arthas

Arthas（阿尔萨斯）是阿里巴巴开源的一款 Java 诊断工具 ，它可以帮助开发者在 不修改代码、不重启服务 的前提下，对运行中的 Java 应用进行实时诊断、调试、监控和问题排查。

下面我会从你关心的两个层面来讲解 Arthas 提供的机制，并提供简单、全面、便于上手的例子：

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一、Arthas 提供的核心机制（功能）

1. 实时查看 JVM 信息

• 查看线程状态（thread）
• 查看内存使用（memory）
• 查看系统属性、类加载器等（sysprop、sysenv、classloader）

✅ 举例：thread -n 3 查看 CPU 占用最高的 3 个线程堆栈

2. 动态监控方法调用（核心功能）

• trace：追踪方法内部调用路径和耗时
• watch：观察方法参数、返回值、异常
• monitor：统计方法调用次数和耗时
• tt（TimeTunnel）：记录方法历史调用，可回放

✅ 举例：

watch com.example.service.UserService getUser "params, returnObj" -x 3

监控 getUser 方法的入参和返回值，对象展开 3 层。

3. 动态修改运行时行为（高级调试）

• ognl：执行任意 OGNL 表达式（比如调用静态方法、修改静态变量）
• redefine / retransform：热更新字节码（需配合外部 class 文件）

✅ 举例：

ognl '@com.example.Config@ENABLE_DEBUG=true'

动态开启某个配置开关。

4. 反编译运行中的类

• jad：反编译指定类，查看实际加载的字节码对应的源码（尤其用于排查 AOP、代理、Lombok 生成代码）

✅ 举例：

jad com.example.service.UserService

5. 在线诊断 & 火焰图

• 集成 async-profiler，生成火焰图（profiler start）
• 查看热点方法、CPU 瓶颈

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二、Arthas IDEA 插件（Arthas Plugin）

功能目标：

让开发者在 IDEA 中直接生成 Arthas 命令，无需手敲复杂语法。

提供机制：

1. 右键生成命令
   • 在方法上右键 → Arthas → Watch / Trace / Monitor → 自动生成命令
2. 命令预览与复制
   • 自动填充类名、方法名、参数表达式
3. 与远程 Arthas 控制台联动（需手动粘贴执行）

📌 注意：IDEA 插件 不直接连接 Arthas，它只是"命令生成器"。实际执行仍需在终端 attach 到目标进程。

安装方式：

• 打开 IDEA → Settings → Plugins → 搜索 Arthas IDEA → 安装并重启

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三、一个完整的小例子（热更新配置 + 监控）

假设你有一个动态配置类：

@Component
public class DynamicConfig {
    public volatile boolean enableSqlLog = false;
}

使用 Arthas 动态开启 SQL 日志：

1. 启动应用，记下 PID（比如 12345）

2. 启动 Arthas：

   java -jar arthas-boot.jar 12345

3. 执行 OGNL 修改配置：

   ognl '#config=@com.example.DynamicConfig@com.example.DynamicConfig, #config.enableSqlLog=true'

   （实际需根据 Spring 获取 bean 的方式调整，也可通过 Spring Context 获取）

4. 用 watch 验证是否生效：

   watch com.example.mapper.UserMapper selectById '{params, #config.enableSqlLog}' -v

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四、适用场景总结

场景	Arthas 机制
线上 CPU 100%	thread -n 5 + profiler
方法返回值不对	watch
想知道方法哪一步慢	trace
怀疑 Lombok 生成有问题	jad 反编译
想动态开启调试开关	ognl 修改 static/field
不想重启改日志级别	结合 ognl + 日志框架配置类

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五、注意事项

• 生产环境慎用 ：redefine、ognl 修改状态可能带来副作用。
• 需 Java agent 权限：部分环境（如 Docker、K8s）需开放 attach 权限。
• 不支持 JDK 21+ 的某些新特性（截至 Arthas 3.7.x）。

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为什么设计出来

！我们来从 设计初衷、监控目标、监控机制、实战 Demo 四个层面，深入浅出地讲清楚 Arthas 为什么被设计出来，以及它是如何工作的。

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一、为什么设计 Arthas？------ 起源与痛点

在 线上生产环境 中，Java 应用一旦部署，通常：

• 不能停机（高可用要求）
• 不能随意加日志（日志膨胀、性能影响）
• 不能远程 Debug（安全限制、网络隔离）

但开发者又经常遇到：

• "为什么这个接口突然变慢了？"
• "这个方法到底有没有被调用？"
• "传入的参数是不是有问题？"
• "Lombok 生成的代码到底长什么样？"

传统方式要么 重启加日志 ，要么 抓线程栈+猜，效率极低。

🎯 Arthas 的设计目标 ：
在不重启、不修改代码、不侵入业务的前提下，对运行中的 JVM 应用进行实时观测与诊断。

它本质上是一个 JVM 诊断代理（Java Agent） ，利用 Instrumentation + ASM + OGNL 等技术，在运行时动态注入监控逻辑。

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二、有什么东西要监控？------ 常见监控目标

监控维度	具体内容	Arthas 命令
线程	CPU 飙高？死锁？阻塞？	thread
内存	堆内存、GC 情况	memory, gc
方法调用	谁调了我？参数对吗？耗时多少？返回值是什么？	watch, trace, monitor, tt
类加载	类是否加载？从哪个 ClassLoader？	classloader, sc
源码结构	实际运行的字节码对应的源码（含代理、Lombok）	jad
执行表达式	动态修改配置、调用方法	ognl
性能分析	热点函数、CPU 火焰图	profiler

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三、怎么监控？------ 核心机制简述

Arthas 通过 Java Agent 机制 attach 到目标 JVM 进程，然后：

1. 动态增强（Instrumentation）

   使用 ASM 修改目标类的字节码，在方法入口/出口插入监控代码（比如记录参数、时间、返回值）。

2. 表达式求值（OGNL）

   支持在运行时执行任意表达式，访问/修改任意字段、调用方法。

3. 交互式命令行

   提供 telnet/WebConsole 交互界面，实时下发指令。

✅ 举个比喻：

Arthas 就像给运行中的 Java 程序装了一个"内窥镜 + 遥控器"------既能看内部状态，又能临时调控。

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四、实战 Demo ------ 5 分钟上手

我们模拟一个典型场景：线上接口突然变慢，但本地无法复现。

步骤 1：准备一个 Spring Boot 示例应用

@RestController
public class DemoController {

    @GetMapping("/user/{id}")
    public User getUser(@PathVariable Long id) {
        // 模拟耗时操作
        try {
            Thread.sleep(id * 10); // id 越大越慢
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
        return new User(id, "user-" + id);
    }
}

record User(Long id, String name) {}

启动后，访问 http://localhost:8080/user/100 会明显变慢。

步骤 2：启动 Arthas

# 下载 arthas-boot.jar（只需一次）
curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar

# 假设你的 Spring Boot PID 是 12345
java -jar arthas-boot.jar 12345

选择你的应用进程，进入 Arthas 控制台。

步骤 3：监控方法调用（核心 Demo）

🎯 目标 1：看谁在调用 getUser，参数是什么？

watch com.example.demo.DemoController getUser "{params[0], returnObj}" -x 2

访问 /user/200，Arthas 输出：

ts=2025-12-25 17:30:00; [cost=2008ms]
@Object[][
    @Long[200],
    @User[
        id=@Long[200],
        name=@String[user-200]
    ]
]

✅ 一眼看出：传入 id=200，耗时 2008ms，返回对象完整结构。

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🎯 目标 2：追踪耗时在哪？

trace com.example.demo.DemoController getUser

输出：

`---ts=2025-12-25 17:31:00; [cost=2005ms]
    `---com.example.demo.DemoController.getUser() [2005ms]
        `---java.lang.Thread.sleep(Native Method) [2000ms]

✅ 明确看到：99% 时间花在 Thread.sleep 上！

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🎯 目标 3：动态修改行为（临时修复）

假设我们想临时禁止大 ID 访问（比如 id > 100），但又不能改代码。

先用 jad 看源码（确认类名）：

jad com.example.demo.DemoController

然后通过 OGNL 注入逻辑（需结合 Spring Context，简化版）：

实际中可通过 ognl 获取 Spring Bean 并修改其内部状态，或配合 AOP 拦截。

（此处略复杂，但说明：Arthas 能让你"动态编程"）

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步骤 4：退出 & 清理

stop   # 退出 Arthas，不影响原应用

原应用继续运行，无任何侵入。

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五、总结：Arthas 的核心价值

传统方式	Arthas 方式
加日志 → 重启 → 复现 → 查日志	直接 attach，实时 watch
jstack 看线程，猜问题	thread -b 直接找死锁
反编译 jar 看源码	jad 直接看运行时类
无法知道方法内部调用链	trace 一键输出耗时链路

💡 Arthas 不是监控系统（如 Prometheus），而是"在线 Debugger + Profiler"。

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如果你正在用 Spring Boot + MyBatis + Redis，Arthas 还能：

• watch MyBatis Mapper 方法，看 SQL 参数
• trace Redis 操作，查连接超时
• ognl 动态开关 MyBatis 二级缓存