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Java应用监测(8):阿里诊断工具arthas

Java技术 winrains 来源:mason技术记录 8个月前 (03-28) 89次浏览

一句话概括:Arthas是Alibaba开源的Java诊断工具,适合在线分析诊断java应用,它算是java监控工具的集大成者,本文将对它进行介绍。

1 引言

上一篇文章《java应用监测(7)-在线动态诊断神器BTrace》我们提到,如果需要不停服务情况下对线上应用进行监测,需要使用动态追踪技术,BTrace是很好动态追踪工具,但是使用起来还是有点复杂(需要写脚本),那么有没有更简单一点的工具,那就是Arthas了,它是阿里开源的Java诊断工具,进一步简化了动态追踪技术,有了它,可以直接查看类加载信息、JVM信息、线程堆栈信息、追踪方法执行情况,反编译类文件等,基本涵盖了前面提到的java命令行工具的功能和BTrace的功能。无需太多额外工作,只需熟悉Arthas提供的命令即可,很方便。其实Arthas底层跟BTrace一样,是基于jvm Agent方式,使用Instrumentation方式修改字节码方式然后执行、输出。本文将对Arthas的使用进行介绍,鉴于官方文档已经写得很详细,建议大家直接阅读官方文档来学习,本文只作抛砖引玉便可。官网地址https://alibaba.github.io/arthas

2 Arthas安装与运行

2.1 下载Arthas

官方推荐直接下载jar运行

wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar

2.2 运行Arthas

把下载好的arthas-boot.jar包放到想要监测的java应用所在服务器,跟Spring Boot应用一样,直接使用java命令运行即可。

java -jar arthas-boot.jar

注意:

  • 第一次运行,下载慢可以使用--repo-mirror aliyun --use-http
  • 启动后,会列出当前的java应用列表(有点像jps -l),输出序号选择想要监测的应用即可。

启动后即进行Arthas的命令行界面,可以使用Arthas提供的命令来实现需要监测的功能。如下图,需要监测的java应用是示例java-monitor-example

arthas

2.3 退出

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shutdown命令。

3 Arthas使用

Arthas的使用就是需要学会使用它提供的命令功能,主要分为几大类:

  • 基本命令:helpcatpwdhistoryquit等等,跟linux的命令差不多。
  • jvm相关:dashboardthreadjvmsysenv等等,主要是对JVM信息的监测,跟之前学习java命令行工具jinfojmapjstack等有异曲同工之妙。
  • class/classloader相关:scsmjaddumpclassloader等等。
  • monitor/watch/trace相关:monitorwatchtracestack等等,这些功能基本涵盖了BTrace中所实现的功能,包括定时检测,方法参数,返回值,调用时长等。

下面对常用的几个命令进行说明,详细的命令列表请查阅官方文档。

3.1 概览:dashboard

启动Arthas后,-h查看使用帮助:

$ dashboard -h
 USAGE:
   dashboard [-b] [-h] [-i <value>] [-n <value>]

 SUMMARY:
   Overview of target jvm's thread, memory, gc, vm, tomcat info.

 EXAMPLES:
   dashboard
   dashboard -n 10
   dashboard -i 2000

相当于概览,在一个界面中显示线程、内存、gc情况,vm情况和tomcat信息。如下图(官方文档的示例图):

这个概览的信息默认5秒刷新一次,对于内存变化,线程占用情况,GC次数,一目了然。使用ctrl+c退出。

3.2 线程信息:thread

还记得jstack吗,我们需要先找出线程ID,使用它导出线程堆栈,然后使用线程ID查看。在Arthas中就方便多了,像上面dashboard中,已经有ID,直接使用thread id即可。-h查看帮助文档:

$ thread -h
 USAGE:
   thread [-h] [-b] [-i <value>] [-n <value>] [id]

 SUMMARY:
   Display thread info, thread stack

 EXAMPLES:
   thread
   thread 51
   thread -n -1
   thread -n 5
   thread -b
   thread -i 2000

 OPTIONS:
 -h, --help  this help
 -b, --include-blocking-thread  Find the thread who is holding a lock that blocks the most number of threads.
 -i, --sample-interval <value>  Specify the sampling interval (in ms) when calculating cpu usage.
 -n, --top-n-threads <value>   The number of thread(s) to show, ordered by cpu utilization, -1 to show all.
 <id>  Show thread stack

如上面所示的EXAMPLES,使用thread命令,可以找出占用CPU最高前N个线程(-n),可以打印指定线程的运行堆栈(id),找出当前阻塞其他线程的线程(-b),由此来分析线程问题很方便。

3.3 JVM信息:jvm

jvm命令很简单,没有参数,它输出的信息包括运行参数,类加载信息, 内存情况,系统信息,线程数信息,文件描述符等。有点像jvisualvm的中概述,但比它更详细。

3.4 反编译:jad

有时需要检测线上运行的应用中,新的代码是否有使用或者是否有更新到,可以把加载的类反编译出来,查看源码是否为最新的,这时jad就很有用。-h打印使用帮助:

$ jad -h
 USAGE:
   jad [-c <value>] [-h] [-E] [--source-only] class-pattern [method-name]

 EXAMPLES:
   jad java.lang.String
   jad java.lang.String toString
   jad --source-only java.lang.String
   jad -c 39eb305e org/apache/log4j/Logger
   jad -c 39eb305e -E org\\.apache\\.*\\.StringUtils

 OPTIONS:
 -c, --code <value>  The hash code of the special class's classLoader
 -h, --help          this help
 -E, --regex         Enable regular expression to match (wildcard matching by default)
     --source-only   Output source code only
 <class-pattern>     Class name pattern, use either '.' or '/' as separator
 <method-name>       method name pattern, decompile a specific method instead of the whole class

如上面所示的EXAMPLES,jad可以反编译类(class-pattern),反编译类的某个方法(method-name),如果有多个classLoader,还可以使用-c来选择显示哪个等。

3.5 方法执行监控:monitor

monitor可以定时输出方法的执行情况进行监控,包括调用次数,成功次数,失败次数,平均时长,失败率等,有点像BTrace中的@Timer,但是更方便。-h查看使用帮助:

$ monitor -h
 USAGE:
   monitor [-c <value>] [-h] [-n <value>] [-E] class-pattern method-pattern

 SUMMARY:
   Monitor method execution statistics, e.g. total/success/failure count, average rt, fail rate, etc.

 Examples:
   monitor org.apache.commons.lang.StringUtils isBlank
   monitor org.apache.commons.lang.StringUtils isBlank -c 5
   monitor -E org\.apache\.commons\.lang\.StringUtils isBlank

 OPTIONS:
 -c, --cycle <value>    The monitor interval (in seconds), 60 seconds by default
 -h, --help             this help
 -n, --limits <value>   Threshold of execution times
 -E, --regex            Enable regular expression to match (wildcard matching by default)
 <class-pattern>        Path and classname of Pattern Matching
 <method-pattern>       Method of Pattern Matching

如上面所示的EXAMPLES,可以监测方法执行情况,默认是60s输出一次,可以使用-c来修改输出间隔时间。

3.6 方法执行数据监测:watch

类似于BTrace@OnMethod,若想在线上的应用中把执行方法时的参数,返回值,异常信息,watch命令就非常合适。-h使用帮助:

$ watch -h
 USAGE:
   watch [-b] [-e] [-x <value>] [-f] [-h] [-n <value>] [-E] [-M <value>] [-s] class-pattern method-pattern express [condition-express]

 SUMMARY:
   Display the input/output parameter, return object, and thrown exception of specified method invocation
   The express may be one of the following expression (evaluated dynamically):
           target : the object
            clazz : the object's class
           method : the constructor or method
           params : the parameters array of method
     params[0..n] : the element of parameters array
        returnObj : the returned object of method
         throwExp : the throw exception of method
         isReturn : the method ended by return
          isThrow : the method ended by throwing exception
            #cost : the execution time in ms of method invocation
 Examples:
   watch -b org.apache.commons.lang.StringUtils isBlank params
   watch -f org.apache.commons.lang.StringUtils isBlank returnObj
   watch org.apache.commons.lang.StringUtils isBlank '{params, target, returnObj}' -x 2
   watch -bf *StringUtils isBlank params
   watch *StringUtils isBlank params[0]
   watch *StringUtils isBlank params[0] params[0].length==1
   watch *StringUtils isBlank params '#cost>100'
   watch -E -b org\.apache\.commons\.lang\.StringUtils isBlank params[0]
 OPTIONS:
 -b, --before         Watch before invocation
 -e, --exception      Watch after throw exception
 -x, --expand <value>    Expand level of object (1 by default)
 -f, --finish         Watch after invocation, enable by default
 -h, --help           this help
 -n, --limits <value>   Threshold of execution times
 -E, --regex    Enable regular expression to match (wildcard matching by default)
 -M, --sizeLimit <value>   Upper size limit in bytes for the result (10 * 1024 * 1024 by default)
 -s, --success      Watch after successful invocation
 <class-pattern>    The full qualified class name you want to watch
 <method-pattern>   The method name you want to watch
 <express>          the content you want to watch, written by ognl.
              Examples:
                    params 
                    params[0]
                    'params[0]+params[1]'
                    '{params[0], target, returnObj}'
                    returnObj
                    throwExp
                    target
                    clazz
                    method

如上面所示的EXAMPLES,监测时机分别是方法执行前(-b),方法执行结束(-f,默认值),方法执行成功(-s)。监测内容包括:参数(params),返回值(returnObj),异常(throwExp)等。

4 总结

Arthas的强大功能,基本可以对java应用进行全面的监测,是线上应用监测的好帮手,本文相对比较简单地对Arthas的安装和使用进行入门讲解,抛砖引玉,希望大家能上Arthas官方网站进一步学习,里面已经对各命令都有详细的讲解和示例,从而让自己的java监测技术更扎实。

参数资料

作者:mason技术记录

来源:https://juejin.im/post/5d6a909af265da03bf0f5a23


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