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  • Arthas Alibaba 开源 Java 诊断工具

    Arthas 用户文档

    English Docs

    Arthas(阿尔萨斯) 能为你做什么?

    arthas

    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:

    1. 这个类从哪个 jar 包加载的?为什么会报各种类相关的 Exception?
    2. 我改的代码为什么没有执行到?难道是我没 commit?分支搞错了?
    3. 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?
    4. 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!
    5. 是否有一个全局视角来查看系统的运行状况?
    6. 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。

    Contents

    Arthas Install

    快速安装

    使用arthas-boot(推荐)

    下载arthas-boot.jar,然后用java -jar的方式启动:

     
    wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar
     
    java -jar arthas-boot.jar

    打印帮助信息:

    java -jar arthas-boot.jar -h
    
    • 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
      
    • 如果从github下载有问题,可以使用gitee镜像

      wget https://arthas.gitee.io/arthas-boot.jar
      

    使用as.sh

    Arthas 支持在 Linux/Unix/Mac 等平台上一键安装,请复制以下内容,并粘贴到命令行中,敲 回车 执行即可:

    curl -L https://alibaba.github.io/arthas/install.sh | sh
    

    上述命令会下载启动脚本文件 as.sh 到当前目录,你可以放在任何地方或将其加入到 $PATH 中。

    直接在shell下面执行./as.sh,就会进入交互界面。

    也可以执行./as.sh -h来获取更多参数信息。

    • 如果从github下载有问题,可以使用gitee镜像

      curl -L https://arthas.gitee.io/install.sh | sh
      

    全量安装

    最新版本,点击下载:Arthas

    解压后,在文件夹里有arthas-boot.jar,直接用java -jar的方式启动:

    java -jar arthas-boot.jar
    

    打印帮助信息:

    java -jar arthas-boot.jar -h
    

    手动安装

    手动安装

    离线帮助文档

    最新版本,点击下载:Arthas

    卸载

    • 在 Linux/Unix/Mac 平台

      删除下面文件:

       
      rm -rf ~/.arthas/
       
      rm -rf ~/logs/arthas
    • Windows平台直接删除user home下面的.arthaslogs/arthas目录

    快速入门

    1. 启动Demo

     
    wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-demo.jar
     
    java -jar arthas-demo.jar

    arthas-demo是一个简单的程序,每隔一秒生成一个随机数,再执行质因式分解,并打印出分解结果。

    arthas-demo源代码:查看

    2. 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):

     
    wget https://alibaba.github.io/arthas/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-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 arthas-demo.jar

    Demo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://alibaba.github.io/arthas
     
    version: 3.0.5.20181127201536
     
    pid: 71560
     
    time: 2018-11-28 19:16:24
       
     
    $

    3. 查看dashboard

    输入dashboard,按enter/回车,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/jre

    4. 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来反编绎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<Integer> 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<Integer> primeFactors) {
     
    StringBuffer sb = new StringBuffer("" + number + "=");
     
    Iterator<Integer> 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<Integer> primeFactors(int number) {
     
    if (number < 2) {
     
    ++this.illegalArgumentCount;
     
    throw new IllegalArgumentException("number is: " + number + ", need >= 2");
     
    }
     
    ArrayList<Integer> result = new ArrayList<Integer>();
     
    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],
     
    ]

    更多的功能可以查看进阶使用

    5. 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shutdown命令。

    进阶使用

    基础命令

    • help——查看命令帮助信息
    • cls——清空当前屏幕区域
    • session——查看当前会话的信息
    • reset——重置增强类,将被 Arthas 增强过的类全部还原,Arthas 服务端关闭时会重置所有增强过的类
    • version——输出当前目标 Java 进程所加载的 Arthas 版本号
    • history——打印命令历史
    • quit——退出当前 Arthas 客户端,其他 Arthas 客户端不受影响
    • shutdown——关闭 Arthas 服务端,所有 Arthas 客户端全部退出
    • keymap——Arthas快捷键列表及自定义快捷键

    jvm相关

    • dashboard——当前系统的实时数据面板
    • thread——查看当前 JVM 的线程堆栈信息
    • jvm——查看当前 JVM 的信息
    • sysprop——查看和修改JVM的系统属性
    • sysenv——查看JVM的环境变量
    • getstatic——查看类的静态属性
    • New! ognl——执行ognl表达式

    class/classloader相关

    • sc——查看JVM已加载的类信息
    • sm——查看已加载类的方法信息
    • dump——dump 已加载类的 byte code 到特定目录
    • redefine——加载外部的.class文件,redefine到JVM里
    • jad——反编译指定已加载类的源码
    • classloader——查看classloader的继承树,urls,类加载信息,使用classloader去getResource

    monitor/watch/trace相关

    请注意,这些命令,都通过字节码增强技术来实现的,会在指定类的方法中插入一些切面来实现数据统计和观测,因此在线上、预发使用时,请尽量明确需要观测的类、方法以及条件,诊断结束要执行 shutdown 或将增强过的类执行 reset 命令。
    • monitor——方法执行监控
    • watch——方法执行数据观测
    • 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
    • stack——输出当前方法被调用的调用路径
    • tt——方法执行数据的时空隧道,记录下指定方法每次调用的入参和返回信息,并能对这些不同的时间下调用进行观测

    options

    • options——查看或设置Arthas全局开关

    管道

    Arthas支持使用管道对上述命令的结果进行进一步的处理,如sm java.lang.String * | grep 'index'

    • grep——搜索满足条件的结果
    • plaintext——将命令的结果去除ANSI颜色
    • wc——按行统计输出结果

    后台异步任务

    当线上出现偶发的问题,比如需要watch某个条件,而这个条件一天可能才会出现一次时,异步后台任务就派上用场了,详情请参考这里

    • 使用 > 将结果重写向到日志文件,使用 & 指定命令是后台运行,session断开不影响任务执行(生命周期默认为1天)
    • jobs——列出所有job
    • kill——强制终止任务
    • fg——将暂停的任务拉到前台执行
    • bg——将暂停的任务放到后台执行

    Web Console

    通过websocket连接Arthas。

    其他特性

    命令列表

    Arthas 基础命令

    • help——查看命令帮助信息
    • cls——清空当前屏幕区域
    • session——查看当前会话的信息
    • reset——重置增强类,将被 Arthas 增强过的类全部还原,Arthas 服务端关闭时会重置所有增强过的类
    • version——输出当前目标 Java 进程所加载的 Arthas 版本号
    • history——打印命令历史
    • quit——退出当前 Arthas 客户端,其他 Arthas 客户端不受影响
    • shutdown——关闭 Arthas 服务端,所有 Arthas 客户端全部退出
    • keymap——Arthas快捷键列表及自定义快捷键

    Docker

    通过Docker快速入门

    1. 删除本地已有的arthas-demo docker container(非必要)

      $ docker stop arthas-demo || true && docker rm arthas-demo || true
      
    2. 启动arthas-demo

      $ docker run --name arthas-demo -it hengyunabc/arthas:latest /bin/sh -c "java -jar /opt/arthas/arthas-demo.jar"
      
    3. 启动arthas-boot来进行诊断

       
      $ docker exec -it arthas-demo /bin/sh -c "java -jar /opt/arthas/arthas-boot.jar"
       
      * [1]: 9 jar
         
       
      [INFO] arthas home: /opt/arthas
       
      [INFO] Try to attach process 9
       
      [INFO] Attach process 9 success.
       
      [INFO] arthas-client connect 127.0.0.1 3658
       
      ,---. ,------. ,--------.,--. ,--. ,---. ,---.
       
      / O | .--. ''--. .--'| '--' | / O ' .-'
       
      | .-. || '--'.' | | | .--. || .-. |`. `-.
       
      | | | || | | | | | | || | | |.-' |
       
      `--' `--'`--' '--' `--' `--' `--'`--' `--'`-----'
         
       
      wiki: https://alibaba.github.io/arthas
       
      version: 3.0.5
       
      pid: 9
       
      time: 2018-12-18 11:30:36

    诊断Docker里的Java进程

    docker exec -it  ${containerId} /bin/bash -c "wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar && java -jar arthas-boot.jar"
    

    诊断k8s里容器里的Java进程

    kubectl exec -it ${pod} --container ${containerId} -- /bin/bash -c "wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar && java -jar arthas-boot.jar"
    

    把Arthas安装到基础镜像里

    可以很简单把Arthas安装到你的Docker镜像里。

    FROM openjdk:8-jdk-alpine
    
    # copy arthas
    COPY --from=hengyunabc/arthas:latest /opt/arthas /opt/arthas

    https://hub.docker.com/r/hengyunabc/arthas

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