无敌的Arthas！

前言：Arthas 是一款线上监控诊断产品，通过全局视角实时查看应用 load、内存、gc、线程的状态信息，并能在不修改应用代码的情况下，对业务问题进行诊断，包括查看方法调用的出入参、异常，监测方法执行耗时，类加载信息等，大大提升线上问题排查效率。

为了加深理解，本文准备了两个线上发生的实际例子，与大家一起分享（已做脱敏处理）。

## 一、背景

通常，本地开发环境无法访问生产环境。如果在生产环境中遇到问题，则无法使用 IDE 远程调试。更糟糕的是，在生产环境中调试是不可接受的，因为它会暂停所有线程，导致服务暂停。

开发人员可以尝试在测试环境或者预发环境中复现生产环境中的问题。但是，某些问题无法在不同的环境中轻松复现，甚至在重新启动后就消失了。

如果您正在考虑在代码中添加一些日志以帮助解决问题，您将必须经历以下阶段：测试、预发，然后生产。这种方法效率低下，更糟糕的是，该问题可能无法解决，因为一旦 JVM 重新启动，它可能无法复现，如上文所述。

Arthas 旨在解决这些问题。开发人员可以在线解决生产问题。无需 JVM 重启，无需代码更改。 Arthas 作为观察者永远不会暂停正在运行的线程。

## 二、能为你做什么？

`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：

1.  这个类从哪个 jar 包加载的？为什么会报各种类相关的 Exception？
2.  我改的代码为什么没有执行到？难道是我没 commit？分支搞错了？
3.  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？
4.  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！
5.  是否有一个全局视角来查看系统的运行状况？
6.  有什么办法可以监控到 JVM 的实时运行状态？
7.  怎么快速定位应用的热点，生成火焰图？
8.  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。

## 三、下载安装

```bash

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

java -jar arthas-boot.jar
```

注意事项：

-   底层依赖 jps 命令，如果java进程与jps进程不在同一个虚拟机里面，那么有如下提示

```csharp
[]
[] JAVA_HOME: /usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-1.8.0.402.b06-2.0.1.1.al8.x86_64/jre
[] arthas-boot version: 3.7.2
[] Can not find java process. Try to run `jps` command lists the instrumented Java HotSpot VMs on the target system.
Please select an available pid.
```

-   当出现上述情况（jps无法找到java进程，但java进程确实存在），可以通过显式指定pid进行连接。
-   正常情况下，jps命令会发现可选的java进程，供用户选择。

## 四、关键命令

### 1、getstatic

通过 getstatic 命令可以方便的查看类的静态属性。使用方法为 `getstatic class_name field_name` 。

```ruby

[arthas@17098]$ getstatic site.xiaokui.blog.util.BlogUtil BLOG_CACHE
No class found for: site.xiaokui.blog.util.BlogUtil [arthas@17098]$ getstatic site.xiaokui.blog.util.BlogUtil BLOG_CACHE
field: BLOG_CACHE
@HashMap[   @Long[1]:@BlogDetailList[site.xiaokui.blog.domain.BlogDetailList@4af2f154],
]
Affect(row-cnt:1) cost in 14 ms. [arthas@17098]$ getstatic site.xiaokui.blog.util.BlogUtil BLOG_CACHE 'entrySet().iterator.{? #this.key=="1"}'
field: BLOG_CACHE
@ArrayList[   @Node[1=site.xiaokui.blog.domain.BlogDetailList@4af2f154],
]
Affect(row-cnt:1) cost in 11 ms.
 getstatic site.xiaokui.blog.util.BlogUtil BLOG_CACHE -x 3
```

### 2、ognl

基础用法

```scss
# 调用静态方法
# 会在java控制台打印对应字符串
ognl '@java.lang.System@out.println("hello")'
# 清空缓存，这里可以通过观察日志查看是否生效
ognl '@site.xiaokui.blog.util.BlogUtil@clearBlogCache(1)'
# 清空缓存map，可以查看静态字段内容观察是否生效
ognl '@site.xiaokui.blog.util.BlogUtil@BLOG_CACHE.clear()'

# 查看静态字段，如果为空，则不能展开为3层
ognl '@site.xiaokui.blog.util.BlogUtil@BLOG_CACHE'
ognl '@site.xiaokui.blog.util.BlogUtil@BLOG_CACHE' -x 3

# 执行多行表达式，赋值给一个临时变量
ognl '#value1=@System@getProperty("java.home"), #value2=@System@getProperty("java.runtime.name"), {#value1, #value2}'
```

进阶用法

```scss
# 通过beanName获取对象
ognl '@cn.hutool.extra.spring.SpringUtil@getBean("indexController")' # 查看对象值
ognl '@cn.hutool.extra.spring.SpringUtil@getBean("indexController").xiaokuiProperties.enableViewRestriction'
# 调用对象方法
ognl '@cn.hutool.extra.spring.SpringUtil@getBean("indexController").index()'

# 通过class获取                                                                                         ognl '#EnvClass =@org.springframework.core.env.Environment@class,@cn.hutool.extra.spring.SpringUtil@getBean(#EnvClass)'
# 查看环境变量，在web环境中，实现类一般为 StandardServletEnvironment
ognl '#EnvClass =@org.springframework.core.env.Environment@class,@cn.hutool.extra.spring.SpringUtil@getBean(#EnvClass).getProperty("app.id")'

# 所有配置变量存放数组
ognl '#EnvClass =@org.springframework.core.env.Environment@class,@cn.hutool.extra.spring.SpringUtil@getBean(#EnvClass).propertySources.propertySourceList'

# 查看apollo配置，具体的值在 m_configProperties 字段 ognl '#EnvClass =@org.springframework.core.env.Environment@class,@cn.hutool.extra.spring.SpringUtil@getBean(#EnvClass).propertySources.get("ApolloBootstrapPropertySources").propertySources' -x 3
```

功能强大的一笔！

### 3、trace

`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。

```python
 trace site.xiaokui.blog.controller.IndexController blogSpace
 trace site.xiaokui.blog.controller.IndexController blogSpace -n 1
 trace --skipJDKMethod true site.xiaokui.blog.controller.IndexController blogSpace
 trace site.xiaokui.blog.controller.IndexController blogSpace '#cost > 5'
 trace -E site.xiaokui.blog.controller.IndexController|site.xiaokui.blog.service.impl.SysBlogServiceImpl| site.xiaokui.blog.service.BlogCacheService|blogSpace|getMostViewTopN
 trace site.xiaokui.blog.controller.IndexController * --exclude-class-pattern cn.hutool.StrUtil trace javax.servlet.Filter * --exclude-class-pattern org.springframework.web.filter.

```

### 4、watch

让你能方便的观察到指定函数的调用情况。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。

```bash
 watch site.xiaokui.blog.controller.IndexController blogSpace -x 2
 watch site.xiaokui.blog.controller.IndexController blogSpace "{params[2],target,returnObj}" "params[2]=='dir'" -x 2
 watch site.xiaokui.blog.controller.IndexController blogSpace "{params,target,returnObj}" '#cost>100' -x 2
 watch site.xiaokui.blog.controller.TempTestController test "{params,throwExp}" -e -x 2
 watch site.xiaokui.blog.controller.TempTestController test "{params,throwExp,returnObj}" -e  -b -s -x 2

```

### 5、thread

查看当前线程信息，查看线程的堆栈。

```yaml
 thread
 thread -n 5 thread -i 1000 thread -n 3 -i 1000
 thread --all
 thread 130
 thread -b
 thread --state WAITING
```

### 6、logger

查看 logger 信息，更新 logger level。

```perl

logger logger -n org.springframework.web
logger -n site.xiaokui logger --name ROOT --level debug logger --name site.xiaokui -level warn logger --name site.xiaokui.blog.config -level warn
```

### 7、profiler

`profiler` 命令支持生成应用热点的火焰图。本质上是通过不断的采样，然后把收集到的采样结果生成火焰图。

```ini
 profiler start
profiler start --event=cpu

profiler getSamples

profiler status

profiler stop --format html

profiler stop --format html --file /tmp/0528result.html
```

### 8、查询命令

```bash

dashboard

jvm

memory

sysenv

sysprop

vmoption
```

### 9、奇技淫巧

仅供参考，线上环境，请慎重使用！

```bash

vmoption
vmoption PrintGC true
vmoption PrintGCDetails true vmoption | tee /tmp/0529.txt vmoption | tee /tmp/0529.txt options save-result true

cls

请使用idea插件：Arthas-idea
```

更多相关命令：[命令列表](https://link.juejin.cn?target=https%3A%2F%2Farthas.aliyun.com%2Fdoc%2Fcommands.html)。

## 五、两个线上问题

### 1、线上接口偶尔响应时间长

线上有A、B、C共3套生产环境，同一份代码同一个接口，只有A会偶尔返回超时，时间长达5~6秒。正常情况下，接口返回在50ms之内。

### 2、CPU上升明显

线上有A、B共2套生产环境，基本上还是同一份代码同一个接口，在相同QPS的情况下，B的CPU消耗是A的两倍。

未完待续，敬请期待....