消失的Java堆栈

arthas原理系列文章：

1. OGNL语法规范

2. 消失的堆栈

3. Arthas原理系列(一)：利用JVM的attach机制实现一个极简的watch命令

4. Arthas原理系列(二)：总体架构和项目入口

5. Arthas原理系列(三)：服务端启动流程

6. Arthas原理系列(四)：字节码插装让一切变得有可能

​​​​​​​前言

这周的某天突然爆出线上查询卖家订单异常的报警，因为这个接口量比较大，赶紧排查马上介入看了下，找到日志后发现这个接口的实现抛了NPE，但是在日志里看不到堆栈。因为封网的时间已经很长了，应该不是发布导致的。但无论如何，要先定位到抛NPE的地方，才能知道是哪里出了问题

消失的堆栈

我们用下面的代码来做一次测试

public class DemoApplication {

 public static void main(String[] args) {
//  SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
  for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {
   System.out.println("times:" + i + " , result:" + testExceptionTrunc());
  }
 }

 public static boolean testExceptionTrunc()  {
  try {
   // 人工构造异常抛出的场景
   ((Object)null).getClass();
  } catch (Exception e) {
   if (e.getStackTrace().length == 0) {
    try {
     // 堆栈消失的时候当前线程休眠5秒，便于观察
     Thread.sleep(5000);
    } catch (InterruptedException interruptedException) {
     // do nothing
    }
    return true;
   }
  }
  return false;
 }
}

这段代码的运行结果是：

可以看到，在我的机器上循环到底13441次的时候堆栈丢失了，注意这个值可能在不同的机器上是不同的。

Java的即时编译(JIT)

之所以会有这样的运行结果，是因为Java有JIT(Just In  Time)的编译机制，如下图所示

为了实现WORA (Write once, run anywhere)Java会先将源代码编译成字节码，然后在运行时再转换为机器码，虽然提升了通用性，但是字节码转换为机器码的速度会直接影响到整个Java程序的运行速度，因此JVM在实现的时候会将一些热点代码直接编译成Native Code，运行时省去了从字节码转化这一步，以此达到提升性能的目的，整个Java代码运行时的流程可以总结成下面这张图：

那什么样的代码才算是热点代码呢？有两种情况：

• 被多次调用的方法

• 被多次调用的循环体

  上面的测试方法体因为一直在被循环调，被判定成了热点代码，从而直接编译为Native Code，因此丢失了堆栈

利用Arthas观察丢失的堆栈

假如我们继续运行上面的示例代码，等到这段代码被即时编译导致堆栈丢失后启动arthas，并用watch命令观察示例方法，会发现一个有趣的现象：

watch com.idealism.demo.DemoApplication testExceptionTrunc '{returnObj, throwExp}'

 

丢失的堆栈又回来了!后面的文章我们会讲到arthas的原理，这里我们稍微提一下，arthas使用字节码增强技术，在应用程序的字节码中注入新的字节码，这就破坏了原来的热点代