系统稳定性—Java诊断工具Arthas使用
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：
- 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？ - 怎么快速定位应用的热点，生成火焰图？
- 怎样直接从
JVM内查找某个类的实例？
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。
快速开始
使用arthas-boot(推荐)
下载arthas-boot.jar，然后用java -jar的方式启动：
curl -O https://arthas.aliyun.com/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
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://arthas.aliyun.com/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。
案例展示
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。
参数说明
| 参数名称 | 参数说明 |
|---|---|
| [i:] | 刷新实时数据的时间间隔 (ms)，默认5000ms |
| [n:] | 刷新实时数据的次数 |
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使用率统计的采样间隔，单位为毫秒，默认值为200 |
| [--all] | 显示所有匹配的线程 |
cpu使用率是如何统计出来的？
这里的cpu使用率与linux命令top -H -p <pid> 的线程%CPU类似，一段采样间隔时间内，当前JVM里各个线程的增量cpu时间与采样间隔时间的比例。
工作原理说明：
- 首先第一次采样，获取所有线程的
CPU时间(调用的是java.lang.management.ThreadMXBean#getThreadCpuTime()及sun.management.HotspotThreadMBean.getInternalThreadCpuTimes()接口) - 然后睡眠等待一个间隔时间（默认为
200ms，可以通过-i指定间隔时间） - 再次第二次采样，获取所有线程的
CPU时间，对比两次采样数据，计算出每个线程的增量CPU时间 - 线程
CPU使用率 = 线程增量CPU时间 / 采样间隔时间 * 100%
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。
另外一种查看
Java进程的线程cpu使用率方法：可以使用show-busy-java-threads这个脚本
使用参考
支持一键展示当前最忙的前N个线程并打印堆栈：thread -n 3
- 没有线程ID，包含
[Internal]表示为JVM内部线程。 cpuUsage为采样间隔时间内线程的CPU使用率，与[dashboard]命令的数据一致。deltaTime为采样间隔时间内线程的增量CPU时间，小于1ms时被取整显示为0ms。time线程运行总CPU时间。
注意：线程栈为第二采样结束时获取，不能表明采样间隔时间内该线程都是在处理相同的任务。建议间隔时间不要太长，可能间隔时间越大越不准确。可以根据具体情况尝试指定不同的间隔时间，观察输出结果。
当没有参数时，显示第一页线程的信息
默认按照CPU增量时间降序排列，只显示第一页数据。
thread –all, 显示所有匹配的线程
显示所有匹配线程信息，有时需要获取全部JVM的线程数据进行分析。
thread id，显示指定线程的运行堆栈
thread 1
thread -b，找出当前阻塞其他线程的线程
有时候我们发现应用卡住了，通常是由于某个线程拿住了某个锁，并且其他线程都在等待这把锁造成的。为了排查这类问题，arthas提供了thread -b，一键找出那个罪魁祸首。
thread b
注意，目前只支持找出synchronized关键字阻塞住的线程，如果是
java.util.concurrent.Lock，目前还不支持。
thread -i，指定采样时间间隔
thread -i 1000：统计最近1000ms内的线程CPU时间。thread -n 3 -i 1000：列出1000ms内最忙的3个线程栈
thread –state，查看指定状态的线程
thread --state WAITING
jvm
查看当前JVM信息
sysprop
查看当前JVM的系统属性(
System Property)
sysenv
查看当前JVM的环境属性(
System Environment Variables)
vmoption
查看，更新VM诊断相关的参数
perfcounter
查看当前JVM的 Perf Counter信息
logger
查看logger信息，更新logger level
jad
反编译指定已加载类的源码
jad命令将JVM中实际运行的class的byte code反编译成java代码，便于你理解业务逻辑；
- 在
Arthas Console上，反编译出来的源码是带语法高亮的，阅读更方便 - 当然，反编译出来的
java代码可能会存在语法错误，但不影响你进行阅读理解
参数说明
| 参数名称 | 参数说明 |
|---|---|
| class-pattern | 类名表达式匹配 |
[c:] |
类所属 ClassLoader 的 hashcode |
[classLoaderClass:] |
指定执行表达式的 ClassLoader 的 class name |
| [E] | 开启正则表达式匹配，默认为通配符匹配 |
使用参考
反编译java.lang.String
jad java.lang.String
反编译时只显示源代码
默认情况下，反编译结果里会带有ClassLoader信息，通过--source-only选项，可以只打印源代码。方便和mc /retransform命令结合使用。
jad --source-only demo.MathGame
反编译指定的函数
jad demo.MathGame main
反编译时不显示行号
--lineNumber 参数默认值为true，显示指定为false则不打印行号。
jad demo.MathGame main --lineNumber false
反编译时指定ClassLoader
当有多个
ClassLoader都加载了这个类时，jad命令会输出对应ClassLoader</span>实例的<span class="pre">hashcode，然后你只需要重新执行jad命令，并使用参数-c <hashcode>就可以反编译指定ClassLoader加载的那个类了；
jad org.apache.log4j.Logger
对于只有唯一实例的ClassLoader还可以通过--classLoaderClass指定class name，使用起来更加方便：
--classLoaderClass的值是ClassLoader的类名，只有匹配到唯一的ClassLoader实例时才能工作，目的是方便输入通用命令，而-c <hashcode>是动态变化的。
mc
Memory Compiler/内存编译器，编译
.java文件生成.class。
mc /tmp/Test.java
可以通过-c参数指定classloader：
mc -c 327a647b /tmp/Test.java
也可以通过<span class="pre">--classLoaderClass</span>参数指定ClassLoader：
mc --classLoaderClass org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader
可以通过-d命令指定输出目录：
mc -d /tmp/output /tmp/ClassA.java /tmp/ClassB.java
编译生成.class文件之后，可以结合retransform命令实现热更新代码。
retransform
加载外部的
.class文件，retransform热更新jvm`已加载的类。
retransform /tmp/Test.class
retransform -c 327a647b /tmp/Test.class /tmp/Test\$Inner.class
sc
查看JVM已加载的类信息
“Search-Class”的简写，这个命令能搜索出所有已经加载到JVM中的Class信息，这个命令支持的参数有[d]、[E]、[f]和[x:]。
参数说明
| 参数名称 | 参数说明 |
|---|---|
| class-pattern | 类名表达式匹配 |
| method-pattern | 方法名表达式匹配 |
| [d] | 输出当前类的详细信息，包括这个类所加载的原始文件来源、类的声明、加载的ClassLoader等详细信息。如果一个类被多个ClassLoader所加载，则会出现多次 |
| [E] | 开启正则表达式匹配，默认为通配符匹配 |
| [f] | 输出当前类的成员变量信息（需要配合参数-d一起使用） |
| [x:] | 指定输出静态变量时属性的遍历深度，默认为 0，即直接使用 toString 输出 |
[c:] |
指定class的 ClassLoader 的 hashcode |
[classLoaderClass:] |
指定执行表达式的 ClassLoader 的 class name |
[n:] |
具有详细信息的匹配类的最大数量（默认为100） |
vmtool
vmtool利用JVMTI接口，实现查询内存对象，强制GC等功能。
stack
输出当前方法被调用的调用路径
很多时候我们都知道一个方法被执行，但这个方法被执行的路径非常多，或者你根本就不知道这个方法是从那里被执行了，此时你需要的是stack命令。
参数说明
| 参数名称 | 参数说明 |
|---|---|
| class-pattern | 类名表达式匹配 |
| method-pattern | 方法名表达式匹配 |
| condition-express | 条件表达式 |
| [E] | 开启正则表达式匹配，默认为通配符匹配 |
[n:] |
执行次数限制 |
这里重点要说明的是观察表达式，观察表达式的构成主要由ognl表达式组成，所以你可以这样写"{params,returnObj}"，只要是一个合法的ognl表达式，都能被正常支持。
观察的维度也比较多，主要体现在参数advice的数据结构上。Advice参数最主要是封装了通知节点的所有信息。
使用例子
stack demo.MathGame primeFactors
据条件表达式来过滤
stack demo.MathGame primeFactors 'params[0]<0' -n 2
据执行时间来过滤
stack demo.MathGame primeFactors '#cost>5'
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
trace命令能主动搜索class-pattern／method-pattern对应的方法调用路径，渲染和统计整个调用链路上的所有性能开销和追踪调用链路。
参数说明
| 参数名称 | 参数说明 |
|---|---|
| class-pattern | 类名表达式匹配 |
| method-pattern | 方法名表达式匹配 |
| condition-express | 条件表达式 |
| [E] | 开启正则表达式匹配，默认为通配符匹配 |
[n:] |
命令执行次数 |
#cost |
方法执行耗时 |
这里重点要说明的是观察表达式，观察表达式的构成主要由ognl表达式组成，所以你可以这样写"{params,returnObj}"，只要是一个合法的ognl表达式，都能被正常支持。
观察的维度也比较多，主要体现在参数advice的数据结构上。Advice参数最主要是封装了通知节点的所有信息。
Watch
方法执行数据观测
让你能方便的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，通过编写OGNL表达式进行对应变量的查看。
Monitor
方法执行监控
Time Tunnel(tt) (待完善)
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
watch虽然很方便和灵活，但需要提前想清楚观察表达式的拼写，这对排查问题而言要求太高，因为很多时候我们并不清楚问题出自于何方，只能靠蛛丝马迹进行猜测。
这个时候如果能记录下当时方法调用的所有入参和返回值、抛出的异常会对整个问题的思考与判断非常有帮助。
于是乎，TimeTunnel命令就诞生了。
cat
打印文件内容，和linux里的cat命令类似。
grep
类似传统的
grep命令。
