不停机还能替换代码？6年的 Java程序员表示难以想象

时间 2021-02-16

标签 java git 程序员 github web spring shell 数组 tomcat 服务器栏目 Java 繁體版

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相信不少人都有这样一种感觉，本身写的代码在开发、测试环境跑的稳得一笔，可一到线上就抽风，不是缺这个就是少那个反正就是一顿报错，而线上调试代码又很麻烦，让人头疼得很。不过, 阿里巴巴出了一款名叫Arthas的工具，能够在线分析诊断Java代码，让人眼前一亮。
❞java

Arthas 是什么?

Arthas(阿尔萨斯) 是阿里开源的一个Java在线分析诊断工具。git

Arthas 能解决啥问题？

在平常开发上线过程当中，咱们多多少少都会遇到下边这些问题，苦于没法在线调试，「只能经过老鸟的经验来硬分析bug，效率上不去还总开口问别人答疑解惑，多少有些很差意思」。程序员

这个类从哪一个 jar 包加载的？为何会报各类类相关的 Exception？
我改的代码为何没有执行到？难道是我没 commit？分支搞错了？
遇到问题没法在线上 debug，难道只能经过加日志再从新发布吗？
线上遇到某个用户的数据处理有问题，但线上一样没法 debug，线下没法重现！
是否有一个全局视角来查看系统的运行情况？
有什么办法能够监控到JVM的实时运行状态？
线上代码有错误，不想从新发布？那能不能改class文件替换一下？

Arthas两种安装、启动方式

一、jar包启动

wget https://alibaba.github.io/art...github

java -jar arthas-boot.jar --target-ip 0.0.0.0
复制代码web

首先想用arthas调试项目，服务器必需要有运行着的Java服务，demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar就是我启动的测试项目，启动arthas后它会自动检测本地全部的Java服务列出来，咱们只需按照序号输入想要调试的项目便可，选1进入对应进程的arthas交互平台spring

[root@iz2zehzeir87zi8q99krk1z data]# java -jar arthas-boot.jar --target-ip 172.17.72.201
[INFO] arthas-boot version: 3.1.0
[INFO] Found existing java process, please choose one and hit RETURN.
* [1]: 28679 demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar
复制代码shell

二、在线安装

curl -L https://alibaba.github.io/art... | sh
复制代码数组

执行上面的命令会在所在的文件中生成as.sh执行文件tomcat

启动arthas服务器

./as.sh PID #进程id 指定JAVA进程id
./as.sh -h #h来获取更多参数信息
复制代码

三、远程链接：

「要想使用arthas服务的 web console必须对外暴露本机ip」

java -jar arthas-boot.jar --target-ip 172.17.72.201
java -jar arthas-boot.jar --telnet-port 9999 --http-port -1
复制代码

./as.sh --target-ip 0.0.0.0
./as.sh --telnet-port 9999 --http-port -1
复制代码

访问arthas控制台也有两种方法

「(1)、web console 界面」

「重点说明」：--target-ip 的ip 必定要是arthas所在机器对外暴露的ip，「但若是用的是阿里云机器必需要使用私有ip启动arthas服务，但访问必须是公网IP」

「(2)、telnet方式」

telnet 10.0.2.5 8563
复制代码

访问 http://59.110.218.9:8563/ ，进入交互平台

Arthas 命令使用

一、Dashboard 命令

查看当前系统的实时数据面板，例如：服务器thread信息、内存memory、GC回收等状况

二、Thread（线程监控）

$ thread -n 3
"as-command-execute-daemon" Id=57 cpuUsage=72% RUNNABLE
    at sun.management.ThreadImpl.dumpThreads0(Native Method)
    at sun.management.ThreadImpl.getThreadInfo(ThreadImpl.java:448)
    at com.taobao.arthas.core.command.monitor200.ThreadCommand.processTopBusyThreads(ThreadCommand.java:133)
    at com.taobao.arthas.core.command.monitor200.ThreadCommand.process(ThreadCommand.java:79)
    at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl.process(AnnotatedCommandImpl.java:82)
    at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl.access$100(AnnotatedCommandImpl.java:18)
    at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl$ProcessHandler.handle(AnnotatedCommandImpl.java:111)
    at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl$ProcessHandler.handle(AnnotatedCommandImpl.java:108)
    at com.taobao.arthas.core.shell.system.impl.ProcessImpl$CommandProcessTask.run(ProcessImpl.java:370)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

Number of locked synchronizers = 1
- java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker@a2f70c7
复制代码

「能够看到这个线程是被synchroned关键字锁致使的阻塞」 ，目前只支持找出synchronized关键字阻塞住的线程，若是是java.util.concurrent.Lock，目前还不支持。

Number of locked synchronizers = 1
- java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker@a2f70c7
thread -n 3 #当前最忙的前N个线程
thread -b, ##找出当前阻塞其余线程的线程
thread -n 3 -i 1000 #间隔必定时间后展现
复制代码

「重点学习」：thread -b, ##「找出当前阻塞其余线程的线程」

三、JVM （jvm实时运行状态，内存使用状况等）

$ jvm

RUNTIME

MACHINE-NAME                                                       28679@iz2zehzeir87zi8q99krk1z
JVM-START-TIME                                                     2019-03-28 17:32:16
MANAGEMENT-SPEC-VERSION                                            1.2
SPEC-NAME                                                          Java Virtual Machine Specification
SPEC-VENDOR                                                        Oracle Corporation
SPEC-VERSION                                                       1.8
VM-NAME                                                            Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM
VM-VENDOR                                                          Oracle Corporation
VM-VERSION                                                         25.191-b12
INPUT-ARGUMENTS                                                    []
CLASS-PATH                                                         demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar
BOOT-CLASS-PATH                                                    /usr/local/jdk/jre/lib/resources.jar:/usr/local/jdk/jre/lib/rt.jar:/usr/local/jdk/jre/lib/sunrsasign.jar:/usr/local/jdk/jre/lib/jsse.jar:/usr/local/jdk/jre/lib/jce.jar
                                                                    :/usr/local/jdk/jre/lib/charsets.jar:/usr/local/jdk/jre/lib/jfr.jar:/usr/local/jdk/jre/classes
LIBRARY-PATH                                                       /usr/java/packages/lib/amd64:/usr/lib64:/lib64:/lib:/usr/lib
复制代码

四、trace (当前方法内部调用路径，路径上每一个节点的耗时)

$ trace #类名 #方法名
复制代码

对于执行耗时相对较长的方法，调用链路耗时属性会高亮显示方便排查

参数 -j 能够过滤jdk的函数 trace -j com.example.demo.controller index2 参数 #cost 能够按执行耗时毫秒ms过滤 trace -j com.example.demo.controller index2 ’#cost >10‘

五、watch

当前方法执行数据观测，能观察到的范围为：返回值、抛出异常、入参

$ trace #类名 #方法名 "{params,target,returnObj，throwExp }"
复制代码

OGNL 表达式 {params,target,returnObj，throwExp }
复制代码

throwExp：异常 params ：入参（数组），单个参数params【0】 returnObj：返回值

$ watch com.example.demo.controller index2 "{params,target,returnObj}" -x 5
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 81 ms.
ts=2019-03-29 14:24:14; [cost=1000.746582ms] result=@ArrayList[
    @Object[][
        @String[辛志富],
    ],
    @controller[
    ],
    @String[index2],
]
复制代码

六、stack

当前方法被调用的路径，显示当前方法被那些方法调用

public static String uuidOne() {
return uuidTwo();
}
public static String uuidTwo() {
return UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "");
}
复制代码

$ stack  com.example.demo.controller uuidTwo
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 58 ms.
ts=2019-03-29 14:38:19;thread_name=http-nio-8888-exec-5;id=13;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@525b461a
    @com.example.demo.controller.uuidOne()
        at com.example.demo.controller.index2(controller.java:31)
        at sun.reflect.GeneratedMethodAccessor36.invoke(null:-1)
        at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
复制代码

七、monitor 命令

监控类、方法的调用进行监控，调用次数、成功次数、失败次数、平均响应时长、失败率等

$ monitor -c 4 com.example.demo.controller uuidTwo
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 56 ms.
timestamp            class                        method   total  success  fail  avg-rt(ms)  fail-rate
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
2019-03-29 14:55:40  com.example.demo.controller  uuidTwo  7      7        0     0.18        0.00%      复制代码

八、classloader 命令

将JVM中全部的类加载器统计出来，树状展现

$ classloader #每种classloader加载类的个树
name                                                    numberOfInstances  loadedCountTotal
org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader  1                  4463
com.taobao.arthas.agent.ArthasClassloader               2                  3631
BootstrapClassLoader                                    1                  2961
java.net.FactoryURLClassLoader                          1                  835
sun.misc.Launcher$AppClassLoader                        1                  46
sun.reflect.DelegatingClassLoader                       41                 41
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader                        1                  25
Affect(row-cnt:7) cost in 7 ms.
$ classloader -t    # 类加载器间的层级关系
+-BootstrapClassLoader
+-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1959f618
  +-com.taobao.arthas.agent.ArthasClassloader@5fc476c6
  +-com.taobao.arthas.agent.ArthasClassloader@5017e14b
  +-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@5c647e05
    +-java.net.FactoryURLClassLoader@4ad317f0
    +-org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@20ad9418
Affect(row-cnt:7) cost in 5 ms
复制代码

线上代码热更新（动态修改上线项目代码）

手动在代码中抛异常，「不停机不从新发包的状况下，修改线上代码」

启动服务也达到咱们预期异常

「替换代码的流程：」

一、jad命令将须要更改的文件先进行反编译，保存下来，编译器修改

$ jad --source--only com.example.demo.DemoApplication > /data/DemoApplication.java
复制代码

在这里插入图片描述

修改完之后须要将类从新加载到JVM

二、SC命令查找当前类是哪一个classLoader加载的

$ sc -d *DemoApplication | grep classLoader

classLoaderHash 20ad9418 #类加载器编号
复制代码

三、MC命令用指定的classloader从新将类在内存中编译

$ mc -c 20ad9418 /data/DemoApplication.java -d /data
Memory compiler output:
/data/com/example/demo/DemoApplication.class
复制代码

四、redefine命令将编译后的类加载到JVM

上边编译后的.class文件地址

$ redefine /data/com/example/demo/DemoApplication.class
redefine success, size: 1
复制代码

「文件替换后咱们再次访问一下程序，发现异常没有了程序已是咱们修改正确后的，class文件替换成功」

总结

这样咱们就用arthas现实了不停机、不发包替换了生产环境的Java代码，功能确实比较强大，本文只揭开了arthas强大功能的冰山一角，后续将出更详细的文章，方便你们一块儿学习。

越懒越勤快

arthas的总体功能虽然很强大，但命令行的输入方式让我头疼不已，岁数大了记忆力真的降低严重，并且做为一个贼 TM 懒的程序员，让我去记住如此多的命令和参数，简直是要了老命。又一次由于懒让我勤快起来，我决定作个arthas命令可视化平台。

「设计初衷」：设计这个平台的初衷很简单，就是让程序员们把更多的精力放在问题的排查上，而不是记那么多枯燥无趣的命令。自己我也不是一个愿意死记硬背的人，以为脑子里仍是应该多放一些有趣、有意义的东西。可能在用惯了命令行的大佬眼里，这个功能比较鸡肋，甚至有点多余，但毕竟像我这样平凡的人更多一些，天天还陷入在重复的工做当中，工做量能减一点就多轻松一点嘛。

目前平台还在持续的开发中，因为平台是本身在维护，开发进度并不客观，平时利用一些碎片时间开发，毕竟不能耽误工做丢了饭碗嘛。无论会不会有人用，我都会一直作下去。

「github地址」 : https://github.com/chengxy-nd...

「感兴趣的小伙伴能够私信我，让咱们一块儿打造这个有趣的东西吧！」

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