一、简介
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 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？
下载安装Arthas
下载
官网地址
bash
https://arthas.aliyun.com/doc/download.html根据自己的情况进行选择
安装
下载后，对文件进行解压，我们选择用 arthas-boot 启动
直接用java -jar的方式启动：
bash
java -jar arthas-boot.jar
选择应用 java 进程：
Arthas启动的时候会检测所有的java进程，并且用数字的形式排列出来，我么需要监听什么，就输入数字就行了，一次只能监听一个进程，我们输入对应的进程号，再输入回车/enter，Arthas 会 attach 到目标进程上，并输出日志：
当出现Arthas彩色字体的时候，说明监听成功，此时我们的用户切换成了arthas。在这个界面我们能做很多操作，具体的可以看上面的官方文档，这里我就列举一下常用的指令。
Arthas命令列表
jvm 相关
- dashboard - 当前系统的实时数据面板
- 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
- 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
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
- sm - 查看已加载类的方法信息
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
profiler/火焰图
- profiler - 使用async-profiler对应用采样，生成火焰图
- jfr - 动态开启关闭 JFR 记录
鉴权
- auth - 鉴权
options
- options - 查看或设置 Arthas 全局开关
管道
Arthas 支持使用管道对上述命令的结果进行进一步的处理，如sm java.lang.String * | grep 'index'
- grep - 搜索满足条件的结果
- plaintext - 将命令的结果去除 ANSI 颜色
- wc - 按行统计输出结果
后台异步任务
当线上出现偶发的问题，比如需要 watch 某个条件，而这个条件一天可能才会出现一次时，异步后台任务就派上用场了，详情请参考这里
使用 > 将结果重写向到日志文件，使用 & 指定命令是后台运行，session 断开不影响任务执行（生命周期默认为 1 天）
- jobs - 列出所有 job
- kill - 强制终止任务
- fg - 将暂停的任务拉到前台执行
- bg - 将暂停的任务放到后台执行
基础命令
- base64 - base64 编码转换，和 linux 里的 base64 命令类似
- cat - 打印文件内容，和 linux 里的 cat 命令类似
- cls - 清空当前屏幕区域
- echo - 打印参数，和 linux 里的 echo 命令类似
- grep - 匹配查找，和 linux 里的 grep 命令类似
- help - 查看命令帮助信息
- history - 打印命令历史
- keymap - Arthas 快捷键列表及自定义快捷键
- pwd - 返回当前的工作目录，和 linux 命令类似
- quit - 退出当前 Arthas 客户端，其他 Arthas 客户端不受影响
- reset - 重置增强类，将被 Arthas 增强过的类全部还原，Arthas 服务端关闭时会重置所有增强过的类
- session - 查看当前会话的信息
- stop - 关闭 Arthas 服务端，所有 Arthas 客户端全部退出
- tee - 复制标准输入到标准输出和指定的文件，和 linux 里的 tee 命令类似
- version - 输出当前目标 Java 进程所加载的 Arthas 版本号
实践
主要讲解一下几个常用命令
1.dashboard：当前系统的实时数据面板，按 ctrl+c 退出。
参数-i：刷新时间间隔，-n：刷新次数
数字字段说明 ：
ID: Java 级别的线程 ID，注意这个 ID 不能跟 jstack 中的 nativeID 一一对应。
NAME: 线程名
GROUP: 线程组名
PRIORITY: 线程优先级, 1~10 之间的数字，越大表示优先级越高
STATE: 线程的状态
CPU%: 线程的 cpu 使用率。比如采样间隔 1000ms，某个线程的增量 cpu 时间为 100ms，则 cpu 使用率=100/1000=10%
DELTA_TIME: 上次采样之后线程运行增量 CPU 时间，数据格式为秒
TIME: 线程运行总 CPU 时间，数据格式为分:秒
INTERRUPTED: 线程当前的中断位状态
DAEMON: 是否是 daemon 线程
2.jvm：查看当前 JVM 信息
3.mc ：编译.java文件为.class文件
mc 命令有可能失败。如果编译失败可以在本地编译好.class文件，再上传到服务器。失败的原因，其中之一是本地的jdk版本和linux服务器的jdk版本不一致。
bash
mc /tmp/Test.java可以通过-d命令指定输出目录：
bash
mc -d /tmp/output /tmp/ClassA.java /tmp/ClassB.java4.redefine和retransform
这两个指令是比较常用的，都是加在外部的.class文件，去重载已经jvm已经加在过的类，通常用于不重启项目的情况下热更文件。因为我jdk版本的原因，所以我直接修改java文件，然后编译成class文件。
5.sm:查看已加载类的方法信息
bash
[arthas@26621]$ sm -d wq.demo.controller.DockerController
declaring-class wq.demo.controller.DockerController
constructor-name <init>
modifier public
annotation
parameters
exceptions
classLoaderHash 31221be2
declaring-class wq.demo.controller.DockerController
method-name testOne
modifier public
annotation org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping
parameters java.lang.String
return java.lang.String
exceptions
classLoaderHash 31221be2
Affect(row-cnt:2) cost in 12 ms.也可以用通配符，sm -d *Controller，查看所有Controller结尾的类，-d:展示每个方法的详细信息
6.watch：很常用的一个指令，监听请求的参数和返回
bash
[arthas@26621]$ watch wq.demo.controller.DockerController testOne params -x 3主要分三个结构，watch 类 方法名 监听范围 ，-x监听参数深度，比如我这个就是监听wq.demo.controller.DockerController类的testOne 方法的params(参数值)
bash
watch com.itleima.controller.* * {params,returnObj} -x 27.stack：输出方法的调用过程
bash
[arthas@26621]$ stack wq.demo.controller.DockerController testOne
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class count: 1 , method count: 1) cost in 21 ms, listenerId: 4
ts=2023-04-14 15:15:04;thread_name=http-nio-8080-exec-9;id=18;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@7c417213
@wq.demo.controller.DockerController.testOne()
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(NativeMethodAccessorImpl.java:-2)
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)
at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498)
at org.springframework.web.method.support.InvocableHandlerMethod.doInvoke(InvocableHandlerMethod.java:190)
at org.springframework.web.method.support.InvocableHandlerMethod.invokeForRequest(InvocableHandlerMethod.java:138)
at org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ServletInvocableHandlerMethod.invokeAndHandle(ServletInvocableHandlerMethod.java:105)
at org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestMappingHandlerAdapter.invokeHandlerMethod(RequestMappingHandlerAdapter.java:878)
at org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestMappingHandlerAdapter.handleInternal(RequestMappingHandlerAdapter.java:792)
at org.springframework.web.servlet.mvc.method.AbstractHandlerMethodAdapter.handle(AbstractHandlerMethodAdapter.java:87)
at org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.doDispatch(DispatcherServlet.java:1040)
at org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.doService(DispatcherServlet.java:943)
at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.processRequest(FrameworkServlet.java:1006)
at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.doGet(FrameworkServlet.java:898)
at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:626)
at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.service(FrameworkServlet.java:883)
at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:733)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:227)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162)
at org.apache.tomcat.websocket.server.WsFilter.doFilter(WsFilter.java:53)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162)
at org.springframework.web.filter.RequestContextFilter.doFilterInternal(RequestContextFilter.java:100)
at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:119)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162)
at org.springframework.web.filter.FormContentFilter.doFilterInternal(FormContentFilter.java:93)
at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:119)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162)
at org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter.doFilterInternal(CharacterEncodingFilter.java:201)
at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:119)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189)
at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162)
at org.apache.catalina.core.StandardWrapperValve.invoke(StandardWrapperValve.java:202)
at org.apache.catalina.core.StandardContextValve.invoke(StandardContextValve.java:97)
at org.apache.catalina.authenticator.AuthenticatorBase.invoke(AuthenticatorBase.java:542)
at org.apache.catalina.core.StandardHostValve.invoke(StandardHostValve.java:143)
at org.apache.catalina.valves.ErrorReportValve.invoke(ErrorReportValve.java:92)
at org.apache.catalina.core.StandardEngineValve.invoke(StandardEngineValve.java:78)
at org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter.service(CoyoteAdapter.java:357)
at org.apache.coyote.http11.Http11Processor.service(Http11Processor.java:374)
at org.apache.coyote.AbstractProcessorLight.process(AbstractProcessorLight.java:65)
at org.apache.coyote.AbstractProtocol$ConnectionHandler.process(AbstractProtocol.java:893)
at org.apache.tomcat.util.net.NioEndpoint$SocketProcessor.doRun(NioEndpoint.java:1707)
at org.apache.tomcat.util.net.SocketProcessorBase.run(SocketProcessorBase.java:49)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
at org.apache.tomcat.util.threads.TaskThread$WrappingRunnable.run(TaskThread.java:61)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)8.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
bash
[arthas@26621]$ trace wq.demo.controller.DockerController testOne
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class count: 1 , method count: 1) cost in 40 ms, listenerId: 5
`---ts=2023-04-14 15:17:12;thread_name=http-nio-8080-exec-3;id=12;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@7c417213
`---[0.054142ms] wq.demo.controller.DockerController:testOne()9.jad：反编译指定已加载类的源码
bash
$ jad java.lang.String
ClassLoader:
Location:
/*
* Decompiled with CFR.
*/
package java.lang;
import java.io.ObjectStreamField;
import java.io.Serializable;
...
public final class String
implements Serializable,
Comparable<String>,
CharSequence {
private final char[] value;
private int hash;
private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;
private static final ObjectStreamField[] serialPersistentFields = new ObjectStreamField[0];
public static final Comparator<String> CASE_INSENSITIVE_ORDER = new CaseInsensitiveComparator();
...
public String(byte[] byArray, int n, int n2, Charset charset) {
/*460*/ if (charset == null) {
throw new NullPointerException("charset");
}
/*462*/ String.checkBounds(byArray, n, n2);
/*463*/ this.value = StringCoding.decode(charset, byArray, n, n2);
}
...