| method-pattern | 方法名表达式匹配 |
| express | 观察表达式 |
| condition-express | 条件表达式 |
| [b] | 在 方法调用之前 观察 |
| [e] | 在 方法异常之后 观察 |
| [s] | 在 方法返回之后 观察 |
| [f] | 在 方法结束之后 (正常返回和异常返回)观察 |
| [E] | 开启正则表达式匹配，默认为通配符匹配 |
| [x:] | 指定输出结果的属性遍历深度，默认为 1 |
这里重点要说明的是观察表达式，观察表达式的构成主要由 ognl 表达式组成，所以你可以这样写 "{params,returnObj}" ，只要是一个合法的 ognl 表达式，都能被正常支持。
观察的维度也比较多，主要体现在参数 advice 的数据结构上。 Advice 参数最主要是封装了通知节点的所有信息。请参考表达式核心变量中关于该节点的描述。
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特殊用法请参考：https://github.com/alibaba/arthas/issues/71
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OGNL表达式官网：https://commons.apache.org/proper/commons-ognl/language-guide.html
特别说明：
-
watch 命令定义了4个观察事件点，即 -b 方法调用前， -e 方法异常后， -s 方法返回后， -f 方法结束后
-
4个观察事件点 -b 、 -e 、 -s 默认关闭， -f 默认打开，当指定观察点被打开后，在相应事件点会对观察表达式进行求值并输出
-
这里要注意 方法入参 和 方法出参 的区别，有可能在中间被修改导致前后不一致，除了 -b 事件点 params 代表方法入参外，其余事件都代表方法出参
-
当使用 -b 时，由于观察事件点是在方法调用前，此时返回值或异常均不存在
使用参考
启动 Demo
启动快速入门里的 arthas-demo 。
观察方法出参和返回值
$ watch demo.MathGame primeFactors"{params,returnObj}"-x 2
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) costin44 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],
],
]
观察方法入参
$ watch demo.MathGame primeFactors"{params,returnObj}"-x 2 -b
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) costin50 ms.
ts=2018-12-03 19:23:23; [cost=0.0353ms] result=@ArrayList[
@Object[][
@Integer[-1077465243],
],
null,
]
-
对比前一个例子，返回值为空（事件点为方法执行前，因此获取不到返回值）
同时观察方法调用前和方法返回后
$ watch demo.MathGame primeFactors"{params,target,returnObj}"-x 2 -b -s -n 2
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) costin46 ms.
ts=2018-12-03 19:29:54; [cost=0.01696ms] result=@ArrayList[
@Object[][
@Integer[1544665400],
],
@MathGame[
random=@Random[java.util.Random@522b408a],
illegalArgumentCount=@Integer[13038],
],
null,
]
ts=2018-12-03 19:29:54; [cost=4.277392ms] result=@ArrayList[
@Object[][
@Integer[1544665400],
],
@MathGame[
random=@Random[java.util.Random@522b408a],
illegalArgumentCount=@Integer[13038],
],
@ArrayList[
@Integer[2],
@Integer[2],
@Integer[2],
@Integer[5],
@Integer[5],
@Integer[73],
@Integer[241],
@Integer[439],
],
]
-
参数里 -n 2 ，表示只执行两次
-
这里输出结果中，第一次输出的是方法调用前的观察表达式的结果，第二次输出的是方法返回后的表达式的结果
-
结果的输出顺序和事件发生的先后顺序一致，和命令中 -s -b 的顺序无关
调整 -x 的值，观察具体的方法参数值
$ watch demo.MathGame primeFactors"{params,target}"-x 3
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) costin58 ms.
ts=2018-12-03 19:34:19; [cost=0.587833ms] result=@ArrayList[
@Object[][
@Integer[47816758],
],
@MathGame[
random=@Random[
serialVersionUID=@Long[3905348978240129619],
seed=@AtomicLong[3133719055989],
multiplier=@Long[25214903917],
addend=@Long[11],
mask=@Long[281474976710655],
DOUBLE_UNIT=@Double[1.1102230246251565E-16],
BadBound=@String[bound must be positive],
BadRange=@String[bound must be greater than origin],
BadSize=@String[size must be non-negative],
seedUniquifier=@AtomicLong[-3282039941672302964],
nextNextGaussian=@Double[0.0],
haveNextNextGaussian=@Boolean[false],
serialPersistentFields=@ObjectStreamField[][isEmpty=false;size=3],
unsafe=@Unsafe[sun.misc.Unsafe@2eaa1027],
seedOffset=@Long[24],
],
illegalArgumentCount=@Integer[13159],
],
]
-
-x 表示遍历深度，可以调整来打印具体的参数和结果内容，默认值是1。
条件表达式的例子
$ watch demo.MathGame primeFactors"{params[0],target}""params[0]<0"
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) costin68 ms.
ts=2018-12-03 19:36:04; [cost=0.530255ms] result=@ArrayList[
@Integer[-18178089],
@MathGame[demo.MathGame@41cf53f9],
]
-
只有满足条件的调用，才会有响应。
观察异常信息的例子
$ watch demo.MathGame primeFactors"{params[0],throwExp}"-e -x 2
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) costin62 ms.
ts=2018-12-03 19:38:00; [cost=1.414993ms] result=@ArrayList[
@Integer[-1120397038],
java.lang.IllegalArgumentException: number is: -1120397038, need >= 2
at demo.MathGame.primeFactors(MathGame.java:46)
at demo.MathGame.run(MathGame.java:24)
at demo.MathGame.main(MathGame.java:16)
,
]
-
-e 表示抛出异常时才触发
-
express中，表示异常信息的变量是 throwExp
按照耗时进行过滤
$ watch demo.MathGame primeFactors'{params, returnObj}''#cost>200'-x 2
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) costin66 ms.
ts=2018-12-03 19:40:28; [cost=2112.168897ms] result=@ArrayList[
@Object[][
@Integer[2141897465],
],
@ArrayList[
@Integer[5],
@Integer[428379493],
],
]
-
#cost>200 (单位是 ms )表示只有当耗时大于200ms时才会输出，过滤掉执行时间小于200ms的调用
观察当前对象中的属性
如果想查看方法运行前后，当前对象中的属性，可以使用 target 关键字，代表当前对象
$ watch demo.MathGame primeFactors'target' Press Ctrl+C to abort. Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) costin52 ms. ts=2018-12-03 19:41:52; [cost=0.477882ms] result=@MathGame[ random=@Random[java.util.Random@522b408a], illegalArgumentCount=@Integer[13355], ]
然后使用 target.field_name 访问当前对象的某个属性
$ watch demo.MathGame primeFactors'target.illegalArgumentCount' Press Ctrl+C to abort. Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) costin67 ms. ts=2018-12-03 20:04:34; [cost=131.303498ms] result=@Integer[8] ts=2018-12-03 20:04:35; [cost=0.961441ms] result=@Integer[8]
Thread
一目了然的了解系统的状态，哪些线程比较占cpu？他们到底在做什么？
$ thread -n 3
"as-command-execute-daemon" Id=29 cpuUsage=75% RUNNABLE
at sun.management.ThreadImpl.dumpThreads0(Native Method)
at sun.management.ThreadImpl.getThreadInfo(ThreadImpl.java:440)
at com.taobao.arthas.core.command.monitor200.ThreadCommand$1.action(ThreadCommand.java:58)
at com.taobao.arthas.core.command.handler.AbstractCommandHandler.execute(AbstractCommandHandler.java:238)
at com.taobao.arthas.core.command.handler.DefaultCommandHandler.handleCommand(DefaultCommandHandler.java:67)
at com.taobao.arthas.core.server.ArthasServer$4.run(ArthasServer.java:276)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1145)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:615)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
Number of locked synchronizers = 1
- java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker@6cd0b6f8
"as-session-expire-daemon" Id=25 cpuUsage=24% TIMED_WAITING
at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
at com.taobao.arthas.core.server.DefaultSessionManager$2.run(DefaultSessionManager.java:85)
"Reference Handler" Id=2 cpuUsage=0% WAITING on java.lang.ref.Reference$Lock@69ba0f27
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on java.lang.ref.Reference$Lock@69ba0f27
at java.lang.Object.wait(Object.java:503)
at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:133)
jad
对类进行反编译:
$ jad javax.servlet.Servlet
ClassLoader:
+-java.net.URLClassLoader@6108b2d7
+-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
+-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1ddf84b8
Location:
/Users/xxx/work/test/lib/servlet-api.jar
/*
* Decompiled with CFR 0_122.
*/
package javax.servlet;
import java.io.IOException;
import javax.servlet.ServletConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
public interface Servlet {
public void init(ServletConfig var1) throws ServletException;
public ServletConfig getServletConfig();
public void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;
public String getServletInfo();
public void destroy();
}
mc
Memory Compiler/内存编译器，编译 .java 文件生成 .class 。
mc /tmp/Test.java
redefine
加载外部的 .class 文件，redefine jvm已加载的类。
redefine /tmp/Test.class redefine -c 327a647b /tmp/Test.class /tmp/Test/$Inner.class
sc
查找JVM中已经加载的类
$ sc -d org.springframework.web.context.support.XmlWebApplicationContext
class-info org.springframework.web.context.support.XmlWebApplicationContext
code-source /Users/xxx/work/test/WEB-INF/lib/spring-web-3.2.11.RELEASE.jar
name org.springframework.web.context.support.XmlWebApplicationContext
isInterface false
isAnnotation false
isEnum false
isAnonymousClass false
isArray false
isLocalClass false
isMemberClass false
isPrimitive false
isSynthetic false
simple-name XmlWebApplicationContext
modifier public
annotation
interfaces
super-class +-org.springframework.web.context.support.AbstractRefreshableWebApplicationContext
+-org.springframework.context.support.AbstractRefreshableConfigApplicationContext
+-org.springframework.context.support.AbstractRefreshableApplicationContext
+-org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext
+-org.springframework.core.io.DefaultResourceLoader
+-java.lang.Object
class-loader +-org.apache.catalina.loader.ParallelWebappClassLoader
+-java.net.URLClassLoader@6108b2d7
+-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
+-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1ddf84b8
classLoaderHash 25131501
stack
查看方法 test.arthas.TestStack#doGet 的调用堆栈：
$ stack test.arthas.TestStack doGet
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 286 ms.
ts=2018-09-18 10:11:45;thread_name=http-bio-8080-exec-10;id=d9;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.apache.catalina.loader.ParallelWebappClassLoader@25131501
@test.arthas.TestStack.doGet()
at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:624)
at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:731)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:303)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:208)
at org.apache.tomcat.websocket.server.WsFilter.doFilter(WsFilter.java:52)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:241)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:208)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:241)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:208)
at org.apache.catalina.core.StandardWrapperValve.invoke(StandardWrapperValve.java:220)
at org.apache.catalina.core.StandardContextValve.invoke(StandardContextValve.java:110)
...
at org.apache.catalina.core.StandardHostValve.invoke(StandardHostValve.java:169)
at org.apache.catalina.valves.ErrorReportValve.invoke(ErrorReportValve.java:103)
at org.apache.catalina.core.StandardEngineValve.invoke(StandardEngineValve.java:116)
at org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter.service(CoyoteAdapter.java:451)
at org.apache.coyote.http11.AbstractHttp11Processor.process(AbstractHttp11Processor.java:1121)
at org.apache.coyote.AbstractProtocol$AbstractConnectionHandler.process(AbstractProtocol.java:637)
at org.apache.tomcat.util.net.JIoEndpoint$SocketProcessor.run(JIoEndpoint.java:316)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1142)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:617)
at org.apache.tomcat.util.threads.TaskThread$WrappingRunnable.run(TaskThread.java:61)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
Trace
观察方法执行的时候哪个子调用比较慢:
Watch
观察方法 test.arthas.TestWatch#doGet 执行的入参，仅当方法抛出异常时才输出。
$ watch test.arthas.TestWatch doGet {params[0], throwExp} -e
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 65 ms.
ts=2018-09-18 10:26:28;result=@ArrayList[
@RequestFacade[org.apache.catalina.connector.RequestFacade@79f922b2],
@NullPointerException[java.lang.NullPointerException],
]
Monitor
监控某个特殊方法的调用统计数据，包括总调用次数，平均rt，成功率等信息，每隔5秒输出一次。
$ monitor -c 5 org.apache.dubbo.demo.provider.DemoServiceImpl sayHello Press Ctrl+C to abort. Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 109 ms. timestamp class method total success fail avg-rt(ms) fail-rate ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2018-09-20 09:45:32 org.apache.dubbo.demo.provider.DemoServiceImpl sayHello 5 5 0 0.67 0.00% timestamp class method total success fail avg-rt(ms) fail-rate ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2018-09-20 09:45:37 org.apache.dubbo.demo.provider.DemoServiceImpl sayHello 5 5 0 1.00 0.00% timestamp class method total success fail avg-rt(ms) fail-rate ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2018-09-20 09:45:42 org.apache.dubbo.demo.provider.DemoServiceImpl sayHello 5 5 0 0.43 0.00%
Time Tunnel(tt)
记录方法调用信息，支持事后查看方法调用的参数，返回值，抛出的异常等信息，仿佛穿越时空隧道回到调用现场一般。
$ tt -t org.apache.dubbo.demo.provider.DemoServiceImpl sayHello Press Ctrl+C to abort. Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 75 ms. INDEX TIMESTAMP COST(ms) IS-RET IS-EXP OBJECT CLASS METHOD ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1000 2018-09-20 09:54:10 1.971195 true false 0x55965cca DemoServiceImpl sayHello 1001 2018-09-20 09:54:11 0.215685 true false 0x55965cca DemoServiceImpl sayHello 1002 2018-09-20 09:54:12 0.236303 true false 0x55965cca DemoServiceImpl sayHello 1003 2018-09-20 09:54:13 0.159598 true false 0x55965cca DemoServiceImpl sayHello 1004 2018-09-20 09:54:14 0.201982 true false 0x55965cca DemoServiceImpl sayHello 1005 2018-09-20 09:54:15 0.214205 true false 0x55965cca DemoServiceImpl sayHello 1006 2018-09-20 09:54:16 0.241863 true false 0x55965cca DemoServiceImpl sayHello 1007 2018-09-20 09:54:17 0.305747 true false 0x55965cca DemoServiceImpl sayHello 1008 2018-09-20 09:54:18 0.18468 true false 0x55965cca DemoServiceImpl sayHello
Classloader
了解当前系统中有多少类加载器，以及每个加载器加载的类数量，帮助您判断是否有类加载器泄露。
$ classloader name numberOfInstances loadedCountTotal BootstrapClassLoader 1 3346 com.taobao.arthas.agent.ArthasClassloader 1 1262 java.net.URLClassLoader 2 1033 org.apache.catalina.loader.ParallelWebappClassLoader 1 628 sun.reflect.DelegatingClassLoader 166 166 sun.misc.Launcher$AppClassLoader 1 31 com.alibaba.fastjson.util.ASMClassLoader 6 15 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 1 7 org.jvnet.hk2.internal.DelegatingClassLoader 2 2 sun.reflect.misc.MethodUtil 1 1
Web Console
-
https://alibaba.github.io/arthas/web-console
Arthas 在入口类中, Attach到特定进程的JVM上，并加载Agent:
package com.taobao.arthas.core;
import com.sun.tools.attach.VirtualMachine;
import com.sun.tools.attach.VirtualMachineDescriptor;
import com.taobao.arthas.common.AnsiLog;
import com.taobao.arthas.common.JavaVersionUtils;
import com.taobao.arthas.core.config.Configure;
import com.taobao.middleware.cli.CLI;
import com.taobao.middleware.cli.CLIs;
import com.taobao.middleware.cli.CommandLine;
import com.taobao.middleware.cli.Option;
import com.taobao.middleware.cli.TypedOption;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.net.URLEncoder;
import java.util.Arrays;
import java.util.Properties;
/**
* Arthas启动器
*/
public class Arthas {
private static final String DEFAULT_TELNET_PORT = "3658";
private static final String DEFAULT_HTTP_PORT = "8563";
private Arthas(String[] args) throws Exception {
attachAgent(parse(args));
}
private Configure parse(String[] args) {
Option pid = new TypedOption<Integer>().setType(Integer.class).setShortName("pid").setRequired(true);
Option core = new TypedOption<String>().setType(String.class).setShortName("core").setRequired(true);
Option agent = new TypedOption<String>().setType(String.class).setShortName("agent").setRequired(true);
Option target = new TypedOption<String>().setType(String.class).setShortName("target-ip");
Option telnetPort = new TypedOption<Integer>().setType(Integer.class)
.setShortName("telnet-port").setDefaultValue(DEFAULT_TELNET_PORT);
Option httpPort = new TypedOption<Integer>().setType(Integer.class)
.setShortName("http-port").setDefaultValue(DEFAULT_HTTP_PORT);
Option sessionTimeout = new TypedOption<Integer>().setType(Integer.class)
.setShortName("session-timeout").setDefaultValue("" + Configure.DEFAULT_SESSION_TIMEOUT_SECONDS);
CLI cli = CLIs.create("arthas").addOption(pid).addOption(core).addOption(agent).addOption(target)
.addOption(telnetPort).addOption(httpPort).addOption(sessionTimeout);
CommandLine commandLine = cli.parse(Arrays.asList(args));
Configure configure = new Configure();
configure.setJavaPid((Integer) commandLine.getOptionValue("pid"));
configure.setArthasAgent((String) commandLine.getOptionValue("agent"));
configure.setArthasCore((String) commandLine.getOptionValue("core"));
configure.setSessionTimeout((Integer)commandLine.getOptionValue("session-timeout"));
if (commandLine.getOptionValue("target-ip") == null) {
throw new IllegalStateException("as.sh is too old to support web console, " +
"please run the following command to upgrade to latest version:" +
"/ncurl -sLk https://alibaba.github.io/arthas/install.sh | sh");
}
configure.setIp((String) commandLine.getOptionValue("target-ip"));
configure.setTelnetPort((Integer) commandLine.getOptionValue("telnet-port"));
configure.setHttpPort((Integer) commandLine.getOptionValue("http-port"));
return configure;
}
private void attachAgent(Configure configure) throws Exception {
VirtualMachineDescriptor virtualMachineDescriptor = null;
for (VirtualMachineDescriptor descriptor : VirtualMachine.list()) {
String pid = descriptor.id();
if (pid.equals(Integer.toString(configure.getJavaPid()))) {
virtualMachineDescriptor = descriptor;
}
}
VirtualMachine virtualMachine = null;
try {
if (null == virtualMachineDescriptor) { // 使用 attach(String pid) 这种方式
virtualMachine = VirtualMachine.attach("" + configure.getJavaPid());
} else {
virtualMachine = VirtualMachine.attach(virtualMachineDescriptor);
}
Properties targetSystemProperties = virtualMachine.getSystemProperties();
String targetJavaVersion = JavaVersionUtils.javaVersionStr(targetSystemProperties);
String currentJavaVersion = JavaVersionUtils.javaVersionStr();
if (targetJavaVersion != null && currentJavaVersion != null) {
if (!targetJavaVersion.equals(currentJavaVersion)) {
AnsiLog.warn("Current VM java version: {} do not match target VM java version: {}, attach may fail.",
currentJavaVersion, targetJavaVersion);
AnsiLog.warn("Target VM JAVA_HOME is {}, arthas-boot JAVA_HOME is {}, try to set the same JAVA_HOME.",
targetSystemProperties.getProperty("java.home"), System.getProperty("java.home"));
}
}
String arthasAgentPath = configure.getArthasAgent();
//convert jar path to unicode string
configure.setArthasAgent(encodeArg(arthasAgentPath));
configure.setArthasCore(encodeArg(configure.getArthasCore()));
virtualMachine.loadAgent(arthasAgentPath,
configure.getArthasCore() + ";" + configure.toString());
} finally {
if (null != virtualMachine) {
virtualMachine.detach();
}
}
}
private static String encodeArg(String arg) {
try {
return URLEncoder.encode(arg, "utf-8");
} catch (UnsupportedEncodingException e) {
return arg;
}
}
public static void main(String[] args) {
try {
new Arthas(args);
} catch (Throwable t) {
AnsiLog.error("Start arthas failed, exception stack trace: ");
t.printStackTrace();
System.exit(-1);
}
}
}
那么 VirtualMachine.attach() 方法主要干了什么事情呢?
JVM Attach机制用途
-
内存dump
-
线程dump
-
类信息统计(比如加载的类及大小以及实例个数等)
-
动态加载agent(使用过btrace的应该不陌生)
-
动态设置vm flag(但是并不是所有的flag都可以设置的，因为有些flag是在jvm启动过程中使用的，是一次性的)
-
打印vm flag
-
获取系统属性等
The Attach API is a Sun Microsystems extension that provides a mechanism to attach to a Java™ virtual machine. A tool written in the Java Language, uses this API to attach to a target virtual machine and load its tool agent into that virtual machine. For example, a management console might have a management agent which it uses to obtain management information from instrumented objects in a virtual machine. If the management console is required to manage an application that is running in a virtual machine that does not include the management agent, then this API can be used to attach to the target virtual machine and load the agent.
JVM Attach机制实现参考:
https://blog.csdn.net/huaweitman/article/details/50601602
Attach机制是什么？说简单点就是jvm提供一种jvm进程间通信的能力，能让一个进程传命令给另外一个进程，并让它执行内部的一些操作，比如说我们为了让另外一个jvm进程把线程dump出来，那么我们跑了一个jstack的进程，然后传了个pid的参数，告诉它要哪个进程进行线程dump，既然是两个进程，那肯定涉及到进程间通信，以及传输协议的定义，比如要执行什么操作，传了什么参数等
Attach能做些什么
总结起来说，比如内存dump，线程dump，类信息统计(比如加载的类及大小以及实例个数等)，动态加载agent(使用过btrace的应该不陌生)，动态设置vm flag(但是并不是所有的flag都可以设置的，因为有些flag是在jvm启动过程中使用的，是一次性的)，打印vm flag，获取系统属性等，这些对应的源码(AttachListener.cpp)如下
后面是命令对应的处理函数。
Attach在jvm里如何实现的
Attach Listener线程的创建
前面也提到了，jvm在启动过程中可能并没有启动Attach Listener这个线程，可以通过jvm参数来启动，代码 （Threads::create_vm）如下：
其中DisableAttachMechanism，StartAttachListener ，ReduceSignalUsage均默认是false(globals.hpp)
因此AttachListener::init()并不会被执行，而Attach Listener线程正是在此方法里创建的
既然在启动的时候不会创建这个线程，那么我们在上面看到的那个线程是怎么创建的呢，这个就要关注另外一个线程“Signal Dispatcher”了，顾名思义是处理信号的，这个线程是在jvm启动的时候就会创建的，具体代码就不说了。
下面以jstack的实现来说明触发Attach这一机制进行的过程，jstack命令的实现其实是一个叫做JStack.java的类，查看jstack代码后会走到下面的方法里
请注意VirtualMachine.Attach(pid);这行代码，触发Attach pid的关键，如果是在linux下会走到下面的构造函数
这里要解释下代码了，首先看到调用了createAttachFile方法在目标进程的cwd目录下创建了一个文件/proc//cwd/.Attach_pid，这个在后面的信号处理过程中会取出来做判断(为了安全)，另外我们知道在linux下线程是用进程实现的，在jvm启动过程中会创建很多线程，比如我们上面的信号线程，也就是会看到很多的pid(应该是LWP)，那么如何找到这个信号处理线程呢，从上面实现来看是找到我们传进去的pid的父进程，然后给它的所有子进程都发送一个SIGQUIT信号，而jvm里除了信号线程，其他线程都设置了对此信号的屏蔽，因此收不到该信号，于是该信号就传给了“Signal Dispatcher”，在传完之后作轮询等待看目标进程是否创建了某个文件，AttachTimeout默认超时时间是5000ms，可通过设置系统变量sun.tools.Attach.AttachTimeout来指定，下面是Signal Dispatcher线程的entry实现
当信号是SIGBREAK(在jvm里做了#define，其实就是SIGQUIT)的时候，就会触发
AttachListener::is_init_trigger()的执行，
一开始会判断当前进程目录下是否有个.Attach_pid文件（前面提到了），如果没有就会在/tmp下创建一个/tmp/.Attach_pid，当那个文件的uid和自己的uid是一致的情况下（为了安全）再调用init方法
此时水落石出了，看到创建了一个线程，并且取名为Attach Listener。再看看其子类LinuxAttachListener的init方法
看到其创建了一个监听套接字，并创建了一个文件/tmp/.java_pid，这个文件就是客户端之前一直在轮询等待的文件，随着这个文件的生成，意味着Attach的过程圆满结束了。
Attach listener接收请求
看看它的entry实现Attach_listener_thread_entry
从代码来看就是从队列里不断取AttachOperation，然后找到请求命令对应的方法进行执行，比如我们一开始说的jstack命令，找到 { “threaddump”, thread_dump }的映射关系，然后执行thread_dump方法
再来看看其要调用的AttachListener::dequeue()，
最终调用的是LinuxAttachListener::dequeue()，
我们看到如果没有请求的话，会一直accept在那里，当来了请求，然后就会创建一个套接字，并读取数据，构建出LinuxAttachOperation返回并执行。
整个过程就这样了，从Attach线程创建到接收请求，处理请求。
正文到此结束
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