【Java虚拟机】JVM诊断神器Arthas入门实操

1.Arthas简介快速入门

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阿里开源的Java诊断工具，它可以在运行时对Java应用程序进行动态诊断和调试
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？
- 怎样直接从 JVM 内查找某个类的实例？
github地址：https://github.com/alibaba/arthas
官网：https://arthas.aliyun.com/
版本：Arthas-3.6.7
环境说明
- Arthas 支持 JDK 6+，支持 Linux/Mac/Windows，采用命令行交互模式，
- 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
- 也支持浏览器直接访问对应的ip+端口，固定端口 8563
- 默认情况下，arthas 只 listen 127.0.0.1，所以如果想从远程连接，使用 --target-ip参数指定 listen 的 IP
快速使用
- 启动 java -jar arthas-boot.jar
- 运行日志路径 ~/logs/arthas/arthas.log
退出 arthas
- 如果只是退出当前的连接，其他客户端不受影响，可以用 quit或者exit命令
- 目标进程上的 arthas 还会继续运行，端口保持开放，下次连接时执行java -jar arthas-boot.jar可以直接连接上
- 如果想完全退出 arthas，可以执行stop命令

2.Arthas常用基础命令实战

version - 输出当前目标 Java 进程所加载的 Arthas 版本号
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

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3.Arthas常用JVM命令案例实战

（1）JVM相关的命令

dashboard - 当前系统的实时数据面板
heapdump - dump java heap, 类似 jmap 命令的 heap dump 功能
jvm - 查看当前 JVM 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

（2）dashboard - 当前系统的实时数据面板

整体大面板

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顶部-线程的基本信息

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字段	说明
id	Java 级别的线程 ID
name	线程名称
group	线程组名称
proirity	线程优先级，1 ~ 10 之间的数字，越大优先级越高
state	线程的状态
cpu	线程的 cpu 使用率
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`
interupted	当前线程是否中断
daemon	是否是 daemon 守护线程

中部-堆内存的使用情况

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字段	说明
used	当前使用了多少内存
total	总共分配了多少内存
max	最大使用了多少
usage	使用比例
gc	垃圾回收器

底部-操作系统信息，JDK版本

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（3）thead - 查看当前 JVM 的线程堆栈信息

常用参数
- –all ：显示所有匹配的线程，默认就是第一页线程信息
- -i：设置cpu统计时的采样间隔，单位为毫秒 thread -i 2000
- [ id ]：查看指定ID的线程堆栈 thread 54
- -n ：查看CPU使用率最高的TopN个线程, 如果值为-1表示显示所有线程 thread -n 3
- -b ：展示阻塞线程 thread -b
- –state : 根据线程状态筛选线程 thread --state TIMED_WAITING
  - 状态类型：NEW, RUNNABLE, TIMED_WAITING, WAITING, BLOCKED,TERMINATED

（4）heapdump - 类似 jmap 命令的 heap dump 功能

生成堆栈快照 heapdump /Users/mac/Desktop/heapdump.hprof

（5）jvm - 查看当前 JVM 的信息

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（6）sysenv - 查看 JVM 的环境变量

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（7）sysprop - 查看和修改 JVM 的系统属性

查看所有属性：sysprop

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查看单个属性：sysprop java.version

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修改某个属性：sysprop user.country CN

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（8）sc - 查看 JVM 已加载的类信息

-d 详情，-f 类属性输出
sc -d -f com.lixiang.controller.SpringTestController

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（9）sm - 查看已加载类的方法信息

sm -d com.lixiang.controller.SpringTestController

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（10）jad - 反编译指定已加载类的源码

反编译整个类 jad com.lixiang.SpringTestApplication

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通过--source-only选项，可以只打印源代码

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应用场景
- 查看某个类的业务逻辑，方法逻辑
- 查看本地修改的代码是否线上成功生效

4.Arthas方法诊断命令案例实战

（1）monitor - 方法执行监控

非实时响应，需要对应的方法有被调用才行，所以需要触发web接口请求
监视一个时间段中指定方法的执行次数，成功次数，失败次数，耗时等这些信息
monitor -c 2 com.lixiang.controller.SpringTestController query

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（2）stack - 输出当前方法被调用的调用路径, 一个方法被执行的路径非常多，不知道这个方法是从那里被执行，就可以采用

案例 stack com.lixiang.controller.SpringTestController query

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（3）trace - 方法内部调用,输出方法路径上的每个节点上耗时, 定位因 RT 高导致的性能问题

每次只能跟踪一级方法的调用链路
案例输出全部方法 trace com.lixiang.controller.SpringTestController *
- ts: 时间戳，表示日志记录的时间，该字段的值为2023年3月26日下午5点48分46秒。
- thread_name: 线程名称，表示当前执行该日志记录的线程名称，该字段的值为http-nio-8080-exec-10。
- id: 线程ID，表示当前执行该日志记录的线程ID，该字段的值为20。
- is_daemon: 是否为守护线程，该字段的值为true，表示该线程是守护线程。
- priority: 线程优先级，该字段的值为5，表示该线程的优先级为5。
- TCCL: 线程上下文类加载器，表示当前线程的上下文类加载器为TomcatEmbeddedWebappClassLoader。