Arthas

一、简介

Arthas是阿里巴巴开源的一款 Java 线上诊断工具，利用Arthas可以对指定的JVM进程进行CPU、内存、线程、死锁监控处理，同时也可以动态的获取JVM中的源代码结构。得益于 Arthas 强大且丰富的功能，让 Arthas 能做的事情超乎想象。当你遇到以下类似问题而束手无策时，Arthas都可以帮助你解决：

1. 全局JVM运行时监控，CPU、线程、内存、堆栈信息等；

2. CPU彪高，是什么造成的

3. 接口没有反应，卡住了，是不是死锁？

4. 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？

5. 接口太慢，要优化一下，如何准确找出耗时的代码

6. 写的代码没有执行，是部署的分支不对，还是没有提交

7. 线止有一个低级错误，改起来很简单，能不能在不重启应用的情况下，进行类替换，热部署。

8. 是否有一个全局视角来查看系统的运行状况和JVM 的实时运行状态

二、使用Windows

1. 启动项目

2. 启动arthas

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

输入需要监控的项目编号即可进入Arthas命令行

三、常用命令

1. 监控应用程序性能

使用Arthas可以监控Java应用程序的各个方面，包括线程、内存使用情况、方法调用等。通过监控，可以找出应用程序中存在的性能瓶颈。

1）dashboard：启动实时性能仪表板

运行所有的线程大致信息（名称、状态、CPU占比、是否是守护线程）、JVM运行时堆栈使用状态和垃圾回收状态、系统信息

1. heap：
427M：堆内存的当前使用量。
721M：堆内存的最大容量。
3623M：堆内存的总容量。
11.81%：堆内存的使用率。
这部分提供了关于堆内存的信息。堆内存是用于存储 Java 对象的内存区域，它被分为不同的部分，包括新生代（Eden 和 Survivor）和老年代（Old Gen）。这些数据表示了堆内存的使用情况。

2. gc.ps_scavenge.count：垃圾回收事件的次数，通常与新生代（Eden 和 Survivor）的垃圾回收有关。
43：新生代垃圾回收事件的次数。

3. ps_eden_space：新生代中的 Eden 区域的内存使用情况。
361M：当前使用量。
391M：最大容量。
1263M：总容量。
28.64%：使用率。

4. gc.ps_scavenge.time(ms)：新生代垃圾回收事件的总持续时间。
240：总持续时间（以毫秒为单位）。

5. ps_survivor_space：新生代中的 Survivor 区域的内存使用情况。
0K：当前使用量。
48128K：最大容量。
48128K：总容量。
0.00%：使用率。

6. gc.ps_marksweep.count：垃圾回收事件的次数，通常与老年代的垃圾回收有关。
4：老年代垃圾回收事件的次数。

7. ps_old_gen：老年代内存的使用情况。
66M：当前使用量。
282M：最大容量。
2717M：总容量。
2.43%：使用率。

8. nonheap：非堆内存的使用情况。
124M：当前使用量。
129M：最大容量。
-1：总容量（"-1" 表示未限制）。
96.32%：使用率。

9. code_cache：代码缓存的使用情况。
18M：当前使用量。
18M：最大容量。
240M：总容量。
7.76%：使用率。

10. metaspace：元空间（Metaspace）的使用情况。
93M：当前使用量。
97M：最大容量。
-1：总容量（"-1" 表示未限制）。
95.95%：使用率。

11. compressed_class_space：压缩类空间的使用情况。
12M：当前使用量。
13M：最大容量。
1024M：总容量。
1.23%：使用率。

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2）thread：查看线程详细信息

包括线程堆栈、线程状态等。

1. 查看指定线程堆栈
thread 101

2. 最忙的n个线程并打印堆栈
thread -n 3

3. 找出阻塞其它线程的线程
thread -b

4. 查找所有等待状态的线程
thread --state WAITING

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3）jvm 查看当前 JVM 信息

CLASS-LOADING（类加载）:
LOADED-CLASS-COUNT：已加载的类的数量。
TOTAL-LOADED-CLASS-COUNT：总加载的类的数量。
UNLOADED-CLASS-COUNT：已卸载的类的数量。
IS-VERBOSE：类加载是否启用了详细日志。
这一部分提供了关于类加载器和已加载的类的信息。

COMPILATION（编译）:
NAME：编译器的名称。
TOTAL-COMPILE-TIME：总编译时间（以毫秒为单位）。
这一部分提供了与编译器性能和编译时间有关的信息。

GARBAGE-COLLECTORS（垃圾回收器）:
PS Scavenge 和 PS MarkSweep：这部分提供了两个垃圾回收器的信息，包括它们的名称、垃圾回收事件的次数和持续时间。

MEMORY-MANAGERS（内存管理器）:
列出了不同的内存管理器，包括 CodeCacheManager 和 Metaspace Manager，以及与它们相关的内存区域。

MEMORY（内存）:
HEAP-MEMORY-USAGE：堆内存使用情况，包括初始大小、已使用、已分配和最大大小。
NO-HEAP-MEMORY-USAGE：非堆内存使用情况，包括初始大小、已使用、已分配和最大大小。
PENDING-FINALIZE-COUNT：待 finalizer 处理的对象数量。
这一部分提供了有关堆内存和非堆内存的详细信息。

OPERATING-SYSTEM（操作系统）:
OS：操作系统名称。
ARCH：操作系统架构。
PROCESSORS-COUNT：可用的处理器核心数。
LOAD-AVERAGE：系统的平均负载。
VERSION：操作系统版本。
这一部分提供了有关操作系统的信息。

THREAD（线程）:
COUNT：当前线程数。
DAEMON-COUNT：守护线程的数量。
PEAK-COUNT：线程数的峰值。
STARTED-COUNT：已启动的线程总数。
DEADLOCK-COUNT：死锁的线程数量。
这一部分提供了与线程管理和线程数有关的信息。

FILE-DESCRIPTOR（文件描述符）:
MAX-FILE-DESCRIPTOR-COUNT：最大文件描述符数量。
OPEN-FILE-DESCRIPTOR-COUNT：已打开文件描述符的数量。
这一部分提供了与文件描述符管理和打开文件的数量有关的信息。

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2. 分析应用程序性能瓶颈

通过Arthas的分析工具，可以深入分析应用程序的性能瓶颈。例如，可以通过分析应用程序的GC日志，找出可能导致内存泄漏或过度GC的代码段。

1）profiler：收集有关方法级别执行时间、方法调用次数等性能数据（为Linux命令，在正式环境上执行会增加负载，生产环境不建议使用）

火焰图是基于perf结果产生的svg图片，用来展示CPU的调用栈

1. 进入 Profiler 模式，开始监视目标应用程序的性能：
profiler start
2. profiler提供可支持的事件
profiler list 
3. 查询目前已获取了多少个可分析样本
profiler getSamples
4. 这将显示已收集的性能数据，包括方法执行时间、方法调用次数等
profiler status
5. 分析性能数据：
分析性能数据以确定性能瓶颈。你可以使用 profiler top 命令来查看最耗时的方法，例如：
profiler top
6. 停止Profiler，会自动在目录下生成svg图片文件，或指定类型文件
profiler stop
profiler stop --format html

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2）watch：监视表达式的值，实时用于实时观察变量或方法或类的执行状况，很常用！！！！！！！！！！。watch <表达式>

-b 在方法调用之前观察
-e 在方法异常后观察
-s 在方法返回之后观察
-f 在方法结束之后观察（默认）
-E 开启正则表达式匹配
-x: 指定输出结果的属性遍历深度，默认为1

1. 观察AuthController类中postAccessToken方法 入参 和 出参，结果属性遍历深度为2层
watch com.chain.controller.AuthController postAccessToken "{params,returnObj}" -x 2
2. 在方法执行前，观察AuthController类中postAccessToken方法 入参 和 出参，结果属性遍历深度为2层
watch com.chain.controller.AuthController postAccessToken "{params,returnObj}" -x 2 -b
3. 观察当前对象中的所有成员变量
watch com.chain.controller.AuthController postAccessToken "target." -x 2 -b
4. 观察当前对象中的某个成员变量
watch com.chain.controller.AuthController postAccessToken "target.number" -x 2 -b
5. 同时观察方法调用前和方法返回后，参数里-n 2，表示只执行两次
watch com.chain.controller.AuthController postAccessToken "{params,target,returnObj}" -x 2 -b -s -n 2
6. 通过条件表达式，输出第1个参数等于null的情况
watch com.chain.controller.AuthController postAccessToken "{params[0],returnObj}" "params[0]=null"
7. 监视变量的值：
watch com.example.MyClass myVariable
这会实时监视 com.example.MyClass 类中名为 myVariable 的变量的值。
8. 监视方法的返回值：
watch com.example.MyClass myMethod returnObj
这会实时监视 com.example.MyClass 类中名为 myMethod 的方法的返回值。
9. 监视静态变量的值：
watch -s com.example.MyClass myStaticVariable
这会实时监视 com.example.MyClass 类中的静态变量 myStaticVariable 的值。
10. 使用条件表达式：
你还可以使用条件表达式来监视某个条件是否满足，例如：
watch 'com.example.MyClass.isInitialized() == true'
这会实时监视条件 com.example.MyClass.isInitialized() == true 是否为真。
11. 监视集合的大小：
watch 'com.example.MyClass.myList.size()'
这会实时监视 com.example.MyClass 类中名为 myList 的集合的大小。
12. 监视数组元素：
watch 'com.example.MyClass.myArray[0]'
这会实时监视 com.example.MyClass 类中名为 myArray 的数组的第一个元素的值。
13. 自定义输出格式：
你可以使用 -x 选项来自定义输出的格式，例如：
watch -x 'com.example.MyClass.myField.toString()'
这会以自定义的格式显示监视结果。
14. 停止监视：
要停止监视，可以使用 unwatch 命令，例如：
unwatch com.example.MyClass myVariable
这会停止对 myVariable 的监视。

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3）monitor：监控指定类中方法的执行情况

执行总数，成功数，失败数，平均相应时间等。monitor <类路径> <方法名>

1. 监控postAccessToken方法，默认120s输出一次
monitor com.chain.controller.AuthController postAccessToken

2. 监控postAccessToken方法，5s统计输出一次
monitor com.chain.controller.AuthController postAccessToken -c 5

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3. 诊断代码问题

使用Arthas可以实时查看应用程序的运行状态和执行轨迹，从而可以快速定位代码中的问题。例如，可以查看方法的调用情况、查看方法的入参和出参，以及查看类的加载情况等。

1）jad：反编译类文件（.class -> .java）

把字节码文件反编译成源代码，jad <类名>

jad --source-only com.chain.controller.AuthController > D:\\AuthController.java

1. 反编译类（包含类加载器和路径）：
jad com.example.MyClass
这会尝试反编译 com.example.MyClass 类的字节码，并显示其源代码。

2. 反变异类中的方法
jad com.example.MyClass Test

3. 只看源代码
jad --source-only com.chain.controller.AuthController

4. 指定输出文件：
你可以使用 -o 选项来指定反编译后的源代码输出到文件中，例如：
jad -o /path/to/output/file.java com.example.MyClass
这将把源代码输出到指定的文件中，而不是在命令行中显示。

5. 反编译内部类：
如果类包含内部类，你可以使用 $ 符号来指定内部类的名称，例如：
jad com.example.MyClass$InnerClass
这会反编译名为 InnerClass 的内部类。

6. 反编译静态内部类：
静态内部类的名称中包含 $ 符号，你可以使用类似的方式来指定静态内部类的名称。

7. 反编译匿名内部类：
匿名内部类的名称通常较长和复杂，你可以查看类的内部结构来确定匿名内部类的名称，然后使用 jad 命令来反编译它。

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2）mc：编译文件（.java -> .class）

在内存中把.java源代码编译成.class字节码文件，mc <文件路径>

1. 编译后.class文件直接回到原来地方
mc D:/Hello.java
2. 指定编译后.class文件放在哪里
mc D:/Hello.java -d D:/

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3）redefine：替换字节码

把新生成的.class字节码文件redefine到JVM中，redefine <类名> <字节码文件路径>

a. 原字节码替换后无法恢复,
b. 不能新增字段和方法,
c. 和jad、watch，trace，monitor、tt等命令冲突，执行完redefine后，如果再执行上述命令，则会把redefine的字节码重置。
d. 正在跑的函数，你去redefine，这时函数没有执行完没有退出，则redefine不会马上生效，只有方法完全执行完后，redefine的代码才会生效。

redefine com.example.MyClass /path/to/new/MyClass.class

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4）dump：将已加载类的字节码文件保存到特定目录： logs/arthas/classdump/

dump java.lang.String

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5）classloader：查看类加载器的信息

classLoader命令将JVM中所有的classloader的信息统计出来，并展示继承树，urls等

可以让指定的classloader去getResources，打印出所有查找到的resources的url，对于ResourceNotFoundException异常比较有用。

-l 按类加载实例进行统计

-a 列出所有ClassLoader加载的类（继承树），请谨慎使用

-c ClassLoader的hashcode

-c -r 用ClassLoader找到某个类的字节码文件在哪个jar包里

-c -load 使用ClassLoader加载某个类

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6）trace：跟踪方法的调用链，及方法执行耗时，非常常用！！！！！！！！！！！！

用于分析方法的执行情况。trace <类名> <方法名>

class-pattern 类名表达匹配
method-pattern 方法名表达式匹配
condition-express 条件表达式，使用OGNL表达式
E 开启正则表达式匹配，默认是通配符匹配
n: 设置命令执行次数
#cost 方法执行耗时，单位是毫秒

1. 追踪方法的执行：
trace com.example.MyClass myMethod
2. 追踪方法的执行，只执行2次
trace com.example.MyClass myMethod -n 2
3. 追踪方法的执行（包含JDK的方法，如random、print等）
trace --skipJDKMethod false com.chain.controller.AuthController postAccessToken
4. 只展示大于某个时间的方法
trace com.chain.controller.AuthController aaaaa '#cost > 0.1'
5. 指定追踪深度：
默认情况下，trace 命令会显示方法调用链的前三层。你可以使用 -n 选项来指定追踪的深度，例如：
trace -n 5 com.example.MyClass myMethod
这会显示方法调用链的前五层。
6. 追踪静态方法：
如果要追踪静态方法，你可以使用 -s 选项，例如：
trace -s com.example.MyClass myStaticMethod
这会追踪 com.example.MyClass 类中名为 myStaticMethod 的静态方法的执行。
7. 停止追踪：
要停止追踪，你可以在任何时间输入 q（quit）并按 Enter 键，或者使用 untrace 命令来停止追踪，例如：
untrace com.example.MyClass myMethod
这会停止对 myMethod 的追踪。
8. 显示方法参数和返回值：
默认情况下，trace 命令会显示方法的参数和返回值。你可以使用 -E 选项来关闭显示参数和返回值，例如：
trace -E com.example.MyClass myMethod
这会在追踪中不显示参数和返回值。

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7）stack：输出当前方法被调用的整个调用路径/堆栈信息，非常常用！！！！！！！！！！！！

输出当前方法被调用的整个调用路径 stack <线程ID>

class-pattern 类名表达匹配
method-pattern 方法名表达式匹配
condition-express 条件表达式，使用OGNL表达式
E 开启正则表达式匹配，默认是通配符匹配
n: 设置命令执行次数
#cost 方法执行耗时，单位是毫秒

1. 追踪aaaaa方法
stack com.chain.controller.AuthController aaaaa
2. 追踪aaaaa方法，当第一个参数为null时，且只追踪2次
stack com.chain.controller.AuthController aaaaa 'params[0]=null' -n 2
3. 追踪aaaaa方法，当执行时间>0.5毫秒时，且只追踪2次
stack com.chain.controller.AuthController aaaaa '#cost>0.5' -n 2

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8）tt：记录跟踪方法每次调用的入参、返回信息和执行时间，用于找到性能瓶颈。类似watch，但是更详细，非常常用！！！！！！！！！！！！

time-tunnel：tt <类名> <方法名>

-t 记录某个方法在一个时间段中的使用
-l 显示所有已经记录的列表（包含索引号）
-n 只记录多少次
-s 搜索表达式
-i 查看指定索引号的详细调用信息
-p 重新发起调用指定的索引号时间碎片

1. 追踪指定方法
tt -t com.chain.controller.AuthController postAccessToken
2. 追踪指定方法，若有重载方法/或者参数类型不同/或者指定参数入参值
tt -t com.chain.controller.AuthController postAccessToken params.length=1
tt -t com.chain.controller.AuthController postAccessToken 'params[1] instanceof Integer'
tt -t com.chain.controller.AuthController postAccessToken 'params[1] == "123"'
3. 显示历史所有追踪记录
tt -l
4. 在现有结果历史中搜索历史追踪记录
tt -s 'method.name=="postAccessToken"'
5. 查看指定索引号的详细调用信息（有入参和返回值）
tt -i 1003
6. 针对某个索引号，再主要重新再发起3次调用
tt -i 1006 -p --replay-times 3

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8）getstatic：实时获取类的静态属性（废弃）

trace <类名> <静态属性名>

getstatic demo.MathGame random

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9）ognl 执行一条ognl表达式对象图导航语言，可以代替getstatic（可执行）很强大！！！！！！！！！！！！！！

ognl <OGNL表达式>

1. express 调用静态函数
ognl '@java.lang.System@out.println("11111")'

2. 获取静态类的静态字段
ognl '@demo.MathGame@random'

3. 执行多行表达式，赋值给临时变量，返回一个List
ognl '#value1=@System@getProperty("java.home"), #value2=@System@getProperty("java.runtime.name"), {#value1, #value2}'

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4. 其它

1）sc 查看 JVM 已加载的类信息

1. 查看是否加载
sc com.chain.controller.AuthController

2. 显示详细信息
sc com.chain.controller.AuthController -d

3. 显示详细信息，并显示成员变量
sc com.chain.controller.AuthController -d -f

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2）sm 查看已加载类的方法信息

1. 查看类的所有方法
sm com.chain.controller.AuthController

2. 查看是否加载方法
sm com.chain.controller.AuthController postAccessToken

3. 查看方法的详情信息
sm com.chain.controller.AuthController postAccessToken -d

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3）quit, exit 退出，但未结束会话

4）stop 完全退出，结束会话

5）cat 查看任何文本文件内容

6）grep 匹配查找，只能用于管道功能

sysprop | grep java -m 10 最大显示行数10行

7）pwd 展示当前路径

8）cls 清除屏幕

9）session 查看当前会话的信息

10）reset 重置增强类，将被arthas增强过的类全部还原（如被追踪trace）

11）version arthas版本

12）sysenv java虚拟机环境属性

13）sysprop 查看和修改JVM的系统属性（可以修改临时的系统属性）

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14）vmoption 查看和修改JVM的参数

15）options 查看和修改arthas全局环境变量

1. 获取所有选项
options
2. 获取单项
options json-format
3. 修改选项
options save-result true

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16）heapdump：生成堆转储文件，用于分析内存问题。

heapdump /path/to/dump.hprof

然后通过C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_281\bin\jvisualvm.exe来加载hprof文件

posted @ 2023-09-21 21:23 yifanSJ 阅读(434) 评论(0) 编辑收藏举报

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