在日常开发中，当遇到线上异常情况如接口响应慢、内存飙升、CPU占用高等问题时，进行有效的监控和排查可以帮助我们快速定位和解决问题。相信大家第一时间都能想到JDK自带工具：如jconsole和jvisualvm。这些工具可以监控应用程序的性能指标、线程状态、内存使用情况等。或者还有一个最好用的工具——jprofiler，唯一遗憾的是它的高级功能是收费的。所以，我今天要推荐另一个很好用的工具Arthas。

简介

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。

背景

通常情况下，本地开发环境无法直接访问生产环境，这使得在生产环境中进行远程调试成为不可能。而且，在生产环境中进行调试会导致服务暂停，这是不可接受的。

为了解决这个问题，开发人员可以尝试在测试环境或预发环境中复现生产环境中的问题。然而，有些问题很难在不同的环境中复现，甚至在重新启动后可能会消失。

如果您考虑在代码中添加日志来帮助解决问题，您将需要经历测试、预发和生产等多个阶段。这种方法效率低下，更糟糕的是，一旦 JVM 重新启动，问题可能无法复现，正如前文所述。

Arthas的出现旨在解决这些问题。开发人员可以在线解决生产环境中的问题，无需重新启动JVM，也无需修改代码。作为一个观察者，Arthas永远不会暂停正在运行的线程，确保服务的持续运行。

通过使用Arthas，开发人员可以实时监控应用程序的状态，查看线程堆栈信息，分析方法耗时，甚至进行代码热替换，从而快速定位和解决生产环境中的问题，提高排查和调试的效率。

Arthas能为你做什么？

1. 查找类加载信息和解决类相关异常：Arthas可以查找某个类是从哪个jar包加载的，并提供类加载器链信息。通过Arthas，您可以追踪类加载路径，找出为什么会出现类相关的异常。
2. 调试代码执行路径和问题定位：Arthas可以帮助您跟踪代码执行路径，查看方法调用情况，并且可以实时查看变量值。如果您发现代码没有执行到预期位置，Arthas可以帮助您分析是否分支选择错误或者代码未提交等问题。
3. 在线调试和避免重启应用：Arthas以观察者的方式工作，不会暂停正在运行的线程，因此您可以在线上进行调试而无需重启应用或停止服务。这样您就可以避免重新发布和加日志的繁琐过程。
4. 线上问题排查和数据处理：Arthas可以帮助您在生产环境中排查问题，即使无法重现线下环境中的问题。您可以实时监控用户数据处理过程，查看变量状态，甚至修改代码逻辑来验证问题。
5. 全局视角查看系统状态和监控JVM：Arthas提供了全局视角来查看系统的运行状况，包括线程状态、内存使用情况、GC情况等。您可以实时监控JVM的运行状态，查找性能瓶颈和资源消耗过多的地方。
6. 快速定位应用热点和生成火焰图：Arthas可以帮助您快速找到应用程序的热点，分析方法的耗时和调用关系，并支持生成火焰图，以便更好地了解应用程序的性能瓶颈。
7. 在JVM内查找类的实例：Arthas提供了命令来直接从JVM内查找某个类的实例。您可以通过Arthas来检查对象状态、调用方法，甚至修改对象属性。

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。

快速入门

1、启动 arthas

# 下载arthas
curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar
# 启动
java -jar arthas-boot.jar

2、选择应用 java 进程：

上面截图是我们生产环境的所有java进程，选择一个进程，比如输入 3，再输入回车/enter。Arthas 会 attach 到目标进程上，并输出日志：

3、查看dashboard

输入dashboard，按回车/enter，会展示当前进程的信息，按ctrl+c可以中断执行。

以上就是简单的入门操作

高级手册

查看当前 JVM 信息，输入jvm，按回车/enter

• MACHINE-NAME：机器名称，这里是"575098@bogon"。
• JVM-START-TIME：JVM启动时间，即2024年1月22日13:04:13。
• MANAGEMENT-SPEC-VERSION：JVM管理规范版本，这里是1.2。
• SPEC-NAME：Java虚拟机规范的名称，即"Java Virtual Machine Specification"。
• SPEC-VENDOR：Java虚拟机规范的供应商，这里是Oracle Corporation。
• SPEC-VERSION：Java虚拟机规范的版本，这里是1.8。
• VM-NAME：JVM的名称，即"Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM"。
• VM-VENDOR：JVM的供应商，这里是Oracle Corporation。
• VM-VERSION：JVM的版本，这里是25.351-b10。
• INPUT-ARGUMENTS：JVM的输入参数，包括一些Java代理、系统属性和内存设置等。
• CLASS-PATH：类路径，指定了JVM在加载类时查找的位置。
• BOOT-CLASS-PATH：引导类路径，指定了JVM在启动时加载的核心库文件的位置。
• LIBRARY-PATH：库路径，指定了本地库文件的位置

• LOADED-CLASS-COUNT：已加载的类数量，即32742。
• TOTAL-LOADED-CLASS-COUNT：总加载的类数量，即33220。
• UNLOADED-CLASS-COUNT：未加载的类数量，即478。
• IS-VERBOSE：是否启用了详细输出模式，这里是false，表示未启用。

• NAME：编译器名称，这里是HotSpot 64-Bit Tiered Compilers，表示使用的是HotSpot虚拟机的64位分层编译器。
• TOTAL-COMPILE-TIME：总编译时间，即47502毫秒。

• PS Scavenge：新生代垃圾回收器（Parallel Scavenge）的统计信息。collectionCount：垃圾回收次数，即454次。collectionTime：垃圾回收所花费的时间，即2035毫秒。
• PS MarkSweep：老年代垃圾回收器（Parallel Mark-Sweep）的统计信息。collectionCount：垃圾回收次数，即7次。collectionTime：垃圾回收所花费的时间，即1609毫秒。

• CodeCacheManager：代码缓存管理器，用于存储已编译的代码。
• Metaspace Manager：元空间管理器，用于存储类的元数据。Compressed Class Space：压缩类空间，用于存储压缩后的类数据。
• PS Scavenge：新生代垃圾回收器（Parallel Scavenge）的内存管理器统计信息。PS Eden Space：伊甸园区，用于存储新创建的对象。PS Survivor Space：幸存者区，用于存储幸存的对象。
• PS MarkSweep：老年代垃圾回收器（Parallel Mark-Sweep）的内存管理器统计信息。PS Eden Space：伊甸园区，用于存储新创建的对象。PS Survivor Space：幸存者区，用于存储幸存的对象。PS Old Gen：老年代，用于存储长时间存活的对象。

• HEAP-MEMORY-USAGE：堆内存使用情况统计。init：初始化大小，即128.0 MiB。used：已使用大小，即171.6 MiB。committed：已分配大小，即243.5 MiB。max：最大可用大小，即243.5 MiB。
• NO-HEAP-MEMORY-USAGE：非堆内存使用情况统计。init：初始化大小，即2.4 MiB。used：已使用大小，即267.6 MiB。committed：已分配大小，即280.8 MiB。max：最大可用大小，即无限制。

• OS：操作系统名称，该值为 "Linux"。
• ARCH：操作系统架构，该值为 "amd64"，表示64位系统。
• PROCESSORS-COUNT：处理器数量，该值为 2，表示有2个处理器核心。
• LOAD-AVERAGE：系统平均负载，该值为 2.35，表示系统负载相对较高。
• VERSION：操作系统版本，该值为 "4.18.0-372.9.1.el8.x86_64"。

• COUNT：线程数量，该值为 97，表示当前JVM存在 97 个线程。
• DAEMON-COUNT：守护线程数量，该值为 78，表示当前JVM中有 78 个守护线程。
• PEAK-COUNT：线程数量峰值，该值为 98，表示JVM曾经达到最高峰时有 98 个线程。
• STARTED-COUNT：已启动线程数量，该值为 1347，表示JVM自启动以来已启动了 1347 个线程。
• DEADLOCK-COUNT：死锁线程数量，该值为 0，表示当前JVM中没有发生死锁。如果 DEADLOCK-COUNT 的值大于 0，表示系统中存在死锁问题，需要进行处理。

查看当前内存占用情况，输入memory，按回车/enter

• heap：堆内存统计信息。
• ps_eden_space：伊甸园区（Eden Space）内存统计信息。
• ps_survivor_space：幸存者区（Survivor Space）内存统计信息。
• ps_old_gen：老年代（Old Gen）内存统计信息。
• nonheap：非堆内存统计信息。
• code_cache：代码缓存统计信息。
• metaspace：元空间（Metaspace）统计信息。
• compressed_class_space：压缩类空间统计信息。
• direct：直接内存统计信息。
• mapped：映射内存统计信息。

查看当前最忙的前n 个线程并打印堆栈

语法：thread -n 次数

当没有参数时，显示一页线程的信息，默认按照 CPU 增量时间降序排列，只显示第一页数据。

• ID：线程的唯一标识符。
• NAME：线程的名称。
• GROUP：线程所属的线程组。
• PRIORITY：线程的优先级，范围为 1~10，数值越大表示优先级越高。
• STATE：线程的状态，包括 NEW（新建）、RUNNABLE（可运行）、BLOCKED（阻塞）、WAITING（等待）、TIMED_WAITING（计时等待）和 TERMINATED（终止）。
• %CPU：线程在当前 CPU 核心上的 CPU 占用率，取值范围为 0~100。
• DELTA_TIME：线程最近一次获取 CPU 时间片的时间间隔。
• TIME：线程已经运行的总时间。
• INTERRUPTED：线程是否被中断过。
• DAEMON：线程是否是守护线程。

thread -b 找出当前阻塞其他线程的线程

有时候我们发现应用卡住了， 通常是由于某个线程拿住了某个锁， 并且其他线程都在等待这把锁造成的。 为了排查这类问题， arthas 提供了thread -b， 一键找出那个罪魁祸首。

函数执行数据观测，watch 的参数比较多，我用一个controller接口请求类来做范例

假如controller类的伪代码是这个样子

//包名
package com.**.controller.auth;

@RequestMapping("/auth")
//类名
public class AuthController  {
		   
    @PostMapping("/login")
   //方法名
    public ApiResult<AdminLoginRespVO> adminLogin(@Valid @RequestBody AdminLoginReqVO reqVO) {
    		//其他密码校验逻辑
    }
}

1. 观察函数调用返回时的参数、this 对象和返回值

语法：watch 类名表达式匹配 方法名表达式匹配 观察表达式

观察表达式，默认值：{params, target, returnObj}

下图，我没写观察表达式，默认就是{params, target, returnObj}

• 上面的结果里，说明函数被执行了两次，第一次结果是location=AtExceptionExit，说明函数抛出异常了，因此returnObj是 null
• 在第二次结果里是location=AtExit，说明函数正常返回，因此可以看到returnObj结果是com.homgar.module.common.vo.ApiResult@3474ee64 对象了。

2. 观察函数调用入口的参数和返回值

语法：watch 类名表达式匹配 方法名表达式匹配 "{params,returnObj}"

3. 同时观察函数并指定调用次数后退出观察

语法：watch 类名表达式匹配 方法名表达式匹配 "{params,returnObj}" -n 次数

反编译class文件

语法：jad --source-only 类全路径

有的时候，由于本地代码已经被改动了，或者不确定生产环境的代码。可以考虑用这个方法查看源文件，具体定位问题代码。

方法内部调用路径，并输出方法路径上的每个节点上耗时

语法：trace 类名表达式匹配 方法名表达式匹配

方法执行监控

语法：monitor 类名表达式匹配 方法名表达式匹配

用于监控某个方法，没间隔时间内执行的次数，一般用于统计。

vmtool 利用JVMTI接口，实现查询内存对象，强制 GC 等功能。

通过 --limit参数，可以限制返回值数量，避免获取超大数据时对 JVM 造成压力。默认值是 10。

• 查看spring所管理的所有的bean名称

• 查看具体的某个bean及其属性

vmtool --action getInstances --className org.springframework.context.ApplicationContext --express 'instances[0].getBean("authController")' -x 3

• 调用bean的方法

vmtool --action getInstances --className org.springframework.context.ApplicationContext --express 'instances[0].getBean("userController").get(11111)'

• 强制 GC

vmtool --action forceGc

修复热部署

一般很少使用，除非特殊情况，用于无法发布版本，临时修复某个已经的bug

使用 jad 命令反编译 AuthController 类并保存为 Java 源文件：

jad --source-only com.XXX.controller.AuthController > /tmp/AuthController.java

使用 sc 命令查找加载 AuthController 类的类加载器的哈希值：

sc -d *AuthController | grep classLoader

在输出结果中，找到类加载器的哈希值，比如 21b8d17c。再使用 mc 命令使用指定的类加载器重新编译 AuthController 类：

mc -c 21b8d17c /tmp/AuthController.java -d /tmp

使用 redefine 命令将重新编译后的类加载到 JVM 中：

redefine /tmp/com/XXX/controller/AuthController.class

讲到这里，Arthas常用的命令以及用法，基本上都有介绍了，更多详细的内容，我们可以参考官方文档。

最后感谢友友的浏览，如文章有错误的地方或者更好的方法，欢迎一起评论区交流。[给你小心心][给你小心心][给你小心心]