阿里Java神级诊断工具arthas

介绍

在阿里巴巴内部，有很多自研工具供开发者使用，其中有一款工具，是几乎每个Java开发都使用过的工具，那就是Arthas，这是一款Java诊断工具，是一款牛逼带闪电的工具。该工具已于2018年9月份开源。

在日常开发中，你是否遇到过以下问题：

这个类从哪个 jar 包加载的？为什么会报各种类相关的 Exception？
我改的代码为什么没有执行到？难道是我没 commit？分支搞错了？
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？
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！
是否有一个全局视角来查看系统的运行状况？
有什么办法可以监控到JVM的实时运行状态？

以上问题，通通可以通过Arthas来进行问题诊断！！！是不是很好很强大。

Arthas 安装

使用脚本一键安装

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：

1	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

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

使用arthas-boot 安装(推荐)

下载arthas-boot.jar，然后用java -jar的方式启动：

1 2	wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar java -jar arthas-boot.jar

打印帮助信息：

1	java -jar arthas-boot.jar -h

如果下载速度比较慢，可以使用aliyun的镜像：

1	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

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

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）：

1	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。
1
java -jar arthas-boot.jar

启动成功会列出java进程，随便选择一个后回车或直接回车。

操作命令

基础命令

help——查看命令帮助信息
cat——打印文件内容，和linux里的cat命令类似
pwd——返回当前的工作目录，和linux命令类似
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
New! mbean——查看 Mbean 的信息

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
jad——反编译指定已加载类的源码
mc——内存编绎器，内存编绎.java文件为.class文件
redefine——加载外部的.class文件，redefine到JVM里
dump——dump 已加载类的 byte code 到特定目录
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'

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。

Web Console

主要命令详解

Dashboard

当前系统的实时数据面板，按 ctrl+c 退出。

当运行在Ali-tomcat时，会显示当前tomcat的实时信息，如HTTP请求的qps, rt, 错误数, 线程池信息等等

dashboard

数据说明

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%: 线程消耗的cpu占比，采样100ms，将所有线程在这100ms内的cpu使用量求和，再算出每个线程的cpu使用占比。
TIME: 线程运行总时间，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

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

jvm

查看当前JVM信息

这里列举三个命令不再赘述，如你需要深入了解和使用，请详读介绍中的用户文档。