Arthas 深度指南 && Arthas 命令大全

于 2025-07-01 12:37:50 发布
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分类专栏： JVM 文章标签： java Arthas jvm 问题排查
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(一) Arthas 深度指南：Java 线上问题排查实战手册

Arthas 是阿里巴巴开源的 Java 诊断神器，能在不重启 JVM 的情况下进行实时问题诊断。以下是 Arthas 的核心功能与实战技巧：

一、Arthas 核心能力全景图
Arthas
实时监控
动态追踪
热修复
类加载分析
仪表盘
线程分析
内存分析
方法调用追踪
异常捕获
耗时分析
热更新代码
修改运行值
类冲突检测
类来源分析

二、安装与启动

1. 快速安装

# 在线安装
curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar
java -jar arthas-boot.jar

# 容器环境（K8s）
kubectl exec -it <pod-name> -- java -jar /tmp/arthas-boot.jar

2. 选择目标进程

[INFO] arthas-boot version: 3.7.1
[INFO] Found existing java process, please choose one and hit RETURN.
➜ 1: 25432 org.example.MainApp
➜ 2: 13456 com.alibaba.nacos.Nacos

三、线上问题排查实战场景

场景1：CPU 飙升定位

# 1. 查看实时线程状态
dashboard -i 1000  # 每秒刷新一次

# 2. 定位高CPU线程
thread -n 3        # 显示CPU占用Top3线程

# 3. 分析线程堆栈
thread 15           # 查看线程15的堆栈

# 4. 方法级CPU分析
profiler start      # 启动采样
profiler stop       # 生成火焰图

火焰图分析技巧：

  • 平顶山：热点方法
  • 宽度：方法执行时间占比
  • 调用栈深度：方法调用链

场景2：内存泄漏排查

# 1. 堆内存分析
heapdump --live /tmp/heap.hprof  # 导出堆快照

# 2. 对象统计
vmtool -x 3 --action getInstances \
  --className java.lang.String \
  --limit 10  # 查看String对象示例

# 3. 监控对象增长
monitor -c 5 'com.example.Service *' 'params.length > 0'

场景3：慢请求追踪

# 1. 方法耗时统计
trace com.example.Controller getData '#cost > 100'  # 捕获>100ms的调用

# 2. 调用链分析
stack com.example.Service processRequest  # 显示完整调用路径

# 3. 参数级监控
watch com.example.Dao queryDB \
  '{params, returnObj, throwExp}' \
  '#cost>50' -x 3  # 深度3层展开

输出示例：

method=com.example.Dao.queryDB location=AtExit
ts=2024-01-01 12:00:00; [cost=125.34ms] result=@ArrayList[
    @Object[][
        @String[user_123],
        @Integer[10]
    ],
    @User[User{name="John", age=30}],
    null
]

四、Arthas 高级技巧

1. 热修复线上代码

# 1. 反编译方法
jad --source-only com.example.Service > /tmp/Service.java

# 2. 编辑修复代码
vim /tmp/Service.java

# 3. 热更新
redefine /tmp/Service.java

⚠️ 限制：不能修改方法签名/新增方法

2. 动态修改运行值

# 修改静态变量值
ognl '@com.example.Config@TIMEOUT=3000'

# 调用方法获取值
ognl '@com.example.Utils@getEnv()'

3. 类加载冲突诊断

# 查看类来源
sc -d com.example.SomeClass

# 类加载树分析
classloader -t

五、生产环境最佳实践

1. 安全防护措施

# 启动时绑定IP
java -jar arthas-boot.jar --telnet-ip 10.0.0.1

# 启用鉴权
java -jar arthas-boot.jar --username admin --password mypass

2. 自动化诊断脚本

# 批处理模式
echo "thread -n 3" | java -jar arthas-client.jar 127.0.0.1 3658

3. 容器化部署方案

# Dockerfile
FROM openjdk:11
RUN curl -o /opt/arthas.zip https://arthas.aliyun.com/download/latest_version?mirror=aliyun \
  && unzip /opt/arthas.zip -d /opt
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/opt/arthas-boot.jar"]

六、Arthas vs 传统工具对比

能力ArthasJstack/JmapVisualVM
无需重启✅❌❌
动态追踪✅❌⚠️ 有限
热修复✅❌❌
容器支持✅ 原生⚠️ 需进入容器❌
学习曲线中等简单简单
生产安全✅ 鉴权/IP绑定❌❌

七、实战案例库

案例1：Spring Bean 冲突

# 1. 查找重复Bean
ognl '#springContext=@com.example.App@getContext(), 
      #springContext.getBeanDefinitionNames()' \
| grep "userService"

# 2. 查看Bean来源
sc -d com.example.UserServiceImpl

案例2：MyBatis SQL 分析

# 监控SQL执行
watch org.apache.ibatis.executor.BaseExecutor query \
  '{params[0], #cost}' -x 2

案例3：动态关闭日志

# 关闭DEBUG日志
logger --name ROOT --level INFO

八、性能优化技巧

# 限制输出量（防止OOM）
options batch-size 50  # 每次输出50条

# 异步执行命令
async-background trace com.example.Service *

# 结果缓存提升速度
options cache true

💡 黄金法则：生产环境操作遵循 LIFT 原则

  • Log：记录所有操作
  • Isolated：在隔离环境测试
  • Fallback：准备回滚方案
  • Throttle：限流操作影响

Arthas 通过 动态字节码增强技术（JavaAgent + ASM）实现无侵入诊断，已成为 Java 开发者线上排查的瑞士军刀。掌握其核心功能，能在分钟级定位生产环境疑难问题。

(二) Arthas 命令大全

Arthas 是 Java 线上诊断的神器，提供丰富的命令集用于实时问题排查。以下是全面的 Arthas 命令分类手册，包含使用示例和场景说明：

一、基础命令

命令参数说明示例
help[command]查看命令帮助help thread
version-显示 Arthas 版本version
quit-退出当前会话quit
stop-关闭 Arthas 服务端stop
keymap-显示快捷键列表keymap
history-查看命令历史history
session-查看当前会话信息session
reset[class-pattern]重置增强类reset *Controller
jobs-管理后台任务jobs
fg%jobId恢复挂起的任务fg %1
bg%jobId后台执行任务bg %2

二、JVM 监控命令

1. 仪表盘命令

dashboard [-i 刷新间隔ms] [-n 刷新次数]

示例：

dashboard -i 2000  # 每2秒刷新一次
dashboard -n 5     # 刷新5次后停止

2. 线程分析

命令参数说明
thread-显示所有线程
thread -n 3-n [top-n]显示最忙的前N个线程
thread -b-b找出阻塞其他线程的线程
thread -i 1000-i [采样间隔]指定采样时间间隔
thread --state WAITING–state [state]按状态过滤线程

3. 内存分析

# 堆内存直方图
memory

# 类实例统计
vmtool --action getInstances --className java.lang.String --limit 10

# 堆Dump
heapdump /tmp/dump.hprof

三、类与类加载器

1. 类信息查询

命令参数说明
sc-d [class-pattern]查看类信息
*sc -d Controller-d显示详细信息
sc -f com.example.User-f显示字段信息
*sc -E .Service-E正则匹配类名

2. 方法信息

# 查看方法信息
sm java.lang.String toString

# 反编译类
jad com.example.UserService

# 输出到文件
jad --source-only com.example.UserService > UserService.java

3. 类加载器

# 类加载器树
classloader -t

# 查找资源
classloader -c 327a647b --resource logback.xml

# 加载的类
classloader -c 327a647b --load java.util.HashMap

四、方法诊断命令

1. 方法调用追踪

# 基本追踪
trace com.example.Service getData

# 过滤耗时
trace com.example.Service getData '#cost > 100'

# 限制层数
trace -E com.example.*|org.example.* getData -n 3

2. 方法执行监控

# 监控调用统计
monitor -c 5 com.example.Service getData

# 监控参数/返回值
watch com.example.Service getData '{params, returnObj}' -x 2

# 监控异常
watch com.example.Service getData '{throwExp}' -e

3. 调用路径分析

# 方法调用来源
stack com.example.Service processData

# 条件过滤
stack com.example.Service processData 'params[0].size() > 10'

五、高级诊断命令

1. 动态代码执行

# 执行OGNL表达式
ognl '@java.lang.System@getProperty("java.home")'

# 调用静态方法
ognl '@com.example.Utils@generateId()'

# 修改静态变量
ognl '@com.example.Config@TIMEOUT=3000'

2. 热修复代码

# 1. 反编译类
jad --source-only com.example.BugService > BugService.java

# 2. 编辑修复代码
vim BugService.java

# 3. 热更新
redefine BugService.java

3. 性能分析

# CPU火焰图
profiler start          # 开始采样
profiler stop          # 停止并输出
profiler list          # 列出所有事件
profiler getSamples    # 获取当前样本数

# 内存分配分析
profiler start --event alloc

六、系统与环境

1. 系统信息

# JVM信息
sysprop
sysenv

# 查看系统属性
sysprop java.version
sysprop user.country

# 修改系统属性
sysprop user.language zh

2. 日志控制

# 查看日志配置
logger

# 修改日志级别
logger --name ROOT --level ERROR
logger --class com.example --level DEBUG

3. 选项配置

# 查看所有选项
options

# 修改选项
options json-format true
options unsafe true

七、管道与批处理

1. 管道操作

# 组合命令
thread | grep 'main'
sysprop | grep java
watch *Service * '{params, returnObj}' | grep -E 'param1|return'

2. 批处理模式

# 执行脚本
java -jar arthas-client.jar 127.0.0.1 3658 -c "thread -n 3"

# 脚本文件
echo "thread -n 3" > commands.txt
java -jar arthas-client.jar 127.0.0.1 3658 -f commands.txt

八、高级场景命令

1. 反序列化诊断

# 监控反序列化
watch com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper readValue '{params, returnObj}' 

# 捕获异常
watch com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper readValue '{throwExp}' -e

2. MyBatis SQL 分析

# 监控SQL执行
watch org.apache.ibatis.executor.BaseExecutor query '{params[0], #cost}'

# 查看SQL参数
watch org.apache.ibatis.executor.parameter.ParameterHandler setParameters params

3. Spring 上下文

# 获取Spring上下文
ognl '#springContext=@com.example.App@getContext(), #springContext'

# 查看Bean
ognl '#springContext.getBeanDefinitionNames()'

命令使用技巧

  1. 通配符使用
    * 匹配任意包名/类名/方法名
    .. 匹配多层包名

    trace *..*Service get* # 追踪所有Service类的get开头方法

  2. 条件表达式

    • #cost：方法执行耗时
    • params：方法参数数组
    • returnObj：返回值
    • throwExp：异常对象
    watch *Service * 'params[0] != null && #cost > 50'

  3. 结果渲染控制

    -x 2       # 展开层级深度
-n 3       # 执行次数限制
--exclude-class-pattern *Spring* # 排除类

安全提示：生产环境使用建议

  1. 启动时添加鉴权：java -jar arthas-boot.jar --username admin --password mypass
  2. 绑定内网IP：java -jar arthas-boot.jar --telnet-ip 10.0.0.1
  3. 操作前备份：heapdump /backup/before.hprof

Arthas 通过 动态字节码增强技术 实现无侵入诊断，掌握这些命令能快速解决以下问题：

  • CPU 飙升定位（dashboard → thread -n 3）
  • 内存泄漏分析（heapdump → vmtool）
  • 慢方法追踪（trace #cost>100）
  • 热修复代码（jad → redefine）
  • 日志动态调整（logger --level DEBUG）

建议将本手册保存为参考速查表，遇到问题时快速定位合适命令！

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