不停机还能替换代码？6年的Java程序员表示不可思议

相信很多人都有这样一种感受，自己写的代码在开发、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，可以在线分析诊断Java代码，让人眼前一亮。

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。

Arthas 能解决啥问题？

在日常开发上线过程中，我们多多少少都会遇到下边这些问题，苦于无法在线调试，「只能通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，多少有些不好意思」。

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？
线上代码有错误，不想重新发布？那能不能改class文件替换一下？

Arthas两种安装、启动方式

1、jar包启动

 
 
 
 
  
  
  
  wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar 
  
  
  
   
  
  
  
  java -jar arthas-boot.jar --target-ip 0.0.0.0

首先想用arthas调试项目，服务器必须要有运行着的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所有的Java服务列出来，我们只需按照序号输入想要调试的项目即可，选1进入对应进程的arthas交互平台

 
 
 
 
  
  
  
  [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

2、在线安装

 
 
 
 
  
  
  
  curl -L https://alibaba.github.io/arthas/install.sh | sh

执行上面的命令会在所在的文件中生成as.sh执行文件

启动arthas

 
 
 
 
  
  
  
  ./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 
  
  
  
   
  
  
  
  3、远程连接：

「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

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

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 一定要是arthas所在机器对外暴露的ip，「但如果用的是阿里云机器必须要使用私有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

访问 http://59.110.218.9:8563/ ，进入交互平台

Arthas 命令使用

1、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回收等情况

2、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

「可以看到这个线程是被synchroned关键字锁导致的阻塞」 ，目前只支持找出synchronized关键字阻塞住的线程，如果是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, ##找出当前阻塞其他线程的线程 
  
  
  
  thread -n 3 -i 1000 #间隔一定时间后展示

「重点学习」：thread -b, ##「找出当前阻塞其他线程的线程」

3、JVM （jvm实时运行状态，内存使用情况等）

 
 
 
 
  
  
  
  $ 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

4、trace (当前方法内部调用路径，路径上每个节点的耗时)

 
 
 
 
  
  
  
  $ trace #类名 #方法名

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

5、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 }"

 
 
 
 
  
  
  
  OGNL 表达式 {params,target,returnObj，throwExp }

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], 
  
  
  
  ]

6、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("-", ""); 
  
  
  
  }

 
 
 
 
  
  
  
  $ 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)

7、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%

8、classloader 命令

将JVM中所有的类加载器统计出来，树状展示

 
 
 
 
  
  
  
  $ 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

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，「不停机不重新发包的情况下，修改线上代码」

启动服务也达到我们预期异常

「替换代码的流程：」

1、jad命令将需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

在这里插入图片描述

修改完以后需要将类重新加载到JVM

2、SC命令查找当前类是哪个classLoader加载的

  
  
  
  
   
   
   
   $ sc -d *DemoApplication | grep classLoader 
   
   
   
   classLoaderHash 20ad9418 #类加载器 编号

3、MC命令用指定的classloader重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

4、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

「文件替换后我们再次访问一下程序，发现异常没有了程序已经是我们修改正确后的，class文件替换成功」

总结

这样我们就用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，方便大家一起学习。

越懒越勤快

arthas的整体功能虽然很强大，但命令行的输入方式让我头疼不已，岁数大了记忆力真的下降严重，而且作为一个贼 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。又一次因为懒让我勤快起来，我决定做个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。本身我也不是一个愿意死记硬背的人，觉得脑子里还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，每天还陷入在重复的工作当中，工作量能减一点就多轻松一点嘛。

分享名称：不停机还能替换代码？6年的Java程序员表示不可思议
文章来源：http://www.shufengxianlan.com/qtweb/news48/459248.html

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