3分钟学会用Arthas排查java服务各种问题

目录

简介

前置操作：attach 进程

dashboard查看java进程总体情况

thread命令

jvm命令

函数耗时监控trace

监控某方法monitor

watch命令观察指定方法

黑科技redefine/retransform

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简介

arthas 是阿里开源的一个java问题排查工具，可以在不重启，无代码侵入的情况下做很多事情，有了arthas，很多平时排查起来很麻烦的问题都可以迅速定位，下面给大家介绍几个常用的操作以及场景
(官网地址：https://arthas.aliyun.com/doc/index.html)

前置操作：attach 进程

使用arthas需要首先attach进程

curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar
java -jar arthas-boot.jar

下载arthas的jar包后直接启动，(需要注意操作的账号需要和启动attach目标的用户是一样的，要不然会有权限问题)
启动arthas后直接选择进程号，然后回车即可

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如上图所示，直接按3然后回车，就能attach进程号为11843的进程

image.png

出现上图情况，就说明成功了

dashboard查看java进程总体情况

dashboard是最基础的命令，可以直接查看当前attach的进程的一些基础情况，下图是截图的上半部分，上半部分主要可以看进程里面的一些线程状态

image.png

上图各字段含义如下：

• ID: Java级别的线程ID，注意这个ID不能跟jstack中的nativeID一一对应。
• NAME: 线程名
• GROUP: 线程组名
• PRIORITY: 线程优先级, 1~10之间的数字，越大表示优先级越高
• STATE: 线程的状态
• CPU%: 线程的cpu使用率。比如采样间隔1000ms，某个线程的增量cpu时间为100ms，则cpu使用率=100/1000=10%
• DELTA_TIME: 上次采样之后线程运行增量CPU时间，数据格式为秒
• TIME: 线程运行总CPU时间，数据格式为分:秒
• INTERRUPTED: 线程当前的中断位状态
• DAEMON: 是否是daemon线程

下半部分如下,可以看到jvm堆内存和非堆内存的使用情况，堆内存可以看到eden,survivor,old区的内存情况，可以做个简单分析，这是一个活动项目，所以临时请求比较多，大部分对象都处于年轻代新生区，可以看出这个项目新生代使用了ParNew，老年代使用了CMS，gc.parnew.count字段记录了minor gc的次数，通过dashboard的几次刷新，可以看到年轻代gc次数较多。结合启动参数-Xms1024m -Xmx3500m -Xmn512m ，可以看出年轻代设置的有点小，老年代只用了200m，有点空虚。可以适当调大年轻代的大小。tomcat的信息并没有显示，因为只有用Ali-tomcat才会显示

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thread命令

dashboard可以查看大概的进程面板，如果需要进一步排查线程方面的问题，则可以使用thread命令

• 输入thread会显示所有线程的状态信息

• 输入thread -n 3会显示当前最忙的3个线程，可以用来排查线程CPU消耗

• 输入thread -b 会显示当前处于BLOCKED状态的线程，可以排查线程锁的问题

• thread id, 显示指定线程的运行堆栈
  -thread --state ，查看指定状态的线程，如thread --state WAITING

jvm命令

输入jvm回车可以看到jvm面板，比dashboard稍微详细一些，没什么好说的

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函数耗时监控trace

排查一个接口耗时，可以使用trace去排查,这个命令是性能优化神技。执行trace 类路径+类名 方法名，如 trace com.ss.ss.testController login ，然后会显示下图

image.png

稍微耐心等待后，就会有该类的该方法的内部具体耗时。如图

image.png

可以看到该次请求耗时363.747871ms，并且下面调动的好几个方法耗时较长，看了下是数据库操作，总体看这个接口其实是没有问题的。如果线上或者压测的时候发现性能有问题，可以通过这个命令去逐个方法排查。

监控某方法monitor

上个命令trace可以监控具体的方法调用路径耗时，但是监控的是一次一次的请求，如果怀疑线上某个方法有可能有问题耗时慢，可以使用monitor命令。
使用monitor -c 60 com.ss.ss.testController login 可以统计60秒为周期的方法监控面板

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监控项	说明
timestamp	时间戳
class	Java类
method	方法(构造方法、普通方法)
total	调用次数
success	成功次数
fail	失败次数
rt	平均RT
fail-rate	失败率

watch命令观察指定方法

使用watch命令可以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

• 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

示例：watch com.ss.ss.testController login "{params,returnObj}" -x 3 表示查看testController 类的login方法的入参和返回，-x 3表示入参和返回值的深度
返回：

image.png

可以看到深度为3的时候hashMap会显示里面的内容

如果把深度改为4 ，则会有如下内容

image.png

可以看出，比3的深度要更加详细。

在生产问题排查中，经常也会有程序抛了异常中断没有日志的情况，也可以通过watch命令来查看异常堆栈。
例: watch com.ss.ss.testController login "{params[0],throwExp}" -e -x 2
如果有异常抛出，就能看见堆栈。
"{params[0],throwExp}"为OGNL表达式。
总体来说watch命令还是非常强大的，本文仅抛砖引玉介绍一种排查的手段，具体参数命令可以查看arthas官网。

黑科技redefine/retransform

使用redefine/retransform命令可以重新加载外部的class， edefine/retransform class文件在机器的路径 ，就可以把类热加载。限制如下

• 不允许新增加field/method
• 正在跑的函数，没有退出不能生效，比如下面新增加的System.out.println，只有run()函数里的会生效

使用示例:redefine /usr/home/xxxx/HelloWorld.class或者retransform /usr/home/xxxx/HelloWorld.class
成功了会显示

image.png

当线上有点小问题的时候，或者是漏了重要的东西又不方便发版本的时候，可以使用这个命令来做一个小的补丁。不过需要注意的是如果进程重启，redefine/retransform的类会恢复成以前的。

总之，慎用这个功能，不要依赖。附带一个官网介绍的小技巧

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