天天看點

相見恨晚!Java 線上問題定位,從未如此簡單

有沒有這樣一種感受,自己寫的代碼在開發、測試環境跑的穩得一筆,可一到線上就抽風,不是缺這個就是少那個反正就是一頓報錯,線上調試代碼又很麻煩,讓人頭疼得很。阿裡巴巴出了一款名叫

Arthas

的工具,可以線上分析診斷Java代碼,着實讓人眼前一亮。

一、Arthas 是什麼?

Arthas(阿爾薩斯)

是阿裡開源的一個Java線上分析診斷工具

二、Arthas 能解決啥問題?

在日常開發上線過程中,我們多多少少都會遇到下邊這些問題,苦于無法線上調試,隻能通過老鳥的經驗來硬分析bug,效率上不去還總開口問别人答疑解惑,多少有些不好意思。

  • 這個類從哪個 jar 包加載的?為什麼會報各種類相關的 Exception?
    • 我改的代碼為什麼沒有執行到?難道是我沒 commit?分支搞錯了?
    • 遇到問題無法線上上 debug,難道隻能通過加日志再重新釋出嗎?
    • 線上遇到某個使用者的資料處理有問題,但線上同樣無法 debug,線下無法重制!
    • 是否有一個全局視角來檢視系統的運作狀況?
    • 有什麼辦法可以監控到JVM的實時運作狀态?
    • 線上代碼有錯誤,不想重新釋出?那能不能改class檔案替換一下?

三、Arthas兩種安裝、啟動方式

1、jar包啟動
wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar

java -jar arthas-boot.jar --target-ip 0.0.0.0           

首先想用

arthas

調試項目,伺服器必須要有運作着的Java服務,

demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar

就是我啟動的測試項目,啟動

arthas

後它會自動檢測本地所有的Java服務列出來,我們隻需按照序号輸入想要調試的項目即可,選

1

進入對應程序的

arthas

互動平台

[root@iz2zehzeir87zi8q99krk1z data]# java -jar arthas-boot.jar   --target-ip 172.17.72.201
[INFO] arthas-boot version: 3.1.0
[INFO] Found existing java process, please choose one and hit RETURN.
* [1]: 28679 demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar           
2、線上安裝
curl -L https://alibaba.github.io/arthas/install.sh | sh           

執行上面的指令會在所在的檔案中生成as.sh執行檔案

啟動arthas

./as.sh PID #程序id 指定JAVA程序id
./as.sh -h #h來擷取更多參數資訊           
3、遠端連接配接:

要想使用arthas服務的 web console必須對外暴露本機ip

java -jar arthas-boot.jar --target-ip 172.17.72.201
java -jar arthas-boot.jar --telnet-port 9999 --http-port -1           
./as.sh --target-ip 0.0.0.0
./as.sh --telnet-port 9999 --http-port -1           

通路

arthas

控制台也有兩種方法

(1)、web console 界面

重點說明:-

-target-ip

ip

一定要是

arthas

所在機器對外暴露的ip,但如果用的是阿裡雲機器必須要使用私有ip啟動arthas服務,但通路必須是公網IP

(2)、telnet方式

telnet 10.0.2.5 8563           
http://59.110.218.9:8563/

,進入互動平台

四、Arthas 指令使用

1、Dashboard 指令

檢視目前系統的實時資料面闆,例如:伺服器thread資訊、記憶體memory、GC回收等情況

2、Thread(線程監控)
$ thread -n 3
"as-command-execute-daemon" Id=57 cpuUsage=72% RUNNABLE
    at sun.management.ThreadImpl.dumpThreads0(Native Method)
    at sun.management.ThreadImpl.getThreadInfo(ThreadImpl.java:448)
    at com.taobao.arthas.core.command.monitor200.ThreadCommand.processTopBusyThreads(ThreadCommand.java:133)
    at com.taobao.arthas.core.command.monitor200.ThreadCommand.process(ThreadCommand.java:79)
    at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl.process(AnnotatedCommandImpl.java:82)
    at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl.access$100(AnnotatedCommandImpl.java:18)
    at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl$ProcessHandler.handle(AnnotatedCommandImpl.java:111)
    at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl$ProcessHandler.handle(AnnotatedCommandImpl.java:108)
    at com.taobao.arthas.core.shell.system.impl.ProcessImpl$CommandProcessTask.run(ProcessImpl.java:370)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

    Number of locked synchronizers = 1 
    - java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker@a2f70c7           

可以看到這個線程是被

synchroned

關鍵字鎖導緻的阻塞 ,目前隻支援找出

synchronized

關鍵字阻塞住的線程, 如果是

java.util.concurrent.Lock

, 目前還不支援。

Number of locked synchronizers = 1
    - java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker@a2f70c7
thread -n 3 #目前最忙的前N個線程
thread -b, ##找出目前阻塞其他線程的線程
thread -n 3 -i 1000 #間隔一定時間後展示           

重點學習:

thread -b

, ##找出目前阻塞其他線程的線程

3、JVM (jvm實時運作狀态,記憶體使用情況等)
$ jvm
 RUNTIME                                                                                                                                                                                                                                    
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 MACHINE-NAME                                                       28679@iz2zehzeir87zi8q99krk1z                                                                                                                                           
 JVM-START-TIME                                                     2019-03-28 17:32:16                                                                                                                                                     
 MANAGEMENT-SPEC-VERSION                                            1.2                                                                                                                                                                     
 SPEC-NAME                                                          Java Virtual Machine Specification                                                                                                                                      
 SPEC-VENDOR                                                        Oracle Corporation                                                                                                                                                      
 SPEC-VERSION                                                       1.8                                                                                                                                                                     
 VM-NAME                                                            Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM                                                                                                                                       
 VM-VENDOR                                                          Oracle Corporation                                                                                                                                                      
 VM-VERSION                                                         25.191-b12                                                                                                                                                              
 INPUT-ARGUMENTS                                                    []                                                                                                                                                                      
 CLASS-PATH                                                         demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar                                                                                                                                                 
 BOOT-CLASS-PATH                                                    /usr/local/jdk/jre/lib/resources.jar:/usr/local/jdk/jre/lib/rt.jar:/usr/local/jdk/jre/lib/sunrsasign.jar:/usr/local/jdk/jre/lib/jsse.jar:/usr/local/jdk/jre/lib/jce.jar 
                                                                    :/usr/local/jdk/jre/lib/charsets.jar:/usr/local/jdk/jre/lib/jfr.jar:/usr/local/jdk/jre/classes                                                                          
 LIBRARY-PATH                                                       /usr/java/packages/lib/amd64:/usr/lib64:/lib64:/lib:/usr/lib                  
4、trace (目前方法内部調用路徑,路徑上每個節點的耗時)
$ trace #類名  #方法名            

對于執行耗時相對較長的方法,調用鍊路耗時屬性會高亮顯示友善排查

參數

-j

可以過濾jdk的函數

trace -j com.example.demo.controller index2

#cost

可以按執行耗時毫秒ms過濾

trace -j com.example.demo.controller index2 ’#cost >10‘

5、watch

目前方法執行資料觀測,能觀察到的範圍為:傳回值、抛出異常、入參

$ trace #類名  #方法名 "{params,target,returnObj,throwExp }"            
OGNL 表達式 {params,target,returnObj,throwExp }           

throwExp

:異常

params

:入參(數組),單個參數params【0】

returnObj

:傳回值

$ watch com.example.demo.controller index2 "{params,target,returnObj}" -x 5
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 81 ms.
ts=2019-03-29 14:24:14; [cost=1000.746582ms] result=@ArrayList[
    @Object[][
        @String[辛志富],
    ],
    @controller[
    ],
    @String[index2],
]           
6、stack

目前方法被調用的路徑,顯示目前方法被那些方法調用

public static String uuidOne() {
    return uuidTwo();
}
public static String uuidTwo() {
    return UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "");
}           
$ stack  com.example.demo.controller uuidTwo
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 58 ms.
ts=2019-03-29 14:38:19;thread_name=http-nio-8888-exec-5;id=13;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@525b461a
    @com.example.demo.controller.uuidOne()
        at com.example.demo.controller.index2(controller.java:31)
        at sun.reflect.GeneratedMethodAccessor36.invoke(null:-1)
        at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)           
7、monitor 指令

監控類、方法的調用進行監控,調用次數、成功次數、失敗次數、平均響應時長、失敗率等

$ monitor -c 4 com.example.demo.controller uuidTwo
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 56 ms.
 timestamp            class                        method   total  success  fail  avg-rt(ms)  fail-rate                                                                                                                                     
--------------------------------------------------------------------------------------------------------                                                                                                                                    
 2019-03-29 14:55:40  com.example.demo.controller  uuidTwo  7      7        0     0.18        0.00%                 
8、classloader 指令

将JVM中所有的類加載器統計出來,樹狀展示

$ classloader #每種classloader加載類的個樹
 name                                                    numberOfInstances  loadedCountTotal                                                                                                                                                
 org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader  1                  4463                                                                                                                                                            
 com.taobao.arthas.agent.ArthasClassloader               2                  3631                                                                                                                                                            
 BootstrapClassLoader                                    1                  2961                                                                                                                                                            
 java.net.FactoryURLClassLoader                          1                  835                                                                                                                                                             
 sun.misc.Launcher$AppClassLoader                        1                  46                                                                                                                                                              
 sun.reflect.DelegatingClassLoader                       41                 41                                                                                                                                                              
 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader                        1                  25                                                                                                                                                              
Affect(row-cnt:7) cost in 7 ms.
$ classloader -t    # 類加載器間的層級關系
+-BootstrapClassLoader                                                                                                                                                                                                                      
+-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1959f618                                                                                                                                                                                                 
  +-com.taobao.arthas.agent.ArthasClassloader@5fc476c6                                                                                                                                                                                      
  +-com.taobao.arthas.agent.ArthasClassloader@5017e14b                                                                                                                                                                                      
  +-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@5c647e05                                                                                                                                                                                               
    +-java.net.FactoryURLClassLoader@4ad317f0                                                                                                                                                                                               
    +-org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@20ad9418                                                                                                                                                                       
Affect(row-cnt:7) cost in 5 ms           

五、線上代碼熱更新(動态修改上線項目代碼)

手動在代碼中抛異常,不停機不重新發包的情況下,修改線上代碼

啟動服務也達到我們預期異常

替換代碼的流程:

1、

jad指令

将需要更改的檔案先進行反編譯,儲存下來 ,編譯器修改
$ jad --source--only com.example.demo.DemoApplication > /data/DemoApplication.java           

修改完以後需要将類重新加載到JVM

2、

SC指令

查找目前類是哪個classLoader加載的
$ sc -d *DemoApplication | grep classLoader

 classLoaderHash   20ad9418 #類加載器  編号                
3、

MC指令

用指定的classloader重新将類在記憶體中編譯
$ mc -c 20ad9418 /data/DemoApplication.java -d /data 
Memory compiler output:
/data/com/example/demo/DemoApplication.class           
4、

redefine指令

将編譯後的類加載到JVM

上邊編譯後的.class檔案位址

$ redefine /data/com/example/demo/DemoApplication.class  
redefine success, size: 1           

檔案替換後我們再次通路一下程式,發現異常沒有了程式已經是我們修改正确後的,class檔案替換成功

這樣我們就用

arthas

現實了不停機、不發包替換了生産環境的Java代碼,功能确實比較強大,本文隻揭開了

arthas

強大功能的冰山一角,後續将出更詳細的文章,友善大家一起學習

小福利:

有一些付費課程 ,噓~,免費 送給小夥伴們。關注我的公号【程式員内點事】,回複【666】,無套路自行領取哦