java诊断神器 arthas(阿尔萨斯)

java诊断神器 arthas(阿尔萨斯)

官网地址：https://arthas.aliyun.com/doc/en/index.html

1、快速开始

1.1、windows版本安装

# 命令行输入
curl -0 https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar --output arthas-boot.jar

# 补充信息-------------------ubuntu 操作系统，在没有curl的情况，可执行命令：
apt-get update
apt install curl

# centos 操作系统jps命令不存在时：
yum install -y java-1.8.0-openjdk-devel.x86_64

# 启动arthas   注意：启动前已经要有java进程运行，否则无法进入
java -jar arthas-boot.jar --telnet-port 9998 --http-port -9999

# 说明：建议增加参数 --telnet-port  和 --http-port   目的：避免端口冲突

说明：第一次执行是会下载arthas的安装包，界面如下：

下载成功后，进入后界面如下：

1.2、常用命令

1、dashboard 仪表板
2、通过thread命令来获取到arthas-demo进程的Main Class
3、通过jad来反编译Main Class
4、watch
5、jvm 虚拟机相关
6、sysprop 系统属性相关
7、sysenv java环境变量
8、vmoption 显示虚拟机中的选项
9、getstatic 获取静态属性
10、ognl 表达式

1.2.1、dashboard

直接输入命令

dashboard

补充信息：JVM内存区域划分 heap区和非heap区。heap区包括：eden_space、survivor_space、tenured_gen；非heap区包括：code_cache、perm_gen、jvm stack、local method stack
HotSpot虚拟机GC算法采用分代收集算法：

1、一个人（对象）出来（new 出来）后会在Eden Space（伊甸园）无忧无虑的生活，直到GC到来打破了他们平静的生活。GC会逐一问清楚每个对象的情况，有没有钱（此对象的引用）啊，因为GC想赚钱呀，有钱的才可以敲诈嘛。然后富人就会进入Survivor Space（幸存者区），穷人的就直接kill掉。

2、并不是进入Survivor Space（幸存者区）后就保证人身是安全的，但至少可以活段时间。GC会定期（可以自定义）会对这些人进行敲诈，亿万富翁每次都给钱，GC很满意，就让其进入了Genured Gen(养老区)。万元户经不住几次敲诈就没钱了，GC看没有啥价值啦，就直接kill掉了。

3、进入到养老区的人基本就可以保证人身安全啦，但是亿万富豪有的也会挥霍成穷光蛋，只要钱没了，GC还是kill掉。

分区的目的：新生区由于对象产生的比较多并且大都是朝生夕灭的，所以直接采用标记-清理算法。而养老区生命力很强，则采用复制算法，针对不同情况使用不同算法。

非heap区域中Perm Gen中放着类、方法的定义，jvm Stack区域放着方法参数、局域变量等的引用，方法执行顺序按照栈的先入后出方式。

1.2.2、thread

thread
#或
thread 进程id

#参数说明
-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  指定cpu占比统计的采样间隔，单位毫秒
--state WAITING  查看所有处于等待状态的线程

1.2.3、通过jad反编译class

jad demo.MathGame

1.2.4、watch监视

watch demo.MathGame 方法名  返回值

1.2.5、jvm

1.2.6、sysprop

# 查看所有属性
sysprop

#查看单个属性，支持tab不全
sysprop java.version

# 修改
sysprop user.country US

1.2.7~1.2.8、sysenv vmoption 用法类似

直接输入命令sysenv 或 vmoption 查看所有
输入具体的 sysenv USER  则查看具体user属性
输入vmoption PrintGCDetails true  则直接修改具体项的值

1.2.9、getstatic

# getstatic 类名 属性名
getstatic demo.MathGame random

1.2.10、ognl表达式

# 调用静态函数-获取返回值
ognl '@[email protected]("hello")'

# 获取静态类的静态字段
ognl '@demo.MathGame@random'

# 执行多表达式，赋值给临时变量，返回一个list
ognl '#value1=@System@getProperty("java.home"),#value2=@System@getProperty("java.runtime.name"),{#value1,#value2}'

1.2.10、退出arthas

如果只是退出当前的链接，可以用quit或者exit命令。Attach到目标进程上的arthas还会继续运行，端口会保持开发，下载连接时可以直接连接上。
如果想完全退出arthas，可执行stop命令

2、基础命令

help cat grep pwd cls session reset version quit stop keymap history

2.1、grep

匹配查找，和linux里的grep命令类似，但只能用于管道命令
举例

# 只显示包含java字符串的系统属性
sysprop | grep java

# 可以增加参数：
-n  显示行号
-i   忽略大小写
-m 行数   最大显示行数
-e "正则表达式"  使用正则表达式

应用

sysprop | grep -e "\d{1,2}"  包含1到2个数字
sysprop | grep -e "\d{2,}"   包含2个数字以上

2.2、cls

清屏

2.3、reset

重置增强类

reset Test   # 还原指定类
reset *List  # 还原所有以List结尾的类
reset        # 还原所有的类

3、class/classloader相关命令

1、sc：Search Class
2、sm：Search Method
3、jad：把字节码文件反编译成源代码
4、mc：在内存中把源代码编译成字节码文件
5、redefine：把新生成的字节码文件在内存中执行

3.1 sc

sc demo.MathGame
或
sc demo.*

# 查看详细信息
sc demo.MathGame -d

# 查看详细信息+成员变量
sc demo.MathGame -df

3.2 sm

sm demo.MathGame

# 查看详细信息
sm demo.MathGame -d

3.3 jad

jad java.lang.String   #包含类加载器

# 只显示源码
jad demo.MathGame --source-only

# 只看其中的一个方法
jad java.lang.String trim

3.3 mc (Memory Compiler内存编译器，编辑.java文件生成.class)

mc /root/Hello.java

# 或指定编译后目录
mc /root/Hello.java -d /root

3.4 redefine(加载外部.class文件，redefine到JVM里)

限制条件：
1、不允许新增加field/method；
2、正在跑的函数，没有退出不能生效；

3.5 jad+mc+redefine结合使用

jad --source-only demo.MathGame > /root/MathGame.java

mc /root/MathGame.java -d /root

redefine /root/demo/MathGame.class

3、基础命令二

1、dump 将正在JVM中运行的程序的字节码文件提取出来；
2、classloader 获取类加载器的信息；

3.1、dump

dump java.lang.String

dump demo.*

3.2、classloader

作用：
1、显示所有类加载器的信息；
2、获取某个类加载器所在的jar包；
3、获取某个资源在哪个jar包中；
4、加载某个类；

# 执行命令
classloader

# 执行命令
classloader -l

# 执行命令
classloader -c 680f2737

# 执行命令
classloader -c 680f2737 -r java/lang/String.class

# 执行命令
classloader -c 680f2737 -load java.lang.String

3.3、monitor

作用：用来监视一个时间段中指定方法的执行次数，成功次数，失败次数等；

monitor demo.MathGame primeFactors -c 5

3.4、watch

作用：观察到指定方法的调用情况


实战

# 观察demo.MathGame类中primeFactors方法入参和返回值，结果属性遍历深度为2
watch demo.MathGame primeFactors "{params,returnObj}" -x 2

# 观察方法入参，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）
watch demo.MathGame primeFactors "{params,returnObj}" -x 2 -b

# 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" -x 2 -b

# 使用target.field_name访问当前对象的某个属性
watch demo.MathGame primeFactors "target.illegalArgumentCount" -x 2

# 同时观察方法调用前和方法返回后，参数里-n 2，表示只执行两次
watch demo.MathGame primeFactors "{params,target,returnObj}" -x 2 -b -s -n 2

# 条件表达式的例子，输出第1参数小于0的情况
watch demo.MathGame primeFactors "{params,target}" "params[0]<0"

3.5、trace

作用：对方法内部调用路径进行追踪，并输出方法路径上的每个节点上耗时；


实战

# trace函数指定类的制定方法
trace demo.MathGame run

# trace函数指定类的制定方法 只追踪2次
trace demo.MathGame run -n 2

# trace函数指定类的制定方法 只追踪2次 也查看jdk里面的方法
trace --skipJDKMethod demo.MathGame run -n 2

# trace函数指定类的制定方法 运行时间大于0.5秒
trace demo.MathGame run "#cost > .5"

3.6、stack

作用：输出当前方法被调用的调用路径
实战

# 获取primeFactors的调用路径
stack demo.MathGame primeFactors

# 条件表达式来过滤，第0个参数的值小于0，-n表示获取2次
stack demo.MathGame primeFactors "params[0]<0" -n 2

# 据执行时间类过滤，耗时大于5毫秒
stack demo.MathGame primeFactors "cost>0.5"

3.6、tt

作用：time-tunnel 时间隧道
记录下指定方法每次调用的入参和返回信息，并能对这些不同时间下调用的信息进行观测

实战

# 记录下当前方法的每次调用环境现场
tt -t demo.MathGame primeFactors

# 查询之前记录
tt -l

# 查询某一个方法 (搜索现有结果)
tt -s 'method.name=="primeFactors"'

# 查看具体某个INDEX调用的情况
tt -i 1008

# 重新执行某INDEX的调用
tt -i 1008 -p

# 重新执行某INDEX的调用 限制调用3次
tt -i 1008 -p --replay-times 3

# 重新执行某INDEX的调用 限制调用3次 指定隔多久调用
tt -i 1008 -p --replay-times 3 --replay-interval 2000

4、其他命令

4.1、options

作用：全局开关

# 显示所有类型
options

# 查看具体某个选项
options json-format

# 设置
options save-result true

4.2、profiler火焰图

# 启动火焰图
profiler start

# 获得样板
profiler getSamples

# 查看获取的状态
profiler status

# 停止（生成火焰图）
profiler stop

# 输出html的火焰图
profiler stop --format html

# 查看支持的事件
profiler list

5、补充

5.1、ubuntu安装curl

apt-get update
apt install curl

离线版arthas

下载地址：https://download.csdn.net/download/Asia1752/59553943
使用方式如下图