【Arthas】实战教程

原创

后端码匠

修改于 2023-11-06 10:06:51

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【Arthas】实战教程

前言

最近团队在研究线上问题排查方式，发现线上存在CPU飙升问题，测试环境无法复现，查阅资料发现 Arthas 能够分析此类问题。

排查利器

Arthas，开源的Java诊断工具。

功能

那么Arthas能帮我们做什么事情呢？详细的用法大家可以查官方文档，这里带大家实践。

可以监控到JVM的实时的运行状态；
可以实时查看系统的运行状况；
遇到线上高流量系统，没有打日志，同时不能debug，线下却又不能重现，可以无须重启在线查看类方法输入输出，如同日志一般；
怀疑代码没有commit就发布了，它帮你在线查看；
......

安装启动

这里推荐快速简单的安装方法，大家也可下载包安装。

curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar --下载jar包
java -jar arthas-boot.jar  --启动
java -jar arthas-boot.jar -h  --查看帮助

正常上面操作就已经能够监听Java进程，但是我的项目用的Docker部署需要把 arthas 整合到镜像内，Dockerfile 文件如下

...

# copy arthas
COPY --from=hengyunabc/arthas:latest /opt/arthas /opt/arthas

...

如果你用的是JRE那么用的时候，肯定会有 tool.jar找不见的异常。

所以在打镜像的时候需要选择jdk，具体可以看官方文档。

https://arthas.aliyun.com/doc/docker.html

我所做的项目用了自己的基础镜像，暂时无法在打镜像的时候引入JDK，这就需要特殊处理下，步骤如下：

1、在Linx本地JDK目录如下

[root@master jdk1.8.0_221]# pwd
/home/jdk1.8.0_221

2、找到运行的容器

[root@master jdk1.8.0_221]# docker ps | grep hms
fcf3c7aed879        hub.codingce.com/codingce-dev/codingce-hms                       "/bin/sh -c 'java -X…"   About an hour ago   Up About an hour                                                  k8s_codingce-health_codingce-health-87f8bdf66-6lxd9_default_225daeaa-abd4-4591-a827-36ad6b36f50f_8
6270d035c617        hub.codingce.com/codingce-dev/codingce-hms-web                   "/docker-entrypoint.…"   2 days ago          Up 2 days                                                         k8s_health2-web_health2-web-7ddbb7cdd5-xxwbn_sci-edas_da7d65c9-9c54-4445-8ecb-678bee853ab2_0
[root@master jdk1.8.0_221]#

本地JDK复制到容器中

docker cp jdk1.8.0_221/ de37f7e97560:/opt/java

然后就可以进入容器启动Arthas。

[root@master jdk1.8.0_221]# docker exec -it fcf3c7aed879 bash
root@codingce-87f8bdf66-6lxd9:/# 
root@codingce-87f8bdf66-6lxd9:/opt# ls
arthas	java
root@codingce-87f8bdf66-6lxd9:/opt# cd arthas/
root@codingce-87f8bdf66-6lxd9:/opt/arthas# ls
arthas-agent.jar  arthas-boot.jar  arthas-client.jar  arthas-core.jar  arthas-spy.jar  arthas.properties  as-service.bat  as.bat  as.sh  async-profiler  install-local.sh  lib	logback.xml  math-game.jar
root@codingce-87f8bdf66-6lxd9:/opt/arthas#

运行Arthas。

root@codingce-87f8bdf66-6lxd9:/opt/arthas# /opt/java/jre/bin/java -jar arthas-boot.jar
[INFO] JAVA_HOME: /opt/java/jre
[INFO] arthas-boot version: 3.7.1
[INFO] Found existing java process, please choose one and input the serial number of the process, eg : 1. Then hit ENTER.
* [1]: 6 hms.jar

星号代表选中的进程。

[INFO] arthas home: /opt/arthas
[INFO] The target process already listen port 3658, skip attach.
[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    3.7.1                                                                
main_class                                                                      
pid        6                                                                    
time       2023-11-05 15:57:09                                                  

[arthas@6]$

系统dashboard

可以查看系统的整体情况如下图：线程、内存、系统运行时信息等

JVM全景报表

帮助你分析现有系统情况，类加载情况，线程情况，系统内存情况等等如下图：并未截取全部。

thread 命令

thread 查看当前线程
thread id 查看指定线程id 的堆栈
thread -n 2 查看cpu最忙的前2个线程
thread -b, 找出当前阻塞其他线程的线程
thread -n 2 -i 1000 列出1000ms内最忙的2个线程堆栈

thread -b，找出当前阻塞其他线程的线程。

有时候发现服务卡住了，一般情况是：

某个线程拿住了某个锁，并且其他线程都在等待这把锁造成阻塞。这个命令可以解决。

watch命令，执行数据监测

线上没有打日志，同时不能debug，线下却又不能重现，watch命令可以无须重启在线查看类方法输入输出，如同日志一般。

能观察到的方法监测的数据范围：返回值、抛出异常、入参。

watch demo.MathGame primeFactors "{params,returnObj}" -x 4 
观察 demo.MathGame.primeFactors 的入参 和 返回值 遍历深度4

[arthas@6]$ watch com.codingce.health.service.impl.HealthAssessmentReportServiceImpl pageVo "{params,returnObj}" -x 4

jad命令，反编译指定已加载类的源码

你有时候有这样的疑惑，现在运行的代码是我提交的代码吗？虽然master有，但是线上运行的包是这个master打的吗？它可以直接在线反编译。

jad demo.MathGame  反编译demo.MathGame
jad --source-only demo.MathGame 反编译demo.MathGame只展示源码
jad demo.MathGame main 反编译demo.MathGame main函数
jad demo.MathGame --classLoaderClass sun.misc.Launcher$AppClassLoader 指定classloader，用于多个classloader加载的情况

trace命令

跟踪方法内部调用路径，并输出方法路径上的每个节点上耗时。

trace demo.MathGame run 追踪demo.MathGame run 方法
trace demo.MathGame run -n 1  追踪demo.MathGame run 方法只1次即退出
trace demo.MathGame run '#cost > 10' 追踪大于10ms的

[arthas@6]$ trace cn.com.codingce.service.impl.HealthAssessmentReportServiceImpl pageVo
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class count: 2 , method count: 2) cost in 500 ms, listenerId: 2
`---ts=2023-11-05 17:37:44;thread_name=XNIO-1 task-4;id=6c;is_daemon=false;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@345f69f3
    `---[54.506314ms] cn.com.codingce.service.impl.HealthAssessmentReportServiceImpl$$EnhancerBySpringCGLIB$$ef541:pageVo()
        `---[99.69% 54.339228ms ] org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor:intercept()
            `---[79.59% 43.248517ms ] cn.com.codingce.service.impl.HealthAssessmentReportServiceImpl:pageVo()
                `---[98.15% 42.448222ms ] cn.com.codingce.service.impl.HealthAssessmentReportServiceImpl:pageCommon() #781

`---ts=2023-11-05 17:37:49;thread_name=XNIO-1 task-26;id=8a;is_daemon=false;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@345f69f3
    `---[24.51515ms] cn.com.codingce.service.impl.HealthAssessmentReportServiceImpl$$EnhancerBySpringCGLIB$$ef541:pageVo()
        `---[99.81% 24.46882ms ] org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor:intercept()
            `---[72.11% 17.643921ms ] cn.com.codingce.service.impl.HealthAssessmentReportServiceImpl:pageVo()
                `---[99.86% 17.619807ms ] cn.com.codingce.service.impl.HealthAssessmentReportServiceImpl:pageCommon() #781

sc 命令

查看JVM已加载的类信息。

sc demo.*  模糊搜索demo包下所有类
sc -d demo.MathGame 打印demo.MathGame的详细信息

火焰图生成

profiler start 启动采集（默认是CPU）
profiler getSamples 查看采样的数量
profiler status  查看采样的状态（是否在运行，运行了多久）
profiler stop 停止并生成火焰图

x轴代表采样总量（也就是此刻所有执行的耗时cpu的方法）。

这是注意的是x 轴并不代表时间，而是所有的调用方法合并后，按字母顺序排列。

Y轴代表方法的调用栈深度，每一层都是一个方法。顶部是正在执行的方法。当然调用栈越深，火焰就越高。

鼠标可以点击的选中的每个框就代表了一个栈里的函数，其宽度可以直接理解为CPU时间占比（其实是采样的数量以及与采样总量的占比）。

那么，也就是说占比比较宽的框就表示：

该函数运行时间较长（单次时间长）
被调用次数较多.（调用频率高）进而被采样的次数比较多，占用的CPU时间多。

另外火焰图

绿色部分代表Java代码；

黄色部分代表JVM C++代码；

橙色部分代表内核态C语言代码；

红色代表用户态C语言代码；

由此可知，火焰图可以直观的帮我们分析CPU占用情况。

我用的Docker需要把容器里面的html文件复制到Linux。

docker cp fcf3c7aed879:/arthas-output/20231105-161622.html /home/arthas

Linux文件传输到本地

用nc命令

服务端

nc -l 10078 < 20231105-161622.html

本地

nc 10.100.28.108 10077 > 20231105-161622.html

官方文档

Github： https://github.com/alibaba/arthas

文档：https://arthas.aliyun.com/doc/

总结

Arthas功能庞大，是线上排查问题，性能分析的利器，建议大家使用。

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如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

2023腾讯·技术创作特训营第三期

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