Arthas的介绍和使用

Arthas是什么？

Arthas 是一款线上监控诊断产品，通过全局视角实时查看应用 load、内存、gc、线程的状态信息，并能在不修改应用代码的情况下，对业务问题进行诊断，包括查看方法调用的出入参、异常，监测方法执行耗时，类加载信息等，大大提升线上问题排查效率。

Arthas（阿尔萨斯）能为你做什么？

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？
怎样直接从 JVM 内查找某个类的实例？

Arthas 支持 JDK 6+，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。

在容器中的Alpine系统如何安装Arthas？

在容器中的Alpine系统中，如果想要能使用Arthas程序，我们需要让我们的java程序不是1号进程，因为liunx系统中的1~5号进程是特殊进程，不允许我们做这些操作。

那么我们该如何处理呢？使用tini启动。

tini是一个用于容器的init系统，它会创建一个init进程，init进程的PID=1, 是所有用户进程的祖先，它有如下几个功能：

启动守护进程
回收僵尸/孤儿进程
将操作系统信号转发给子进程

注意：如果不存在该问题可跳过1-3步。

1. 在容器镜像中安装tini

FROM openjdk:8-jdk-alpine
RUN sed -i 's/dl-cdn.alpinelinux.org/mirrors.aliyun.com/g' /etc/apk/repositories
RUN apk add tini

2. 构建镜像

docker build -t openjdk:8-jdk-alpine-tini .

3. 修改容器启动方式

# 使用我们刚构建的镜像
FROM openjdk:8-jdk-alpine-tini

...
# 通过tini启动
ENTRYPOINT exec /sbin/tini -- java  -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom -jar /server.jar

4. 更新apk

apk update

如果速度太慢，可以切换为国内源：

sed -i 's/dl-cdn.alpinelinux.org/mirrors.aliyun.com/g' /etc/apk/repositories

5. 安装curl

apk add curl

6. 下载Arthas包

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

7. 启动Arthas

java -jar arthas-boot.jar

启动日志：

[INFO] arthas-boot version: 3.6.3
[INFO] Found existing java process, please choose one and input the serial number of the process, eg : 1. Then hit ENTER.

* [1]: 6 /server.jar

此时程序会打印出所有java进程并停在这里等待你选择一个进程。这里只有一个进程[1], 所以我们可以输入数字 1 ，然后回车。

[INFO] arthas-boot version: 3.6.3
[INFO] Found existing java process, please choose one and input the serial number of the process, eg : 1. Then hit ENTER.

* [1]: 6 /server.jar
1
[INFO] arthas home: /root/.arthas/lib/3.6.2/arthas
[INFO] Try to attach process 6
[INFO] Attach process 6 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    3.6.2
main_class
pid        6
time       2022-07-27 11:13:56

如上，如果日志输出ARTHAS标识，说明我们已经成功Attach到我们指定的这个java进程上。

Arthas的基本使用

help

列出Arthas支持的所有命令。

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。

logger

查看和修改 logger。（可以修改日志输出级别）

# 首先通过logger命令获取日志相关信息
$ logger
name                              ROOT
class                             ch.qos.logback.classic.Logger
classLoader                       org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@1bdaa23d
classLoaderHash                   1bdaa23d
level                             INFO
effectiveLevel                    INFO
additivity                        true
codeSource                        jar:file:/server.jar!/BOOT-INF/lib/logback-classic-1.2.3.jar!/
appenders                         name            stdout
                                  class           ch.qos.logback.core.ConsoleAppender
                                  classLoader     org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@1bdaa23d
                                  classLoaderHash 1bdaa23d
                                  target          System.out
                                  name            logfile
                                  class           ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender
                                  classLoader     org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@1bdaa23d
                                  classLoaderHash 1bdaa23d
                                  file            ../logs/server/server.2022-07-27.log
# 关注上面的name、classLoaderHash属性，修改日志级别需要用到
$ logger -c 1bdaa23d -n ROOT -l debug  # 将日志级别修改为debug

monitor

方法执行监控，可以统计一定时间周期内的成功失败情况。

monitor com.demo.TestController getUser  # montor 全类名 方法名

stack

输出当前方法被调用的调用路径，类似于异常堆栈。

stack com.demo.TestController getUser  # stack 全类名 方法名

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。

trace com.demo.TestController getUser  # stack 全类名 方法名

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。

tt -t *Controller get*  # stack 全类名 方法名

watch

方法执行数据观测，让你能方便的观察到指定函数的调用情况。能观察到的范围为：返回值、抛出异常、入参，通过编写 OGNL 表达式进行对应变量的查看。

watch com.demo.TestController getUser '{params,returnObj}' # stack 全类名 方法名 观察表达式

更多命令详情：点击查看

Arthas使用异常

当出现以下错误日志：

java.lang.ClassFormatError: null
java.lang.UnsupportedOperationException: class redefinition failed: attempted to change the schema (add/remove fields)

通常情况下都是被其他字节码工具修改过与arthas修改字节码不兼容。

比如: 使用 skywalking V8.1.0 以下版本无法trace、watch 被skywalking agent 增强过的类, V8.1.0 以上版本可以兼容使用。

Arthas与skywalking兼容使用

修改skywalking agent配置：

# 如果为true，SkyWalking代理将把所有检测到的类文件缓存到内存或磁盘文件中（由类缓存模式决定），允许其他javaagent增强那些由SkyWalking agent增强的类。
agent.is_cache_enhanced_class=true
# 插入指令的类缓存模式：内存或文件
# MEMORY：将类字节缓存到内存中，如果插入指令的类太多或太大，则可能会占用更多内存
# FILE：在“/class cache”文件夹中缓存类字节，当应用程序退出时自动清理缓存的类文件
agent.class_cache_mode=MEMORY