Java軟件生產監控工具Btrace的使用

Btrace

BTrace是sun公司推出的一款Java 動態、安全追蹤（監控）工具，能夠在不用重啓的狀況下監控系統運行狀況，方便的獲取程序運行時的數據信息，如方法參數、返回值、全局變量和堆棧信息等，而且作到最少的侵入，佔用最少的系統資源。

項目地址：Btrace
用戶指南：UserGuide

Btrace使用

在Release頁面裏下載最新Zip版，解壓就能用
tar -zxvf btrace-bin-1.3.8.3.tgz
export JAVA_HOME=/opt/taobao/java
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

./bin/btrace -cp /home/admin/projectname/target/projectname/BOOT-INF/classes  2016  SlowCall.java
./bin/btrace -cp /home/admin/projectname/target/projectname.war/WEB-INF/classes:/home/admin/projectname/target/projectname.war/WEB-INF/lib/projectname-1.0-SNAPSHOT.jar  71419  BtraceTest.java > NT12.txt

 

因爲Btrace會把腳本邏輯直接侵入到運行的代碼中，因此在使用上作不少限制：
一、不能建立對象
二、不能使用數組
三、不能拋出或捕獲異常
四、不能使用循環
五、不能使用synchronized關鍵字
六、屬性和方法必須使用static修飾

根據官方聲明，不恰當的使用BTrace可能致使JVM崩潰，如在BTrace腳本使用錯誤的class文件，因此在上生產環境以前，務必在本地充分的驗證腳本的正確性。

Btrace能夠作什麼？

一、接口性能變慢，分析每一個方法的耗時狀況；
二、當在Map中插入大量數據，分析其擴容狀況；
三、分析哪一個方法調用了System.gc()，調用棧如何；
四、執行某個方法拋出異常時，分析運行時參數；
五、....

Btrace第一個例子

package com.metty.rpc.common; import java.util.Random;  public class BtraceCase { public static Random random = new Random(); public int size; public static void main(String[] args) throws Exception { new BtraceCase().run(); } public void run() throws Exception { while (true) { add(random.nextInt(10), random.nextInt(10)); } } public int add(int a, int b) throws Exception { Thread.sleep(random.nextInt(10) * 100); return a + b; } } 

執行add方法時，對傳入參數、返回值以及執行耗時進行分析，btrace腳本：

 

經過jps命令獲取pid爲8454
執行btrace 8454 Debug.java實現對運行代碼的監控，輸出結果以下：

 

能夠發現，Btrace能夠獲取每次執行add方法時的數據，固然Btrace能作的遠遠不止這些，好比獲取當前jvm堆使用狀況、當前線程的執行棧等等。

參數說明

@OnMethod

Btrace使用@OnMethod註解定義須要分析的方法入口

 

在@OnMethod註解中，須要指定class、method以及location等，class代表須要監控的類，method代表須要監控的方法，指定方式以下：
一、使用全限定名：clazz="com.metty.rpc.common.BtraceCase", method="add"
二、使用正則表達式：clazz="/javax\\.swing\\..*/", method="/.*/"
三、使用接口：clazz="+com.ctrip.demo.Filter", method="doFilter"
四、使用註解：clazz="@javax.jws.WebService", method=""@javax.jws.WebMethod"
五、若是須要分析構造方法，須要指定method="<init>"

@Location

定義Btrace對方法的攔截位置，經過@Location註解指定，默認爲Kind.ENTRY
一、Kind.ENTRY：在進入方法時，調用Btrace腳本
二、Kind.RETURN：方法執行完時，調用Btrace腳本，只有把攔截位置定義爲Kind.RETURN，才能獲取方法的返回結果@Return和執行時間@Duration

 

三、Kind.CALL：分析方法中調用其它方法的執行狀況，好比在execute方法中，想獲取add方法的執行耗時，必須把where設置成Where.AFTER

 

 

四、Kind.LINE：經過設置line，能夠監控代碼是否執行到指定的位置

 

 

五、Kind.ERROR, Kind.THROW, Kind.CATCH
用於對某些異常狀況的跟蹤，包括異常拋出，異常被捕獲，異常未捕獲被拋出方法以外

如何使用Btrace定位問題

一、找出全部耗時超過1ms的過濾器Filter

 

 

因爲@Dutation返回的時間是納秒級別，須要進行轉換，若是定位一個Filter性能變慢，接着使用@Location(Kind.CALL)進行更細粒度的分析。

二、分析哪一個方法調用了System.gc()，調用棧如何？

 

經過查看調用棧，能夠很清楚的發現哪一個類哪一個方法調用了System.gc()

三、統計方法的調用次數，且每隔1分鐘打印調用次數

 

Btrace的@OnTimer註解能夠實現定時執行腳本中的一個方法

四、方法執行時，查看對象的實例屬性值

 

經過反射機制，能夠很方法的獲得當前實例的屬性值

總結

Btrace能作的事情太多，但使用以前切記檢查腳本的可行性，一旦Btrace腳本侵入到系統中，只有經過重啓才能恢復。