告别盲猜：用 Arthas 高效排查 Java 生产问题

阿里巴巴开源的 Java 诊断利器 ------ 在线排查、性能分析、内存诊断，无需重启！

一、为什么需要 Arthas？

线上 Java 应用出现问题时，传统方式往往需要：

• 加日志 → 重新打包 → 发布 → 等待复现 → 查日志

而 Arthas 允许你直接 attach 到运行中的 JVM ，实时观测线程、方法、内存、类加载状态，甚至动态追踪调用链，秒级定位问题根源。

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二、核心能力与原理简述

Arthas 基于 JVM Attach + Instrumentation + ASM 字节码增强 实现，无需预埋代码，支持：

• 🔍 实时监控线程、内存、GC
• 🕵️ 追踪方法入参、返回值、耗时
• 📊 生成火焰图、堆转储分析
• 🧪 执行任意 Java 表达式（OGNL）
• 🛠️ 动态修改运行逻辑（谨慎使用）

⚠️ 注意：Arthas 是交互式诊断工具 ，不是 APM（如 SkyWalking），适用于深度排查具体问题。

三、常用命令全景图（按诊断流程排序）

阶段	命令	用途	使用频率
1. 全局概览	dashboard	实时显示 CPU、内存、线程、GC 状态	⭐⭐⭐⭐⭐
	thread	查看线程（-n 5 显示 Top CPU）	⭐⭐⭐⭐⭐
2. 类与代码确认	sc	搜索已加载的类	⭐⭐⭐
	jad	反编译类，确认线上代码版本	⭐⭐⭐⭐
3. 方法行为观测	watch	监控方法入参/返回值/异常	⭐⭐⭐⭐
	trace	追踪方法内部调用链及耗时	⭐⭐⭐⭐
	monitor	统计方法 QPS、成功率、平均耗时	⭐⭐⭐
4. 性能剖析	profiler	生成 CPU/内存火焰图（需 async-profiler）	⭐⭐⭐
5. 内存诊断	heapdump	导出堆内存快照（用于 MAT 分析）	⭐⭐⭐⭐
	vmtool	强制 GC、查看对象实例数量	⭐⭐
6. 表达式执行	ognl	在沙箱中执行任意 Java 表达式	⭐⭐⭐

💡 建议流程 ：dashboard → thread → sc/jad → watch/trace → heapdump/profiler

四、生产问题排查实战

场景 1：CPU 飙高，定位热点线程

🔍 现象

服务器 CPU 持续 100%，应用响应缓慢。

🛠️ 排查流程

# 1. 查看系统概览
dashboard

# 2. 找出 CPU 占用最高的 3 个线程
thread -n 3

# 3. 打印具体线程堆栈（假设 tid=57）
thread 57

# 4. 反编译问题类确认逻辑
jad com.example.util.InfiniteLoop

✅ 关键点 ：thread -n N 按 CPU 使用率排序，快速定位"罪魁祸首"。

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场景 2：方法返回异常，但无日志

🔍 现象

用户反馈功能异常，但日志未报错，怀疑参数或逻辑有误。

🛠️ 排查流程

# 1. 监控方法入参和返回值（仅当返回 null 时触发）
watch com.example.service.UserService getUser '{params, returnObj}' 'returnObj == null'

# 2. 若想捕获异常
watch com.example.service.UserService getUser '{params, throwExp}' 'throwExp != null'

# 3. 深入内部调用链（耗时 > 100ms 时打印）
trace com.example.service.UserService getUser '#cost > 100'

✅ 技巧 ：watch 支持 OGNL 条件过滤，避免海量输出。

场景 3：内存溢出（OOM）或内存泄漏

🔍 现象

应用频繁 Full GC，老年代内存持续增长，最终 OOM。

🛠️ 排查流程

graph TD A[内存持续增长] --> B[dashboard 查看 Old Gen] B --> C[vmtool --action getInstances --classLoaderClass org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader --limit 10 com.example.model.CacheObject] C --> D{对象是否异常堆积?} D -- 是 --> E[heapdump 导出分析] D -- 否 --> F[profiler 分析内存分配]

📌 关键命令

# 1. 查看内存概览
dashboard

# 2. 统计某类实例数量（需指定类加载器）
vmtool --action getInstances \
       --classLoaderClass org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader \
       --limit 10 \
       com.example.model.UserCache

# 3. 导出堆转储（供 MAT/Eclipse 分析）
heapdump /tmp/heap.hprof

# 4. （可选）启动内存分配采样
profiler start --event alloc
# ... 等待 30s ...
profiler stop --format html

✅ 注意：

• Spring Boot Fat Jar 需指定 LaunchedURLClassLoader
• heapdump 会暂停应用（STW），避开高峰期执行

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场景 4：类找不到（ClassNotFoundException / NoClassDefFoundError）

🔍 现象

运行时报 ClassNotFoundException: com.mysql.cj.jdbc.Driver，但依赖已引入。

🛠️ 排查流程

# 1. 搜索是否加载了该类
sc *Driver

# 2. 查看类加载信息（确认加载器）
sc -d com.mysql.cj.jdbc.Driver

# 3. 检查类路径（通过 OGNL）
ognl '@java.lang.System@getProperty("java.class.path")'

✅ 常见原因：

• 依赖冲突（多个版本）
• 类被错误的 ClassLoader 加载
• Fat Jar 中路径不正确

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场景 5：动态验证配置或开关效果

🔍 现象

想确认某个 Feature Flag 是否生效，或配置中心参数是否更新。

🛠️ 排查流程

# 1. 执行表达式读取配置
ognl '@com.example.config.AppConfig@getInstance().isEnableNewFeature()'

# 2. 调用静态方法触发刷新
ognl '@com.example.service.ConfigManager@refresh()'

# 3. 验证结果
ognl '@com.example.service.FeatureService@isEnabled("NEW_UI")'

✅ 优势：无需重启，立即验证配置变更效果。

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五、生产使用注意事项

🔒 安全规范

• 禁止公网暴露 ：Arthas 默认仅监听 127.0.0.1，远程访问必须通过 SSH 隧道
• 权限最小化：仅授权给核心运维/SRE
• 操作审计 ：建议记录 Arthas 操作日志（可通过 script 命令录制）

⚠️ 性能影响

• watch / trace 会显著降低目标方法性能（因字节码增强），排查完立即 reset
• heapdump 会触发 Full GC 并暂停应用，务必在低峰期执行

🛠️ 最佳实践

1. 预发演练：复杂命令先在测试环境验证
2. 组合使用 ：jad + watch + trace 形成完整证据链
3. 自动化脚本 ：对高频问题编写 .arthas 脚本，一键执行

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六、总结

Arthas = Java 工程师的"X光机 + 示波器"

• ✅ 适用场景：

  • CPU/内存异常
  • 方法行为异常
  • 类加载问题
  • 动态配置验证

• ❌ 不适用场景：

  • 全链路追踪（用 SkyWalking/Pinpoint）
  • 长期监控（用 Prometheus + Grafana）

📌 记住 ：

"线上问题，先 attach Arthas，再猜原因！ "

安装

curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar

java -jar arthas-boot.jar

如果下载速度比较慢，可以使用 aliyun 的镜像：

java -jar arthas-boot.jar --repo-mirror aliyun --use-http

使用as.sh

curl -L https://arthas.aliyun.com/install.sh | sh

IDEA建议安装

arthas idea 插件 便于生成Arthas命令