Alibaba Java诊断工具Arthas之快速安装和简单使用

Alibaba Java诊断工具Arthas简单介绍 :

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/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。

一、快速安装

这里我们使用官网推荐的arthas-boot

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

二、简单使用

1.下载官方提供的Demo并启动

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。

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

2.重新java -jar启动下载好的arthas jar包

 java -jar arthas-boot.jar

启动完将看到：

 ➜  githubTools java -jar arthas-boot.jar
 [INFO] arthas-boot version: 3.1.0
 [INFO] Found existing java process, please choose one and hit RETURN.
 * [1]: 6419 arthas-demo.jar
   [2]: 823

3.选择应用java进程

Demo进程是第1个，则输入1，再输入回车/enter。Arthas会attach到目标进程上，并输出日志：

 [INFO] arthas home: /Users/zhangboqing/.arthas/lib/3.1.0/arthas
 [INFO] Try to attach process 6419
 [INFO] Attach process 6419 success.
 [INFO] arthas-client connect 127.0.0.1 3658
   ,---.  ,------. ,--------.,--.  ,--.  ,---.   ,---.
  /  O  \ |  .--. ''--.  .--'|  '--'  | /  O  \ '   .-'
 |  .-.  ||  '--'.'   |  |   |  .--.  ||  .-.  |`.  `-.
 |  | |  ||  |\  \    |  |   |  |  |  ||  | |  |.-'    |
 `--' `--'`--' '--'   `--'   `--'  `--'`--' `--'`-----'

 wiki: https://alibaba.github.io/arthas
 version: 3.1.0
 pid: 6419
 time: 2019-02-16 23:22:11

 $

这样就进入到对应的进程中了，接下来的操作都是在当前进程中的

3.简单命令介绍

1）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。

 ID             NAME                                         GROUP                         PRIORITY      STATE          %CPU           TIME           INTERRUPTED    DAEMON
 21             Timer-for-arthas-dashboard-b47de3b0-268b-4d6 system                        10            RUNNABLE       76             0:0            false          true
 15             nioEventLoopGroup-3-1                        system                        10            RUNNABLE       23             0:0            false          false
 11             AsyncAppender-Worker-arthas-cache.result.Asy system                        9             WAITING        0              0:0            false          true
 9              Attach Listener                              system                        9             RUNNABLE       0              0:0            false          true
 3              Finalizer                                    system                        8             WAITING        0              0:0            false          true
 2              Reference Handler                            system                        10            WAITING        0              0:0            false          true
 4              Signal Dispatcher                            system                        9             RUNNABLE       0              0:0            false          true
 19             as-command-execute-daemon                    system                        10            TIMED_WAITING  0              0:0            false          true
 13             job-timeout                                  system                        9             TIMED_WAITING  0              0:0            false          true
 1              main                                         main                          5             TIMED_WAITING  0              0:0            false          false
 14             nioEventLoopGroup-2-1                        system                        10            RUNNABLE       0              0:0            false          false
 18             nioEventLoopGroup-2-2                        system                        10            RUNNABLE       0              0:0            false          false
 16             pool-1-thread-1                              system                        5             TIMED_WAITING  0              0:0            false          false
 17             pool-2-thread-1                              system                        5             WAITING        0              0:0            false          false

 Memory                                 used        total        max          usage        GC
 heap                                   39M         123M         1820M        2.16%        gc.ps_scavenge.count                         3
 ps_eden_space                          28M         32M          672M         4.20%        gc.ps_scavenge.time(ms)                      32
 ps_survivor_space                      4M          5M           5M           99.38%       gc.ps_marksweep.count                        0
 ps_old_gen                             6M          85M          1365M        0.45%        gc.ps_marksweep.time(ms)                     0
 nonheap                                19M         20M          -1           96.34%
 code_cache                             4M          4M           240M         1.78%
 metaspace                              13M         13M          -1           96.48%
 compressed_class_space                 1M          1M           1024M        0.16%
 direct                                 0K          0K           -            Infinity%
 Runtime
 os.name                                      Mac OS X
 os.version                                   10.14
 java.version                                 1.8.0_112
 java.home                                    /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_1
                                              12.jdk/Contents/Home/jre
 systemload.average                           1.69
 processors                                   4

2）thread

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
 "main" Id=1 TIMED_WAITING
     at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
     at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:340)
     at java.util.concurrent.TimeUnit.sleep(TimeUnit.java:386)
     at demo.MathGame.main(MathGame.java:17)

 Affect(row-cnt:0) cost in 17 ms.

3）jad

通过jad来反编译Main Class

 $ jad demo.MathGame

 ClassLoader:
 +-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@6bc7c054
   +-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7e97d617

 Location:
 /Users/zhangboqing/Software/githubTools/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();
     public 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() / 10000;
             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 830 ms.
 $

4）watch

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

 watch demo.MathGame primeFactors returnObj
 Press Q or Ctrl+C to abort.
 Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 59 ms.
 ts=2019-02-16 23:31:38; [cost=1.710847ms] result=null
 ts=2019-02-16 23:31:39; [cost=0.079354ms] result=null
 ts=2019-02-16 23:31:40; [cost=0.251734ms] result=@ArrayList[
     @Integer[2],
     @Integer[2],
     @Integer[2],
     @Integer[2],
     @Integer[2],
     @Integer[2],
     @Integer[2],
     @Integer[2],
     @Integer[5],
     @Integer[109],
 ]

4.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。

附录：

Arthas 用户文档：https://alibaba.github.io/arthas/quick-start.html

Arthas github地址： https://github.com/alibaba/arthas