Linux教程：如何使用Arthas处理诊断线上程序运行问题

简介

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。

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。

Arthas（阿尔萨斯）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：

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

Arthas 支持 JDK 6+（4.x 版本不再支持 JDK 6 和 JDK 7），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。

快速入门

可以通过下面的方式自己动手实践。

1、启动 math-game

curl -O https://arthas.aliyun.com/math-game.jar
java -jar math-game.jar

math-game是一个简单的程序，每隔一秒生成一个随机数，再执行质因数分解，并打印出分解结果

2、启动 arthas

在命令行下面执行（使用和目标进程一致的用户启动，否则可能 attach 失败）：

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

• 执行该程序的用户需要和目标进程具有相同的权限。比如以admin用户来执行：sudo su admin && java -jar arthas-boot.jar 或 sudo -u admin -EH java -jar arthas-boot.jar。
• 如果 attach 不上目标进程，可以查看~/logs/arthas/ 目录下的日志。
• 如果下载速度比较慢，可以使用 aliyun 的镜像：java -jar arthas-boot.jar --repo-mirror aliyun --use-http
• java -jar arthas-boot.jar -h 打印更多参数信息。

选择应用 java 进程：

$ $ java -jar arthas-boot.jar
* [1]: 35542
  [2]: 71560 math-game.jar

math-game进程是第 2 个，则输入 2，再输入回车/enter。Arthas 会 attach 到目标进程上，并输出日志：

3、查看 dashboard

输入dashboard，按回车/enter，会展示当前进程的信息，按ctrl+c可以中断执行。

4、通过 thread 命令来获取到math-game进程的 Main Class

thread 1会打印线程 ID 1 的栈，通常是 main 函数的线程。

5、通过 jad 来反编译 Main Class

$ jad demo.MathGame

ClassLoader:
+-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@3d4eac69
  +-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@66350f69

Location:
/tmp/math-game.jar

/*
 * Decompiled with CFR 0_132.
 */
package demo;

import java.io.PrintStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class MathGame {
    private static Random random = new Random();
    private int illegalArgumentCount = 0;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MathGame game = new MathGame();
        do {
            game.run();
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1L);
        } while (true);
    }

    public void run() throws InterruptedException {
        try {
            int number = random.nextInt();
            List<Integer> primeFactors = this.primeFactors(number);
            MathGame.print(number, primeFactors);
        }
        catch (Exception e) {
            System.out.println(String.format("illegalArgumentCount:%3d, ", this.illegalArgumentCount) + e.getMessage());
        }
    }

    public static void print(int number, List<Integer> primeFactors) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer("" + number + "=");
        Iterator<Integer> iterator = primeFactors.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            int factor = iterator.next();
            sb.append(factor).append('*');
        }
        if (sb.charAt(sb.length() - 1) == '*') {
            sb.deleteCharAt(sb.length() - 1);
        }
        System.out.println(sb);
    }

    public List<Integer> primeFactors(int number) {
        if (number < 2) {
            ++this.illegalArgumentCount;
            throw new IllegalArgumentException("number is: " + number + ", need >= 2");
        }
        ArrayList<Integer> result = new ArrayList<Integer>();
        int i = 2;
        while (i <= number) {
            if (number % i == 0) {
                result.add(i);
                number /= i;
                i = 2;
                continue;
            }
            ++i;
        }
        return result;
    }
}

Affect(row-cnt:1) cost in 970 ms.

6、watch

通过watch命令来查看demo.MathGame#primeFactors函数的返回值：

$ watch demo.MathGame primeFactors returnObj
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 107 ms.
ts=2018-11-28 19:22:30; [cost=1.715367ms] result=null
ts=2018-11-28 19:22:31; [cost=0.185203ms] result=null
ts=2018-11-28 19:22:32; [cost=19.012416ms] result=@ArrayList[
    @Integer[5],
    @Integer[47],
    @Integer[2675531],
]
ts=2018-11-28 19:22:33; [cost=0.311395ms] result=@ArrayList[
    @Integer[2],
    @Integer[5],
    @Integer[317],
    @Integer[503],
    @Integer[887],
]
ts=2018-11-28 19:22:34; [cost=10.136007ms] result=@ArrayList[
    @Integer[2],
    @Integer[2],
    @Integer[3],
    @Integer[3],
    @Integer[31],
    @Integer[717593],
]
ts=2018-11-28 19:22:35; [cost=29.969732ms] result=@ArrayList[
    @Integer[5],
    @Integer[29],
    @Integer[7651739],
]

7、退出 arthas

如果只是退出当前的连接，可以用quit或者exit命令。Attach 到目标进程上的 arthas 还会继续运行，端口会保持开放，下次连接时可以直接连接上。

如果想完全退出 arthas，可以执行stop命令。

更多功能可参考官网地址查阅：https://arthas.aliyun.com/

本次教程到这里就结束了，希望大家多多关注支持（首席摸鱼师 微信同号），持续跟踪最新文章吧~