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Java用Arthas排查生產環境的方法
本篇內容介紹了“Java用Arthas排查生產環境的方法”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！
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前言
Arthas是Alibaba開源的Java診斷工具。在線排查問題，無需重啟；動態跟蹤Java代碼；實時監控JVM狀態。對分秒必爭的線上異常，Arthas可幫助我們快速診斷相關問題。
下載安裝
下載Arthas的arthas-boot.jar
wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar
下載arthas之后，先來了解幫助信息，可以通過java -jar arthas-boot.jar -h命令查看，這里給出了一些例子和參數說明
[root@izwz94a0v1sz0gk4rezdcbz arthas]# java -jar arthas-boot.jar -h [INFO] arthas-boot version: 3.1.4 Usage: arthas-boot [-h] [--target-ip] [--telnet-port ] [--http-port ] [--session-timeout ] [--arthas-home ] [--use-version ] [--repo-mirror ] [--versions] [--use-http] [--attach-only] [-c ] [-f ] [--height ] [--width ] [-v] [--tunnel-server ] [--agent-id ] [--stat-url ] [pid] Bootstrap Arthas EXAMPLES: java -jar arthas-boot.jar java -jar arthas-boot.jar --target-ip 0.0.0.0 java -jar arthas-boot.jar --telnet-port 9999 --http-port -1 java -jar arthas-boot.jar --tunnel-server 'ws://192.168.10.11:7777/ws' java -jar arthas-boot.jar --tunnel-server 'ws://192.168.10.11:7777/ws' --agent-id bvDOe8XbTM2pQWjF4cfw java -jar arthas-boot.jar --stat-url 'http://192.168.10.11:8080/api/stat' java -jar arthas-boot.jar -c 'sysprop; thread' java -jar arthas-boot.jar -f batch.as java -jar arthas-boot.jar --use-version 3.1.4 java -jar arthas-boot.jar --versions java -jar arthas-boot.jar --session-timeout 3600 java -jar arthas-boot.jar --attach-only java -jar arthas-boot.jar --repo-mirror aliyun --use-http WIKI: https://alibaba.github.io/arthas Options and Arguments: -h,--help Print usage --target-ip The target jvm listen ip, default 127.0.0.1 --telnet-port The target jvm listen telnet port, default 3658 --http-port The target jvm listen http port, default 8563 --session-timeout The session timeout seconds, default 1800 (30min) --arthas-home The arthas home --use-version Use special version arthas --repo-mirror Use special maven repository mirror, value is center/aliyun or http repo url. --versions List local and remote arthas versions --use-http Enforce use http to download, default use https --attach-only Attach target process only, do not connect -c,--command Command to execute, multiple commands separated by ; -f,--batch-file The batch file to execute --height arthas-client terminal height --width arthas-client terminal width -v,--verbose Verbose, print debug info. --tunnel-server The tunnel server url --agent-id The agent id register to tunnel server --stat-url The report stat url Target pid
啟動
啟動arthas之前，先啟動一個springboot的應用。該demo在地址https://github.com/yangtao...
java -jar ytao-springboot-demo.jar
啟動arthas-boot.jar命令
java -jar arthas-boot.jar
這里注意需要啟動demo和arthas使用同一權限用戶，否則使用attach機制獲取不到進程信息（這里剛使用時沒注意，遇到過這個問題）。 例：root用戶啟動 demo，u1用戶啟動arthas時，打印信息 Can not find java process. Try to pass 
查看源碼，在獲取進程之后，添加日志輸出。結果為空，返回-1，判斷結果小于0時，直接退出。 
啟動類Bootstrap#main的代碼 
進程工具類ProcessUtils#select的代碼 
通過上面也分析到，我們啟動arthas之前，必須要先啟動我們的目標進程，否則arthas可能無法啟動。
使用root用戶啟動成功界面 
選擇java進程，這里我們的ytao-springboot-demo是 1,選擇后會有連接信息
[INFO] arthas home: /root/.arthas/lib/3.1.4/arthas [INFO] Try to attach process 22005 [INFO] Attach process 22005 success. [INFO] arthas-client connect 127.0.0.1 3658 ,---. ,------. ,--------.,--. ,--. ,---. ,---. / O \ | .--. ''--. .--'| '--' | / O \ ' .-' | .-. || '--'.' | | | .--. || .-. |`. `-. | | | || |\ \ | | | | | || | | |.-' | `--' `--'`--' '--' `--' `--' `--'`--' `--'`-----' wiki https://alibaba.github.io/arthas tutorials https://alibaba.github.io/arthas/arthas-tutorials version 3.1.4 pid 17339 time 2019-10-17 02:29:06
dashboard 數據面板
使用dashboard命令，可以查看線程，內存，GC，以及Runtime信息 
jad 反編譯
有時我們會遇到線上代碼運行結果不是我們期望的結果，有種情況就是線上代碼不是我們想要的版本，但是要查看的話，需要下載后再進行反編譯。 這時arthas的jad可以幫助我們線上進行即時反編譯，確認代碼是否符合我們的版本。
jad com.ytao.service.UserServiceImpl
watch 函數執行信息
使用watch命令可以查看函數的執行信息。watch的參數列表（來自官網）
| 參數 | 參數說明 |
|---|---|
| class-pattern | 類名表達式匹配 |
| method-pattern | 方法名表達式匹配 |
| express | 觀察表達式 |
| condition-express | 條件表達式 |
| [b] | 在方法調用之前觀察 |
| [e] | 在方法異常之后觀察 |
| [s] | 在方法返回之后觀察 |
| [f] | 在方法結束之后(正常返回和異常返回)觀察 |
| [E] | 開啟正則表達式匹配，默認為通配符匹配 |
| [x:] | 指定輸出結果的屬性遍歷深度，默認為 1 |
當我們遇到線上數據bug時，我們一般處理的手段就是開發環境模擬線上數據，從生產日志中查找線索，再或者遠程debug。以上不管哪種排查手段，相對都是比較麻煩。 這時Arthas的watch可以幫助我們查看實時的代碼執行情況。使用觀察表達式可以查看函數的參數,返回值,異常信息。觀察表達式主要由OGNL表達式組成，所以可以編寫OGNL表達式來執行。
觀察表達式的變量
| 變量 | 變量說明 |
|---|---|
| params | 函數的入參 |
| returnObj | 函數的返回值 |
| throwExp | 異常信息 |
| target | 當前對象 |
查看一個函數的入參和返回值
watch com.ytao.service.UserServiceImpl getUser "{params,returnObj}"
打印信息isEmpty=false;size=1可以看到參數為非空，參數數量為一個。查看具體入參信息
watch com.ytao.service.UserServiceImpl getUser "{params[0],returnObj}"
查看異常信息
watch com.ytao.service.UserServiceImpl getUser "throwExp"
當我們傳入一個參數為-1時,打印出我們定義的非法參數異常 
watch除了觀察表達式外，還能使用條件表達式，以及觀察事件點。 注意使用觀察事件點時，有些觀察表達式的變量不一定存在，比如使用-b時，返回值和異常信息都為空。 
有時我們排查某個函數，不能馬上獲取到函數的信息，arthas給提供的后臺異步任務可以幫助我們記錄日志。使用方式和Linux的類似。
watch com.ytao.service.UserServiceImpl getUser "{params,returnObj}" > /log/w.log &查看異步保存的日志 
tt 定位異常調用
上面所介紹的watch可以排查函數的調用情況，比較適用在已知當次調用可能存在的情況后，查看信息。如果一個函數調用n次后，有幾次為執行異常，我們要去找出這些異常的調用，在watch中排查就不怎么方便了。 使用tt命令可以較方便查看異常的調用及信息。對com.ytao.service.UserServiceImpl#getUser的函數查看,-t是每次調用該函數都會記錄
tt -t com.ytao.service.UserServiceImpl getUser
記錄信息 
查看所有記錄
tt -l
查看指定函數記錄
tt -s 'method.name=="getUser"'
輸出信息說明
| 表格字段 | 字段解釋 |
|---|---|
| INDEX | 時間片段記錄編號，每一個編號代表著一次調用，后續tt還有很多命令都是基于此編號指定記錄操作，非常重要。 |
| TIMESTAMP | 方法執行的本機時間，記錄了這個時間片段所發生的本機時間 |
| COST(ms) | 方法執行的耗時 |
| IS-RET | 方法是否以正常返回的形式結束 |
| IS-EXP | 方法是否以拋異常的形式結束 |
| OBJECT | 執行對象的hashCode()，注意，曾經有人誤認為是對象在JVM中的內存地址，但很遺憾他不是。但他能幫助你簡單的標記當前執行方法的類實體 |
| CLASS | 執行的類名 |
| METHOD | 執行的方法名 |
從上面參數中我們看到1003調用是以拋異常的形式結束，因為tt會記錄每次調用的信息，所以我們可以查看1003的詳細信息
tt -i 1003
trace 查看調用鏈路
我們常會遇到調用某個api時rt過長，我們就要找出調用鏈上的某個或幾個函數進行優化，我們通常定位幾個可能的錨點，打印各個錨點間的rt?；蛘邚娜罩局姓页鋈罩敬蛴〉臅r間點計算出時間差，不管使用哪種方法都比較繁瑣。當使用arthas的trace命令可以輕松的完成我們的需求。 trace參數說明
| 參數 | 參數說明 |
|---|---|
| class-pattern | 類名表達式匹配 |
| method-pattern | 方法名表達式匹配 |
| condition-express | 條件表達式 |
| [E] | 開啟正則表達式匹配，默認為通配符匹配 |
| [n:] | 命令執行次數 |
| #cost | 方法執行耗時 |
使用trace輸出com.ytao.controller.UserController#getUser的信息
trace com.ytao.service.UserServiceImpl getUser
輸出結果 
在實際使用使用排查過程中，為了減少無用信息的輸出，我們一般會使用#cost過濾耗時不長和jdk自帶的函數，可以忽略的調用，減少信息的輸出。例如：過濾掉小于1ms的調用
trace com.ytao.service.UserServiceImpl getUser '#cost > 1'
redefine 實現熱部署
當我們查找出bug，想要快速上線拯救蒼生的時候，Arthas為我們準備了redefine命令來實現熱更新。 盡管現在都在倡導jad/mc/redefine熱更一條龍，但是線上代碼建議本地編譯好后再進行替換，避免手誤操作。 首先先在UserServiceImpl中添加一行代碼 
獲取classLoaderHash，通過sc命令獲取類的信息
sc -d *UserServiceImpl
執行redefine修改的類
redefine -c 1d56ce6a /usr/local/jar/UserServiceImpl.class
通過打印的信息驗證是否更新UserServiceImpl類 
Arthas的使用，除了上文中所講解到的，還有一些其他的診斷功能，這只是我個人使用的方法。但是使用該類工具一定要有套組合拳，對排查問題過程中，遇到問題有對應的排查手段，并非盲目排查。
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本文題目：Java用Arthas排查生產環境的方法
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