JVM学习-Arthas

Arthas

• Alibaba开源的Java诊断工具，在线排查问题，无需重启，动态跟踪Java代码，实时监控JVM状态
• Arthas支持JDK6+，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
• Arthas可以帮助我们解决以下问题
  • 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？难道我没commit?分支搞错了
  • 遇到问题无法在线上debug，难道只能通过日志重新发布吗
  • 线上遇到某个用户的数据处理问题，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情况
  • 有什么办法可以监控到JVM的实时运行情况
  • 怎样快速定位应用的热点，生成火焰图？
• 基于哪些工具开发而来
  • greys-anatomy：Arthas基于Greys二次开发而来
  • termd：是一款优秀的命令行程序开发框架
  • crsh：Arthas的文本渲染功能基于Crash中的文本渲染功能开发
  • cli：Arthas的命令行界面基于vert.x提供的cli库进行开发
  • compiler：Arthas里的内存编译器代码来源
  • Apache Commons Net ：Arthas里的Telnet Client代码来源
  • Java Agent：运行在main方法之前的拦截器，它内定的就去名叫premain，先执行premain方法，然后执行main方法
  • ASM：一个通用的Java字节码操作和分析框架，它可以用于修改现有的类或直接以二进制形式动态生成类，ASM提供了一些常见的字节码转换和分析算法，可以从它们构建定制的复杂转换和代码分析工具，它的设计和实现就可能小和快，更关注性能，非常适合在动态系统中使用

Arthas安装

• ①先在Linux上安装JDK，设置环境变量
  测试代码

[root@mysql8 ~]# ls
anaconda-ks.cfg  jdk-8u411-linux-x64.tar.gz  logs  mysql80-community-release-el7-11.noarch.rpm
[root@mysql8 ~]# tar xf jdk-8u411-linux-x64.tar.gz 
[root@mysql8 ~]# mv jdk1.8.0_411 /usr/local/
#配置环境变量，使用JDK可用
[root@mysql8 ~]# tail -2 /etc/profile
JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.8.0_411
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
#下载arthas
[root@mysql8 ~]# curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar
#执行死锁程序代码
[root@mysql8 /]# java ThreadDeadLock
#重新打开一个容口，启动Arthas

[root@mysql8 /]# java -jar arthas-boot.jar
[INFO] JAVA_HOME: /usr/local/jdk1.8.0_411/jre
[INFO] arthas-boot version: 3.7.2
[INFO] Found existing java process, please choose one and input the serial number of the process, eg : 1. Then hit ENTER.
* [1]: 1568 ThreadDeadLock
1
[INFO] arthas home: /root/.arthas/lib/3.7.2/arthas
[INFO] Try to attach process 1568
[INFO] Attach process 1568 success.
[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    3.7.2
main_class
pid        1568
time       2024-06-06 21:37:48
#arthas默认监听本地IP127.0.0.1，远程主机无法访问，启动arthas时通过--target-ip参数修改远程连接IP
[root@mysql8 /]# java -jar arthas-boot.jar --target-ip 192.168.29.201
#[arthas@2081]$显示表示正确进入监控客户端，可以执行相应命令进行查看
#退出arthas(quit/exit)
#使用stop/shutdown：关闭arthas服务器，并退出客户端
[arthas@2081]$ quit
#查看arthas日志文件--默认在用户家目录下logs/arthas目录下arthas.log文件
[root@mysql8 /]# cat ~/logs/arthas/arthas.log
#查看帮助
[root@mysql8 /]# java -jar arthas-boot.jar -h

命令使用

基础指令

• help：查看命令帮助信息，可以查看当前 arthas 版本支持的指令，或者查看具体指令的使用说明
• cat：打印文件内容，和 linux 里的 cat 命令类似。
• echo：打印参数，和 linux 里的 echo 命令类似。
• grep：类似传统的grep命令，匹配查找
• tee：tee 指令会从标准输入设备读取数据，将其内容输出到标准输出设备，同时保存成文件。
• pwd：返回当前的工作目录，和 linux 命令类似
• cls：清空当前屏幕区域。注：非终端模式下使用 cls 指令，会提示"Command ‘cls’ is only support tty session."。
• session：查看当前会话的信息，显示当前绑定的 pid 以及会话 id。
• reset：重置增强类，将被 Arthas 增强过的类全部还原，Arthas 服务端stop时会重置所有增强过的类
• version：输出当前目标 Java 进程所加载的 Arthas 版本号
• history：打印命令历史。
• quit：退出当前 Arthas 客户端，其他 Arthas 客户端不受影响。等同于exit、logout、q三个指令
• stop：关闭 Arthas 服务端，所有 Arthas 客户端全部退出。
• keymap：keymap命令输出当前的快捷键映射表：

[arthas@2299]$ version
3.7.2
[arthas@2299]$ pwd
/
[arthas@2299]$ session
 Name        Value
--------------------------------------------------
 JAVA_PID    2299
 SESSION_ID  e0bf1234-57b0-478e-920b-08063ccf714b
[arthas@2299]$ echo 123
123
[arthas@2299]$ history
    1  cd /root/.arthas/lib/3.7.2/arthas
    2  jps
    ... ...
[arthas@2299]$ stop
Resetting all enhanced classes ...
Affect(class count: 0 , method count: 0) cost in 0 ms, listenerId: 0
Arthas Server is going to shutdown...
[arthas@2299]$ session (e0bf1234-57b0-478e-920b-08063ccf714b) is closed because server is going to shutdown.

JVM相关

• dashboard - 当前系统的实时数据面板
  • [i:] 刷新实时数据的时间间隔 (ms)，默认 5000ms
  • [n:] 刷新实时数据的次数
• getstatic - 查看类的静态属性
• heapdump - dump java heap, 类似 jmap 命令的 heap dump 功能
• jvm - 查看当前 JVM 的信息
• logger - 查看和修改 logger
• mbean - 查看 Mbean 的信息
• memory - 查看 JVM 的内存信息
• ognl - 执行 ognl 表达式
• perfcounter - 查看当前 JVM 的 Perf Counter 信息
• sysenv - 查看 JVM 的环境变量
• sysprop - 查看和修改 JVM 的系统属性
• thread - 查看当前 JVM 的线程堆栈信息
  • id 线程 id
  • [n:] 指定最忙的前 N 个线程并打印堆栈
  • [b] 找出当前阻塞其他线程的线程
  • [i ] 指定 cpu 使用率统计的采样间隔，单位为毫秒，默认值为 200
  • [–all] 显示所有匹配的线程
• vmoption - 查看和修改 JVM 里诊断相关的 option
• vmtool - 从 jvm 里查询对象，执行 forceGc

#输入dashboard显示相应信息--动态刷新屏幕
[arthas@1568]$ dashboard
ID    NAME                              GROUP            PRIORITY   STATE      %CPU        DELTA_TIME TIME       INTERRUPTED DAEMON
-1    C2 CompilerThread0                -                -1         -          0.0         0.000      0:0.282    false       true
-1    C1 CompilerThread1                -                -1         -          0.0         0.000      0:0.258    false       true
-1    VM Periodic Task Thread           -                -1         -          0.0         0.000      0:0.150    false       true
-1    GC task thread#1 (ParallelGC)     -                -1         -          0.0         0.000      0:0.092    false       true
-1    GC task thread#0 (ParallelGC)     -                -1         -          0.0         0.000      0:0.090    false       true
10    DestroyJavaVM                     main             5          RUNNABLE   0.0         0.000      0:0.085    false       false
22    arthas-NettyHttpTelnetBootstrap-3 system           5          RUNNABLE   0.0         0.000      0:0.055    false       true
-1    VM Thread                         -                -1         -          0.0         0.000      0:0.045    false       true
11    Attach Listener                   system           9          RUNNABLE   0.0         0.000      0:0.021    false       true
16    arthas-NettyHttpTelnetBootstrap-3 system           5          RUNNABLE   0.0         0.000      0:0.017    false       true
8     Thread-0                          main             5          BLOCKED    0.0         0.000      0:0.007    false       false
Memory                       used      total     max      usage     GC
heap                         19M       74M       839M     2.27%     gc.ps_scavenge.count              5
ps_eden_space                1M        30M       301M     0.47%     gc.ps_scavenge.time(ms)           78
ps_survivor_space            0K        2560K     2560K    0.00%     gc.ps_marksweep.count             1
ps_old_gen                   17M       41M       629M     2.80%     gc.ps_marksweep.time(ms)          39
nonheap                      27M       28M       -1       97.60%
code_cache                   4M        4M        240M     1.83%
metaspace                    20M       21M       -1       97.59%
Runtime
os.name                                                             Linux
os.version                                                          3.10.0-1160.el7.x86_64
java.version                                                        1.8.0_411
java.home                                                           /usr/local/jdk1.8.0_411/jre
systemload.average                                                  0.00
processors                                                          2
#-------------------------------thread ---------------------------------
[arthas@2299]$ thread
Threads Total: 22, NEW: 0, RUNNABLE: 8, BLOCKED: 2, WAITING: 3, TIMED_WAITING: 2, TERMINATED: 0, Internal threads: 7
ID    NAME                              GROUP            PRIORITY   STATE      %CPU        DELTA_TIME TIME       INTERRUPTED DAEMON
46    arthas-command-execute            system           5          RUNNABLE   0.18        0.000      0:0.002    false       true
-1    VM Periodic Task Thread           -                -1         -          0.12        0.000      0:0.230    false       true
-1    C1 CompilerThread1                -                -1         -          0.05        0.000      0:0.406    false       true
-1    C2 CompilerThread0                -                -1         -          0.0         0.000      0:0.442    false       true
2     Reference Handler                 system           10         WAITING    0.0         0.000      0:0.001    false      
#-------------------------------thread ---------------------------------
#-------------------------------生成dump文件
[arthas@2299]$ heapdump /tmp/OOMTest.hprof
Dumping heap to /tmp/OOMTest.hprof ...
Heap dump file created

class/classloader相关

• classloader - 查看 classloader 的继承树，urls，类加载信息，使用 classloader 去 getResource
• dump - dump 已加载类的 byte code 到特定目录
• jad - 反编译指定已加载类的源码
• mc - 内存编译器，内存编译.java文件为.class文件
• redefine - 加载外部的.class文件，redefine 到 JVM 里
• retransform - 加载外部的.class文件，retransform 到 JVM 里
• sc - 查看 JVM 已加载的类信息
  • class-pattern 类名表达式匹配
  • method-pattern 方法名表达式匹配
  • [d] 输出当前类的详细信息，包括这个类所加载的原始文件来源、类的声明、加载的 ClassLoader 等详细信息。
    如果一个类被多个 ClassLoader 所加载，则会出现多次
  • [E] 开启正则表达式匹配，默认为通配符匹配
  • [f] 输出当前类的成员变量信息（需要配合参数-d 一起使用）
  • [x:] 指定输出静态变量时属性的遍历深度，默认为 0，即直接使用 toString 输出
  • [c:] 指定 class 的 ClassLoader 的 hashcode
  • [classLoaderClass:] 指定执行表达式的 ClassLoader 的 class name
  • [n:] 具有详细信息的匹配类的最大数量（默认为 100）
  • [cs ] 指定 class 的 ClassLoader#toString() 返回值。长格式[classLoaderStr ]
• sm - 查看已加载类的方法信息
  • class-pattern 类名表达式匹配
  • method-pattern 方法名表达式匹配
  • [d] 展示每个方法的详细信息
  • [E] 开启正则表达式匹配，默认为通配符匹配
  • [c:] 指定 class 的 ClassLoader 的 hashcode
  • [classLoaderClass:] 指定执行表达式的 ClassLoader 的 class name
  • [n:] 具有详细信息的匹配类的最大数量（默认为 100）

monitor/watch/trace相关

• monitor - 方法执行监控
• stack - 输出当前方法被调用的调用路径
• trace - 方法内部调用路径，并输出方法路径上的每个节点上耗时
• tt - 方法执行数据的时空隧道，记录下指定方法每次调用的入参和返回信息，并能对这些不同的时间下调用进行观测
• watch - 方法执行数据观测

其它

• profiler - 使用async-profiler对应用采样，生成火焰图

官方文档