> 作者：threedayman
> 
> 來源：[恆生LIGHT雲社群](http://https://developer.hs.net/thread/1276 "恆生LIGHT雲社群")

**Arthas 是什麼**

Arthas是一款阿里巴巴開源的 Java 線上診斷工具。Arthas支援JDK 6+，支援Linux/Mac/Windows，採用命令列互動模式，同時提供豐富的 `Tab` 自動補全功能，進一步方便進行問題的定位和診斷。

官網地址**：**[https://arthas.aliyun.com/doc/](https://arthas.aliyun.com/doc/)

github地址**：**[https://github.com/alibaba/arthas](https://github.com/alibaba/arthas)

## **Arthas能幹什麼**

大家有沒有在生產 或者測試環境中遇到下列問題。

* 這個類從哪個 jar 包載入的？為什麼會報各種類相關的 Exception？
* 我改的程式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，難道只能透過加日誌再重新發布嗎？
* 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，線下無法重現！
* 是否有一個全域性視角來檢視系統的執行狀況？
* 有什麼辦法可以監控到JVM的實時執行狀態？
* 怎麼快速定位應用的熱點，生成火焰圖？
* 怎樣直接從JVM內查詢某個類的例項？
* 怎樣定位慢呼叫方法。

在官網上說Arthas能幫忙處理以上問題，並沒有寫明怎麼處理，下面我們透過介紹幾個命令來介紹下，以上問題透過Arthas怎麼去定位處理。

## **Arthas快速入門**

下載Arthas

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

執行Arthas

```
java -jar arthas-boot.jar
```

執行該命令後 會顯示java 程式，選擇需要排查的程式。

我們執行以下測試程式碼來看看arthas的使用

```
package com.example.arthas;

public class ArthasTest {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        while(true){
            put("test");
        }
    }

private static String put(String name) throws InterruptedException {
        Thread.sleep(1000L);
        System.out.println(name);
        return "hello "+name;
    }
}
```

選擇我們測試程式碼執行的程式[3]22756

```
[INFO] Found existing java process, please choose one and input the serial number of the process, eg : 1. Then hit ENTER.
* [1]: 1200 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher
  [2]: 9120
  [3]: 22756 com.example.arthas.ArthasTest
```

******這個類從哪個 jar 包載入的？為什麼會報各種類相關的 Exception？******

透過sc命令查詢類是哪個jar包載入的

```
[arthas@22756]$ sc -d com.example.arthas.ArthasTest
 class-info        com.example.arthas.ArthasTest
 code-source       /D:/ideaproject/jsoupservice/target/classes/
 name              com.example.arthas.ArthasTest
 isInterface       false
 isAnnotation      false
 isEnum            false
 isAnonymousClass  false
 isArray           false
 isLocalClass      false
 isMemberClass     false
 isPrimitive       false
 isSynthetic       false
 simple-name       ArthasTest
 modifier          public
 annotation
 interfaces
 super-class       +-java.lang.Object
 class-loader      +-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
                     +-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@593cfc78
 classLoaderHash   18b4aac2

Affect(row-cnt:1) cost in 77 ms.
```

其中code-source 資訊表明類載入路徑，如果是jar包中載入出來的 會顯示jar包資訊，如下

```
code-source  file:/home/trade/u3/u3-mnager/u-mnager-1.jar!/BOOT-INF/lib/uc-do-1.0-SNAPSHOT.jar!/ 
```

對於依賴衝突這類問題，我們可以透過該命令來進行排查。

****我改的程式碼為什麼沒有執行到？難道是我沒 commit？分支搞錯了？****

我們透過jad命令來反編譯檢視原始碼資訊

```
[arthas@22756]$ jad com.example.arthas.ArthasTest

ClassLoader:
+-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
  +-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@593cfc78

Location:
/D:/ideaproject/jsoupservice/target/classes/

/*
        * Decompiled with CFR.
        */
       package com.example.arthas;

public class ArthasTest {
           public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
               while (true) {
/* 7*/             ArthasTest.put("test");
               }
           }

private static String put(String name) throws InterruptedException {
/*12*/         Thread.sleep(1000L);
/*13*/         System.out.println(name);
               return "hello " + name;
           }
       }

Affect(row-cnt:1) cost in 164 ms.
```

透過檢視反編譯程式碼確認是否執行的是提交後的程式碼。

****遇到問題無法線上上 debug，難道只能透過加日誌再重新發布嗎？****

watch 觀察方法執行的入參和返回值

```
[arthas@22756]$ watch com.example.arthas.ArthasTest put '{params,returnObj}' -x 2 -n2
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class count: 1 , method count: 1) cost in 12 ms, listenerId: 3
method=com.example.arthas.ArthasTest.put location=AtExit
ts=2021-08-04 17:07:19; [cost=3.10595639883E7ms] result=@ArrayList[
    @Object[][
        @String[test],
    ],
    @String[hello test],
]
method=com.example.arthas.ArthasTest.put location=AtExit
ts=2021-08-04 17:07:20; [cost=1009.9733ms] result=@ArrayList[
    @Object[][
        @String[test],
    ],
    @String[hello test],
]
```

-x 輸出結果屬性遍歷深度

-n 執行次數

retransform 載入外部的 `.class`檔案，retransform jvm已載入的類.

結合jad、mc命令，透過jad反編譯，透過編輯器修改原始碼,加入相關日誌。mc命令來記憶體編譯修改過的程式碼。

用retransform命令載入新的位元組碼。透過熱載入將日誌語句新增進去。

```
jad --source-only com.example.arthas.ArthasTest > D:/ArthasTest.java
mc d:/ArthasTest.java -d d:
retransform d:/com/example/arthas/ArthasTest.class
```

****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，線下無法重現！****

此問題也可透過上面 watch 方法去觀測線上 相關呼叫出入參。可以根據已知的調查結果給watch 方法加上對應的條件引數，以過濾掉不需要觀測的請求。watch[**命令文件**](https://arthas.aliyun.com/doc/watch.html)**。**

****是否有一個全域性視角來檢視系統的執行狀況？****

dashboard實時資料皮膚命令,可以檢視到執行緒、記憶體、系統引數等資訊，具體的引數解釋可以參考 [**dashboard文件**](https://arthas.aliyun.com/doc/dashboard.html)

```
[arthas@17396]$ dashboard -n 1
ID   NAME                          GROUP          PRIORITY  STATE    %CPU      DELTA_TIM TIME      INTERRUPT DAEMON
-1   C1 CompilerThread3            -              -1        -        0.0       0.000     0:0.437   false     true
-1   C2 CompilerThread2            -              -1        -        0.0       0.000     0:0.375   false     true
1    main                          main           5         TIMED_WA 0.0       0.000     0:0.328   false     false
-1   C2 CompilerThread0            -              -1        -        0.0       0.000     0:0.312   false     true
-1   C2 CompilerThread1            -              -1        -        0.0       0.000     0:0.281   false     true
23   arthas-NettyHttpTelnetBootstr system         5         RUNNABLE 0.0       0.000     0:0.234   false     true
5    Attach Listener               system         5         RUNNABLE 0.0       0.000     0:0.031   false     true
-1   GC task thread#7 (ParallelGC) -              -1        -        0.0       0.000     0:0.031   false     true
-1   GC task thread#6 (ParallelGC) -              -1        -        0.0       0.000     0:0.031   false     true
-1   GC task thread#0 (ParallelGC) -              -1        -        0.0       0.000     0:0.031   false     true
-1   GC task thread#1 (ParallelGC) -              -1        -        0.0       0.000     0:0.031   false     true
-1   VM Thread                     -              -1        -        0.0       0.000     0:0.031   false     true
-1   GC task thread#2 (ParallelGC) -              -1        -        0.0       0.000     0:0.031   false     true
-1   GC task thread#3 (ParallelGC) -              -1        -        0.0       0.000     0:0.031   false     true
-1   GC task thread#5 (ParallelGC) -              -1        -        0.0       0.000     0:0.031   false     true
-1   GC task thread#4 (ParallelGC) -              -1        -        0.0       0.000     0:0.031   false     true
16   arthas-NettyHttpTelnetBootstr system         5         RUNNABLE 0.0       0.000     0:0.015   false     true
6    Monitor Ctrl-Break            main           5         RUNNABLE 0.0       0.000     0:0.015   false     true
2    Reference Handler             system         10        WAITING  0.0       0.000     0:0.000   false     true
3    Finalizer                     system         8         WAITING  0.0       0.000     0:0.000   false     true
4    Signal Dispatcher             system         9         RUNNABLE 0.0       0.000     0:0.000   false     true
13   arthas-timer                  system         5         WAITING  0.0       0.000     0:0.000   false     true
17   arthas-NettyWebsocketTtyBoots system         5         RUNNABLE 0.0       0.000     0:0.000   false     true
18   arthas-NettyWebsocketTtyBoots system         5         RUNNABLE 0.0       0.000     0:0.000   false     true
Memory                    used    total    max     usage    GC
heap                      26M     165M     3591M   0.75%    gc.ps_scavenge.count          2
ps_eden_space             8M      63M      1325M   0.67%    gc.ps_scavenge.time(ms)       16
ps_survivor_space         0K      10752K   10752K  0.00%    gc.ps_marksweep.count         1
ps_old_gen                17M     91M      2693M   0.67%    gc.ps_marksweep.time(ms)      41
nonheap                   29M     30M      -1      97.08%
code_cache                6M      6M       240M    2.57%
metaspace                 20M     21M      -1      97.06%
compressed_class_space    2M      2M       1024M   0.25%
direct                    0K      0K       -       0.00%
mapped                    0K      0K       -       0.00%
Runtime
os.name                                                     Windows 10
os.version                                                  10.0
java.version                                                1.8.0_291
java.home                                                   C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_291\jre
systemload.average                                          -1.00
processors                                                  8
timestamp/uptime                                            Fri Aug 06 09:43:41 GMT+08:00 2021/326s
```

classloader 檢視類載入器和其載入類數量.

```
[arthas@17396]$ classloader
 name                                       numberOfInstances  loadedCountTotal
 BootstrapClassLoader                       1                  2782
 com.taobao.arthas.agent.ArthasClassloader  1                  1373
 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader           1                  60
 sun.reflect.DelegatingClassLoader          15                 15
 sun.misc.Launcher$AppClassLoader           1                  7
Affect(row-cnt:5) cost in 3 ms.
```

****有什麼辦法可以監控到JVM的實時執行狀態？****

透過jvm 命令可以檢視到jvm的實時執行狀態。其中包含了機器資訊、編譯器資訊、垃圾回收器、類載入資訊、記憶體管理、執行緒相關資訊、檔案描述符相關資訊。[**jvm命令文件**](https://arthas.aliyun.com/doc/jvm.html)

```
[arthas@17396]$ jvm
 RUNTIME
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 MACHINE-NAME                      17396@WINDOWS-D2B420I
 JVM-START-TIME                    2021-08-06 09:38:14
 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                        25.291-b10
 INPUT-ARGUMENTS                   -javaagent:D:\JetBrains\IntelliJ IDEA 2021.1\lib\idea_rt.jar=61057:D:\JetBrains\Int
                                   elliJ IDEA 2021.1\bin
                                   -Dfile.encoding=UTF-8

CLASS-PATH                        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_291\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.
                                   8.0_291\jre\lib\deploy.jar;C:\Program 
                                   ea_rt.jar
 BOOT-CLASS-PATH                   C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_291\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1
                                   .8.0_291\jre\lib\rt.jar;C:\Program

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 CLASS-LOADING
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 LOADED-CLASS-COUNT                3914
 TOTAL-LOADED-CLASS-COUNT          3914
 UNLOADED-CLASS-COUNT              0
 IS-VERBOSE                        false

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 COMPILATION
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 NAME                              HotSpot 64-Bit Tiered Compilers
 TOTAL-COMPILE-TIME                1317
 [time (ms)]

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 GARBAGE-COLLECTORS
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 PS Scavenge                       name : PS Scavenge
 [count/time (ms)]                 collectionCount : 2
                                   collectionTime : 16

PS MarkSweep                      name : PS MarkSweep
 [count/time (ms)]                 collectionCount : 1
                                   collectionTime : 41

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 MEMORY-MANAGERS
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 CodeCacheManager                  Code Cache

Metaspace Manager                 Metaspace
                                   Compressed Class Space

PS Scavenge                       PS Eden Space
                                   PS Survivor Space

PS MarkSweep                      PS Eden Space
                                   PS Survivor Space
                                   PS Old Gen

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 MEMORY
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 HEAP-MEMORY-USAGE                 init : 266338304(254.0 MiB)
 [memory in bytes]                 used : 29895120(28.5 MiB)
                                   committed : 173015040(165.0 MiB)
                                   max : 3765960704(3.5 GiB)

NO-HEAP-MEMORY-USAGE              init : 2555904(2.4 MiB)
 [memory in bytes]                 used : 31363048(29.9 MiB)
                                   committed : 32161792(30.7 MiB)
                                   max : -1(-1 B)

PENDING-FINALIZE-COUNT            0

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 OPERATING-SYSTEM
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 OS                                Windows 10
 ARCH                              amd64
 PROCESSORS-COUNT                  8
 LOAD-AVERAGE                      -1.0
 VERSION                           10.0

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 THREAD
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 COUNT                             15
 DAEMON-COUNT                      14
 PEAK-COUNT                        16
 STARTED-COUNT                     21
 DEADLOCK-COUNT                    0

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 FILE-DESCRIPTOR
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 MAX-FILE-DESCRIPTOR-COUNT         -1
 OPEN-FILE-DESCRIPTOR-COUNT        -1
```

****怎麼快速定位應用的熱點，生成火焰圖？****

`profiler` 命令支援生成應用熱點的火焰圖。本質上是透過不斷的取樣，然後把收集到的取樣結果生成火焰圖(該命令只支援linux/mac)。

```
$ profiler start
Started [cpu] profiling
$ profiler status
[cpu] profiling is running for 4 seconds
$ profiler stop
profiler output file: /tmp/demo/arthas-output/20191125-135546.svg
OK
```

預設情況下，arthas使用3658埠，則可以開啟： [http://localhost:3658/arthas-output/](http://localhost:3658/arthas-output/) 檢視到 `arthas-output`目錄下面的profiler結果：

![_images/arthas-output.jpg](https://arthas.aliyun.com/doc/_images/arthas-output.jpg)

點選可以檢視具體的結果：

![_images/arthas-output-svg.jpg](https://arthas.aliyun.com/doc/_images/arthas-output-svg.jpg)

****怎樣直接從JVM內查詢某個類的例項？****

`vmtool` 利用 `JVMTI`介面，實現查詢記憶體物件，強制GC等功能。

```
[arthas@17396]$ vmtool -action getInstances --className java.lang.String --limit 10
@String[][
    @String[sun/nio/ch/FileDispatcherImpl],
    @String[sun/nio/ch/FileDispatcherImpl],
    @String[sun/nio/ch/FileDispatcher],
    @String[sun/nio/ch/FileDispatcher],
    @String[sun/nio/ch/FileDispatcher],
    @String[direct],
    @String[sun/nio/ch/FileChannelImpl$Unmapper],
    @String[sun/nio/ch/FileChannelImpl$Unmapper],
    @String[sun/nio/ch/FileChannelImpl$Unmapper],
    @String[sun/nio/ch/FileDispatcherImpl],
]
```

透過 `--limit`引數，可以限制返回值數量，避免獲取超大資料時對JVM造成壓力。預設值是10。

****怎樣定位慢呼叫方法。****

trace 展示方法內部呼叫路徑，並輸出方法路徑上的每個節點上耗時

```
[arthas@18584]$ trace com.example.arthas.ArthasTest bridge
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class count: 1 , method count: 1) cost in 137 ms, listenerId: 1
`---ts=2021-08-06 10:30:11;thread_name=main;id=1;is_daemon=false;priority=5;TCCL=sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
    `---[1011.4579ms] com.example.arthas.ArthasTest:bridge()
        `---[1009.9123ms] com.example.arthas.ArthasTest:put() #13

`---ts=2021-08-06 10:30:12;thread_name=main;id=1;is_daemon=false;priority=5;TCCL=sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
    `---[1002.9228ms] com.example.arthas.ArthasTest:bridge()
        `---[1002.8016ms] com.example.arthas.ArthasTest:put() #13
```

從以上資訊鍾可以看到 bridge方法呼叫1011.4579ms 其中1009.9123ms是在呼叫put方法，那我們重點就可以對put方法進行分析，如有必要也可以對put方法進行trace命令追蹤。

以上結合了自己的理解，使用arthas命令排查之前提出的問題，arthas提供了豐富的命令功能，想要了解更多的使用方式，請參考[**命令列表**](https://arthas.aliyun.com/doc/commands.html)

**參考文件**

[**Arthas使用者文件**](https://arthas.aliyun.com/doc/index.html)

線上問題排查神器入門——Arthas

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