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

在这里插入图片描述

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]$ sessionName        Value
--------------------------------------------------JAVA_PID    2299SESSION_ID  e0bf1234-57b0-478e-920b-08063ccf714b
[arthas@2299]$ echo 123
123
[arthas@2299]$ history1  cd /root/.arthas/lib/3.7.2/arthas2  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）