Arthas(1):Java诊断工具Arthas入门教程

前言

Arthas 是一款线上监控诊断产品，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官网：https://arthas.aliyun.com/

第一节 Arthas 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：
0. 这个类从哪个 jar 包加载的？为什么会报各种类相关的 Exception？

1. 我改的代码为什么没有执行到？难道是我没 commit？分支搞错了？
2. 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？
3. 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！
4. 是否有一个全局视角来查看系统的运行状况？
5. 有什么办法可以监控到 JVM 的实时运行状态？
6. 怎么快速定位应用的热点，生成火焰图？
7. 怎样直接从 JVM 内查找某个类的实例？
   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。

第二节 环境准备

Arthas 的要求是JDK 6+，所以首先要确保你的JDK 版本符合。
Arthas 通常是linux 服务器上进行排错的，所以下面的演示均为centos操作系统。
请确保你已安装JDK 6+ .并且JDK 支持JPS。

jps #直接输入jsp命令，如果没有报错，则证明支持jps
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建议使用oracle jdk
安装教程：linux安装oracle jdk

第三节 快速入门

1. 启动math-game

curl -O https://arthas.aliyun.com/math-game.jar
java -jar math-game.jar
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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:查看源码

注意math-game是我们需要跟踪的程序

2. 启动arthas

注意 :不要关闭math-game（被追踪的程序），请新开一个窗口

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
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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-http
java -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 math-game.jar
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输入math-game对应的进程序号(1、2、3、…)，如果只有一个，直接回车即可。Arthas 会 attach 到目标进程上，并输出日志。

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

4. 通过 thread 命令来获取到math-game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('
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5. 使用jad 反编译Main Class

jad demo.MathGame
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[arthas@430399]$ jad demo.MathGame

ClassLoader:                                                                                                                                                                       
+-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@70dea4e                                                                                                                                         
  +-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@172f07d6                                                                                                                                      

Location:                                                                                                                                                                          
/home/arthas/math-game.jar                                                                                                                                                         

       /*
        * Decompiled with CFR.
        */
       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();
           private int illegalArgumentCount = 0;
       
           public List<Integer> primeFactors(int number) {
/*44*/         if (number < 2) {
/*45*/             ++this.illegalArgumentCount;
                   throw new IllegalArgumentException("number is: " + number + ", need >= 2");
               }
               ArrayList<Integer> result = new ArrayList<Integer>();
/*50*/         int i = 2;
/*51*/         while (i <= number) {
/*52*/             if (number % i == 0) {
/*53*/                 result.add(i);
/*54*/                 number /= i;
/*55*/                 i = 2;
                       continue;
                   }
/*57*/             ++i;
               }
/*61*/         return result;
           }
       
           public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
               MathGame game = new MathGame();
               while (true) {
/*16*/             game.run();
/*17*/             TimeUnit.SECONDS.sleep(1L);
               }
           }
       
           public void run() throws InterruptedException {
               try {
/*23*/             int number = random.nextInt() / 10000;
/*24*/             List<Integer> primeFactors = this.primeFactors(number);
/*25*/             MathGame.print(number, primeFactors);
               }
               catch (Exception e) {
/*28*/             System.out.println(String.format("illegalArgumentCount:%3d, ", this.illegalArgumentCount) + e.getMessage());
               }
           }
       
           public static void print(int number, List<Integer> primeFactors) {
               StringBuffer sb = new StringBuffer(number + "=");
/*34*/         for (int factor : primeFactors) {
/*35*/             sb.append(factor).append('*');
               }
/*37*/         if (sb.charAt(sb.length() - 1) == '*') {
/*38*/             sb.deleteCharAt(sb.length() - 1);
               }
/*40*/         System.out.println(sb);
           }
       }

Affect(row-cnt:1) cost in 879 ms.
[arthas@430399]$ 
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6. watch命令查看返回值

通过watch命令来查看demo.MathGame#primeFactors函数的返回值：

watch demo.MathGame primeFactors returnObj
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7. 退出

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。