Arthas这么好用,你还不会用吗

背景

对于后端工程师,一旦线上程序逻辑出错,问题排查如同破案,在分析研判时,问题现场的第一手信息是最珍贵的。开发人员很容易首先想到的就是阅读日志,从海量的日志中寻找蛛丝马迹,这就好比是对犯罪现场周边的视频监控录像逐一回看,非常辛苦。如果问题现场的日志记录缺失,就尝试在本地重现问题并调试解决,本地难以重现的,只能再加日志,再部署,再重现,然后再查日志,效率较低。对于复杂一些的比如程序性能问题,如何定位性能瓶颈,一不小心又要回到加日志、部署、查日志、再加日志的老路,不仅效率不高,也破坏了问题现场。

JDK提供的工具如jps、jmap、jstat、jstack、jconsole等,可以为工程师提供一些帮助。Linux操作系统的命令,如top、free、pidstat、vmstat、iostat等,也是排查问题尤其是性能调优必不可少的工具。但直接使用这些工具,对工程师的个人技术能力和经验要求较高。而且对企业来说,在生产环境直接通过命令行操作,是很敏感的行为。因此,如何在保证安全的基础上,又能像调试本地程序一样更便捷的排查分析,是个棘手的问题。

why Arthas

ArthasAlibaba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?
快速安装
curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar
java -jar arthas-boot.jar

启动arthas
在这里插入图片描述
当我们看到这个页面的时候,就证明我们的arthas已经启动了,接下来我会演示一下如果使用arthas定位我们生产上可能遇到的问题。

服务器实时监控大盘

命令:dashboard
在这里插入图片描述

查看VM相关参数

命令:vmoption
在这里插入图片描述

定位线上请求较慢的接口

命令:trace。trace 命令能主动搜索 class-pattern/method-pattern 对应的方法调用路径,渲染和统计整个调用链路上的所有性能开销和追踪调用链路。

找到耗时超过500ms的请求:trace ***class ***method '#cost>500'
在这里插入图片描述
我们通过命令可以看到是com.property.real.estate.dict.service.archive.list.IOwnerArchivesService:getOwnerArchiveListByPage()这行代码耗时达到1020ms,我们继续看一下这个方法里面的耗时
在这里插入图片描述
我们通过命令可以看到是com.property.real.estate.dict.service.archive.list.room.RoomArchivesByManagerService:getRoomOwnerArchivePage()这行代码耗时达到912ms,我们继续看一下这个方法里面的耗时
在这里插入图片描述
我们通过命令可以看到是com.property.real.estate.dict.service.archive.list.room.RoomArchivesByManagerService:getRoomOwnerArchiveExtModelListByManager()这行代码耗时达到583ms,我们继续看一下这个方法里面的耗时
在这里插入图片描述
我们通过命令可以看到是com.property.real.estate.dict.mapper.archive.RoomOwnerArchiveMapper:getRoomOwnerArchiveListByPage()这行代码耗时达到536ms,我们继续看一下这个方法里面的耗时
在这里插入图片描述
当我们看到这里就可以得出结果使我们的SQL写的太慢了,所以我们就需要针对SQL去做优化。

CPU负载过高

我们可能会遇见过这么一个场景:我们线上有个应用服务器有点上头,CPU总能跑到99%,我寻思着它流量也不大啊,为啥能把自己整这么累?于是我登上这台服务器,看看它到底在干啥!

  • 模拟CPU飙高

在这里插入图片描述

  • 使用thread命令查看

在这里插入图片描述

  • 使用thread id命令查看线程堆栈

在这里插入图片描述
一下就可以看到CPU飙高的代码所在的位置,接下来就需要针对问题来优化代码。这里我只是简单的模拟一下CPU飙高的场景,但是在生产上其实会更加复杂,但是思路都是一样的。

导出线上dump文件

命令:heapdump。类似jmap命令的heap dump功能。
在这里插入图片描述

方法执行监控

命令:monitor。对匹配 class-pattern/method-pattern/condition-express的类、方法的调用进行监控。
在这里插入图片描述
我们通过monitor -c 5 com.property.real.estate.dict.app.web.controller.archive.BaseOwnerArchiveListController searchPage命令来看一下监控情况
在这里插入图片描述

观察线上方法执行数据

命令:watch。让你能方便的观察到指定方法的调用情况。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,这样子即使除了问题,我们也不需要去加debug log就可以轻松的看到方法出参、入参和异常等信息。

  • 观察方法入参:watch com.property.real.estate.dict.app.web.controller.archive.BaseOwnerArchiveListController searchPage "{params,returnObj}" -x 2 -b

在这里插入图片描述

  • 观察方法返回值:watch com.property.real.estate.dict.app.web.controller.archive.BaseOwnerArchiveListController searchPage "{params,returnObj}" -x 2 -s -n 2

在这里插入图片描述

观察方法被调用的调用路径

命令:stack
在这里插入图片描述
好了以上就是平时工作中经常遇到的一些场景以及对应使用方法,当然Arthas还提供了更丰富、更全面的命令,欢迎小伙伴们自己去探索~ 用户文档

Arthas是一个强大的Java调试和诊断工具,它提供了一系列功能帮助开发者进行远程、实时地监控应用状态,并且支持代码热加载、热替换等特性。在实际应用开发中,特别是涉及微服务架构或需要频繁迭代代码的场景下,利用Arthas进行热更新POJO(Plain Old Java Object)是非常有用的。 ### 功能优势 #### 代码热更新 当修改了POJO文件并保存后,通过Arthas的热更新功能,无需重启应用即可立即看到更改效果。这极大地提高了开发效率,尤其是在处理复杂的业务逻辑调整或数据结构变动时,可以避免每次都手动重启应用带来的不便。 #### 实时监控应用状态 除了热更新外,Arthas还提供了一套完整的应用监控机制,包括但不限于JVM性能指标、线程状态、远程调用分析等功能。在使用热更新的同时,开发者还可以随时查看应用的运行情况,确保新加入的功能不会对现有系统造成负面影响。 #### 方便团队协作 在多人协同开发的环境中,快速部署和测试代码变化对于保持版本一致性至关重要。通过Arthas的热更新特性,团队成员可以在不中断其他工作流程的情况下,迅速验证并集成各自的工作成果,有效提升开发效率和团队合作体验。 ### 使用场景 - **敏捷开发**:在快速迭代需求的敏捷项目中,热更新使得开发者能够更快地响应需求变更,减少开发周期。 - **微服务架构**:微服务之间依赖紧密,频繁的组件升级和调整需要高效的方式来最小化停机时间和影响范围。 - **性能优化**:在寻找性能瓶颈或调优特定模块时,热更新功能允许开发者直接针对代码修改观察结果,加速问题定位和解决方案的实施。 ### 注意事项 虽然热更新POJO非常便利,但也需要注意以下几点: - **性能影响**:频繁使用热更新可能会引入额外的运行时开销,尤其是在资源紧张的服务器上。 - **兼容性和稳定性**:在高并发环境下,特别是在使用第三方库或有复杂依赖链路的应用中,热更新可能导致未预期的行为或稳定性问题,因此在生产环境上线前应充分测试。 - **权限管理**:热更新通常涉及到编译器级别的操作,对于某些敏感的安全策略或企业合规要求,可能需要额外的控制或审核步骤。 总之,Arthas提供的热更新POJO功能是提高Java应用开发效率的强大辅助工具,但在实践中需结合项目实际情况综合考虑其适用性和潜在风险。
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