Arthas 简介及使用教程

Arthas 是阿里巴巴开源的一款 Java 诊断工具，特别适合用来排查和诊断线上问题。它支持多种功能，例如方法跟踪、内存分析、线程诊断等，是解决线上故障的一把利器。Arthas 通过命令行界面与用户交互，可以方便地对运行中的 Java 进程进行实时监控和调试，而无需停止进程。

Arthas 功能

Arthas 提供以下主要功能：

• Class 相关
  • classloader：查看 ClassLoader 的结构及类的加载情况。
  • jad：反编译指定的类，直接查看源代码。
  • mc：列出方法调用的详细信息。
  • sc：查看当前 JVM 加载的所有类及其相关信息。
• Thread 相关
  • thread：查看当前线程的堆栈信息、线程状态。
• JVM 监控
  • dashboard：显示当前 JVM 的 CPU、内存等实时信息。
  • heapdump：生成堆内存快照用于分析内存问题。
• Monitor 和 Tracing
  • trace：方法调用跟踪，查看某个方法的详细执行情况，及调用链信息。
  • watch：监听并打印方法调用的输入输出和返回值。
  • monitor：监控某个方法的性能指标，如每秒调用次数、平均耗时等。

Arthas 的使用场景

1. 定位方法执行异常：通过 trace、watch 等命令，可以跟踪方法执行过程，找出潜在的性能瓶颈或者业务逻辑错误。
2. 线程问题排查：通过 thread 命令，可以查看系统中各个线程的状态，定位死锁、阻塞等问题。
3. 类加载问题排查：classloader 和 jad 命令可以帮助你查看类加载器以及类的具体实现，便于调试类冲突、类加载异常等问题。
4. 内存问题诊断：通过 heapdump、dashboard 等命令查看 JVM 内存使用情况，定位内存泄露问题。

Arthas 安装与启动

1. 快速安装

方式一：自动安装

你可以使用以下一行命令来安装和启动 Arthas：

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

方式二：手动下载

也可以手动从官网下载 arthas-boot.jar，然后使用 java -jar 启动。

2. 启动 Arthas

启动成功后，会显示当前机器上的所有 Java 进程，类似如下：

[INFO] Arthas script version: 3.5.4
[INFO] Process list:
* [1]: 1268 com.example.demo.DemoApplication
[2]: 1279 com.example.AnotherApp

1. Please select a process

你可以输入数字选择你要诊断的 Java 进程。选择后，会进入 Arthas 命令行界面。

3. Arthas 常用命令

1. dashboard：查看系统实时性能信息

该命令用于查看 JVM 的实时数据，如线程数、内存使用、GC 情况等。

dashboard

输出示例：

$ dashboard
ID   NAME                        GROUP  PRIOR  STATE   %CPU  TIME   INTERRUPTED DAEMON
34   Monitor Ctrl-Break          main   5      RUNNABLE 0.00  0:00   false       true
35   Reference Handler           system 10     TIMED_WAITING 0.00  0:00   false       true
36   Finalizer                   system 8      WAITING 0.00  0:00   false       true
...
Memory: heap 330M, nonheap 45M, max heap 1600M, permgen 0M
GC: copy 7/7ms, mark sweep 7/11ms

2. thread：线程诊断

显示当前 JVM 中所有线程的信息，包括线程栈、状态、CPU 使用率等。可以用于排查死锁、线程阻塞等问题。

thread

你还可以查看某个特定线程的堆栈：

thread 1

3. sc：查看已加载的类信息

sc -d org.example.DemoService

输出示例：

 class-info        org.example.DemoService
 code-source       /path/to/jar/demo.jar
 name              org.example.DemoService
 isInterface       false
 isAnnotation      false
 isEnum            false
 isAnonymousClass  false
 isArray           false
 isLocalClass      false
 isMemberClass     false
 isPrimitive       false
 isSynthetic       false
 simple-name       DemoService
 modifier          public
 interfaces        [java.io.Serializable]
 super-class       +-java.lang.Object
 class-loader      +-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
 classLoaderHash   18b4aac2

4. trace：方法执行耗时跟踪

trace 命令用于跟踪某个方法的执行情况，输出该方法执行的耗时和调用链信息，适用于排查性能瓶颈。命令格式如下：

trace org.example.DemoService sayHello

输出示例：

Press Ctrl+C to abort.
Affect(class count: 1 , method count: 1) cost in 36 ms, listenerId: 1
`---ts=2024-10-21 12:34:56;thread_name=main;id=1;is_daemon=true;priority=5;TCCL=sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
    `---[29.536ms] org.example.DemoService.sayHello()

5. watch：方法调用输入输出监控

watch 命令用于监控方法的输入参数、返回值和异常信息。例如，你想查看 sayHello 方法的返回值，可以使用如下命令：

watch org.example.DemoService sayHello returnObj

输出示例：

Press Ctrl+C to abort.
Affect(class count: 1 , method count: 1) cost in 46 ms, listenerId: 1
ts=2024-10-21 12:34:56; [cost=0.0721ms] result=@String[Hello Arthas]

6. jad：反编译指定类

jad 命令用于反编译 JVM 加载的类，查看其源代码。命令格式如下：

jad org.example.DemoService

输出示例：

// class version 52.0 (52)
// access flags 0x21
public class org.example.DemoService {
    public org.example.DemoService();
        Code:
           0: aload_0
           1: invokespecial #1   // Method java/lang/Object."<init>":()V
           4: return
    public void sayHello();
        Code:
           0: getstatic     #2   // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
           3: ldc           #3   // String Hello Arthas
           5: invokevirtual #4   // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
           8: return
}

7. heapdump：生成堆内存快照

当你怀疑内存泄漏或其他内存相关问题时，可以使用 heapdump 命令来生成堆快照进行分析。

heapdump

结束 Arthas 会话

在 Arthas 命令行下输入 exit，即可退出当前会话。

总结

Arthas 提供了丰富的命令来解决 JVM 应用中的各种问题，从性能监控、线程分析到内存诊断等。通过合理使用这些命令，能够快速有效地解决 Java 应用中的各种疑难杂症。