阿里Arthas(阿尔赛斯)不停机替换class进行热部署

1.启动待测试的应用程序

[doda@host166 game]$ java -jar math-game.jar

2.替换操作步骤

2.1启动Arthas

[doda@host166 arthas]$ java -jar arthas-boot.jar
[INFO] arthas-boot version: 3.6.1
[INFO] Found existing java process, please choose one and input the serial number of the process, eg : 1. Then hit ENTER.
* [1]: 316194 org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch
[2]: 105913 smart-spark-1.0.jar
[3]: 164109 math-game.jar
3
[INFO] arthas home: /home/doda/shangeshishi/arthas
[INFO] Try to attach process 164109
[INFO] Attach process 164109 success.
[INFO] arthas-client connect 127.0.0.1 3658
,---. ,------. ,--------.,--. ,--. ,---. ,---.
/ O \ | .--. ''--. .--'| '--' | / O \ ' .-'
| .-. || '--'.' | | | .--. || .-. |`. `-.
| | | || |\ \ | | | | | || | | |.-' |
`--' `--'`--' '--' `--' `--' `--'`--' `--'`-----'

wiki https://arthas.aliyun.com/doc
tutorials https://arthas.aliyun.com/doc/arthas-tutorials.html
version 3.6.1
main_class
pid 164109
time 2022-05-15 15:33:34

2.2使用redefine命令替换的类进行反编译替换操作(不可还原)

#jad反编译出java文件，只显示源码，最后是文件反编译之后的存放路径
[arthas@151998]$ jad --source-only demo.MathGame > /home/doda/shangeshishi/arthas/game/MathGame.java
#修改反编译出来的java文件
[doda@host166 game]$ vi MathGame.java
#sc全称-search class，-d表示detail，获取类加载器classLoaderClass的hashCode编码
[arthas@164109]$ sc -d *MathGame | grep classLoader
classLoaderHash 42a57993
#用指定的classloader重新将类在内存中编译，生成.class文件到本地
[arthas@164109]$ mc -c 42a57993 /home/doda/shangeshishi/arthas/game/MathGame.java -d /home/doda/shangeshishi/arthas/game
Memory compiler output:
/home/doda/shangeshishi/arthas/game/demo/MathGame.class
Affect(row-cnt:1) cost in 970 ms.
#用redefine命令将本地编译后的.class类加载到JVM
[arthas@164109]$ redefine /home/doda/shangeshishi/arthas/game/demo/MathGame.class
redefine success, size: 1, classes:
demo.MathGame

替换class前后日志对比，代码添加的:System.out.println("出异常信息了！！！");已经马止打印出来，可见替换class已经成功了!

注意：如果mc编译中报下面错误，即有可能是使用openJdk，此jdk中缺少tool工具包，请临时引入完整jdk，用当前引入的jdk，然后重启应用和Arthas，即可解决:
Memory compiler error, exception message: Can not load JavaCompiler from javax.tools.ToolProvider#getSystemJavaCompiler(), please confirm the application running in JDK not JRE., please check $HOME/logs/arthas/arthas.log for more details.
[doda@host166 arthas]$ export JAVA_HOME=/home/doda/shangeshishi/jdk/jdk1.8.0_131
[doda@host166 arthas]$ export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
[doda@host166 arthas]$ export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
[doda@host166 arthas]$ java -version
java version "1.8.0_131"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_131-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)

2.3使用retransform实现redefine替换(可还原)

2.3.1替换操作

[doda@host166 arthas]$ java -jar arthas-boot.jar
[arthas@164109]$ sc -d *MathGame | grep classLoader
classLoaderHash 42a57993
[arthas@164109]$ mc -c 42a57993 /home/doda/shangeshishi/arthas/game/MathGame.java -d /home/doda/shangeshishi/arthas/game
Memory compiler output:
/home/doda/shangeshishi/arthas/game/demo/MathGame.class
Affect(row-cnt:1) cost in 310 ms.
[arthas@164109]$ retransform /home/doda/shangeshishi/arthas/game/demo/MathGame.class
retransform success, size: 1, classes:
demo.MathGame

修改替换后的日志如下：

2.3.2retransform常用操作命令

查看 retransform entry，替换多少次显示多少次
[arthas@164109]$ retransform -l
Id ClassName TransformCount LoaderHash LoaderClassName
1 demo.MathGame 1 null null
2 demo.MathGame 1 null null

删除指定id的 retransform entry
[arthas@164109]$ retransform -d 1
[arthas@164109]$ retransform -l
Id ClassName TransformCount LoaderHash LoaderClassName
2 demo.MathGame 1 null null

删除所有 retransform entry
[arthas@164109]$ retransform --deleteAll

2.3.3消除 retransform 的影响，即还原替换前的class(使用redefine不可还原)

删除这个类对应的 retransform entry
重新触发retransform
对于同一个类，当存在多个 retransform entry时，如果显式触发 retransform ，则最后添加的entry生效(id最大的)

[arthas@164109]$ retransform --deleteAll
[arthas@164109]$ retransform --classPattern demo.MathGame

删除后，显式触发 retransform，可以还原原来的class，显示日志如下:

3.redefine和retransform替换class限制

都不允许新增加field/method。
正在跑的函数，没有退出都不能生效，比如下面新增加的System.out.println，只有run()函数里的会生效。

public class MathGame {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MathGame game = new MathGame();
        while (true) {
            game.run();
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            // 这个不生效，因为代码一直跑在 while里
            System.out.println("in loop");
        }
    }
 
    public void run() throws InterruptedException {
        // 这个生效，因为run()函数每次都可以完整结束
        System.out.println("call run()");
        try {
            int number = random.nextInt();
            List<Integer> primeFactors = primeFactors(number);
            print(number, primeFactors);
 
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(String.format("illegalArgumentCount:%3d, ", illegalArgumentCount) + e.getMessage());
        }
    }