不停機還能替換代碼？6年的 Java程序員表示難以想象

時間 2021-02-16

標籤 java git 程序員 github web spring shell 數組 tomcat 服務器欄目 Java 简体版

原文原文鏈接

相信不少人都有這樣一種感覺，本身寫的代碼在開發、測試環境跑的穩得一筆，可一到線上就抽風，不是缺這個就是少那個反正就是一頓報錯，而線上調試代碼又很麻煩，讓人頭疼得很。不過, 阿里巴巴出了一款名叫Arthas的工具，能夠在線分析診斷Java代碼，讓人眼前一亮。
❞java

Arthas 是什麼?

Arthas(阿爾薩斯) 是阿里開源的一個Java在線分析診斷工具。git

Arthas 能解決啥問題？

在平常開發上線過程當中，咱們多多少少都會遇到下邊這些問題，苦於沒法在線調試，「只能經過老鳥的經驗來硬分析bug，效率上不去還總開口問別人答疑解惑，多少有些很差意思」。程序員

這個類從哪一個 jar 包加載的？爲何會報各類類相關的 Exception？
我改的代碼爲何沒有執行到？難道是我沒 commit？分支搞錯了？
遇到問題沒法在線上 debug，難道只能經過加日誌再從新發布嗎？
線上遇到某個用戶的數據處理有問題，但線上一樣沒法 debug，線下沒法重現！
是否有一個全局視角來查看系統的運行情況？
有什麼辦法能夠監控到JVM的實時運行狀態？
線上代碼有錯誤，不想從新發布？那能不能改class文件替換一下？

Arthas兩種安裝、啓動方式

一、jar包啓動

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

java -jar arthas-boot.jar --target-ip 0.0.0.0
複製代碼web

首先想用arthas調試項目，服務器必需要有運行着的Java服務，demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar就是我啓動的測試項目，啓動arthas後它會自動檢測本地全部的Java服務列出來，咱們只需按照序號輸入想要調試的項目便可，選1進入對應進程的arthas交互平臺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
複製代碼shell

二、在線安裝

curl -L https://alibaba.github.io/art... | sh
複製代碼數組

執行上面的命令會在所在的文件中生成as.sh執行文件tomcat

啓動arthas服務器

./as.sh PID #進程id 指定JAVA進程id
./as.sh -h #h來獲取更多參數信息
複製代碼

三、遠程鏈接：

「要想使用arthas服務的 web console必須對外暴露本機ip」

java -jar arthas-boot.jar --target-ip 172.17.72.201
java -jar arthas-boot.jar --telnet-port 9999 --http-port -1
複製代碼

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

訪問arthas控制檯也有兩種方法

「(1)、web console 界面」

「重點說明」：--target-ip 的ip 必定要是arthas所在機器對外暴露的ip，「但若是用的是阿里雲機器必需要使用私有ip啓動arthas服務，但訪問必須是公網IP」

「(2)、telnet方式」

telnet 10.0.2.5 8563
複製代碼

訪問 http://59.110.218.9:8563/ ，進入交互平臺

Arthas 命令使用

一、Dashboard 命令

查看當前系統的實時數據面板，例如：服務器thread信息、內存memory、GC回收等狀況

二、Thread（線程監控）

$ 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
複製代碼

「能夠看到這個線程是被synchroned關鍵字鎖致使的阻塞」 ，目前只支持找出synchronized關鍵字阻塞住的線程，若是是java.util.concurrent.Lock，目前還不支持。

Number of locked synchronizers = 1
- java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker@a2f70c7
thread -n 3 #當前最忙的前N個線程
thread -b, ##找出當前阻塞其餘線程的線程
thread -n 3 -i 1000 #間隔必定時間後展現
複製代碼

「重點學習」：thread -b, ##「找出當前阻塞其餘線程的線程」

三、JVM （jvm實時運行狀態，內存使用狀況等）

$ 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
複製代碼

四、trace (當前方法內部調用路徑，路徑上每一個節點的耗時)

$ trace #類名 #方法名
複製代碼

對於執行耗時相對較長的方法，調用鏈路耗時屬性會高亮顯示方便排查

參數 -j 能夠過濾jdk的函數 trace -j com.example.demo.controller index2 參數 #cost 能夠按執行耗時毫秒ms過濾 trace -j com.example.demo.controller index2 ’#cost >10‘

五、watch

當前方法執行數據觀測，能觀察到的範圍爲：返回值、拋出異常、入參

$ trace #類名 #方法名 "{params,target,returnObj，throwExp }"
複製代碼

OGNL 表達式 {params,target,returnObj，throwExp }
複製代碼

throwExp：異常 params ：入參（數組），單個參數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],
]
複製代碼

六、stack

當前方法被調用的路徑，顯示當前方法被那些方法調用

public static String uuidOne() {
return uuidTwo();
}
public static String uuidTwo() {
return UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "");
}
複製代碼

$ 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)
複製代碼

七、monitor 命令

監控類、方法的調用進行監控，調用次數、成功次數、失敗次數、平均響應時長、失敗率等

$ 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%      複製代碼

八、classloader 命令

將JVM中全部的類加載器統計出來，樹狀展現

$ classloader #每種classloader加載類的個樹
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    # 類加載器間的層級關係
+-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
複製代碼

線上代碼熱更新（動態修改上線項目代碼）

手動在代碼中拋異常，「不停機不從新發包的狀況下，修改線上代碼」

啓動服務也達到咱們預期異常

「替換代碼的流程：」

一、jad命令將須要更改的文件先進行反編譯，保存下來，編譯器修改

$ jad --source--only com.example.demo.DemoApplication > /data/DemoApplication.java
複製代碼

在這裏插入圖片描述

修改完之後須要將類從新加載到JVM

二、SC命令查找當前類是哪一個classLoader加載的

$ sc -d *DemoApplication | grep classLoader

classLoaderHash 20ad9418 #類加載器編號
複製代碼

三、MC命令用指定的classloader從新將類在內存中編譯

$ mc -c 20ad9418 /data/DemoApplication.java -d /data
Memory compiler output:
/data/com/example/demo/DemoApplication.class
複製代碼

四、redefine命令將編譯後的類加載到JVM

上邊編譯後的.class文件地址

$ redefine /data/com/example/demo/DemoApplication.class
redefine success, size: 1
複製代碼

「文件替換後咱們再次訪問一下程序，發現異常沒有了程序已是咱們修改正確後的，class文件替換成功」

總結

這樣咱們就用arthas現實了不停機、不發包替換了生產環境的Java代碼，功能確實比較強大，本文只揭開了arthas強大功能的冰山一角，後續將出更詳細的文章，方便你們一塊兒學習。

越懶越勤快

arthas的總體功能雖然很強大，但命令行的輸入方式讓我頭疼不已，歲數大了記憶力真的降低嚴重，並且做爲一個賊 TM 懶的程序員，讓我去記住如此多的命令和參數，簡直是要了老命。又一次由於懶讓我勤快起來，我決定作個arthas命令可視化平臺。

「設計初衷」：設計這個平臺的初衷很簡單，就是讓程序員們把更多的精力放在問題的排查上，而不是記那麼多枯燥無趣的命令。自己我也不是一個願意死記硬背的人，以爲腦子裏仍是應該多放一些有趣、有意義的東西。可能在用慣了命令行的大佬眼裏，這個功能比較雞肋，甚至有點多餘，但畢竟像我這樣平凡的人更多一些，天天還陷入在重複的工做當中，工做量能減一點就多輕鬆一點嘛。

目前平臺還在持續的開發中，因爲平臺是本身在維護，開發進度並不客觀，平時利用一些碎片時間開發，畢竟不能耽誤工做丟了飯碗嘛。無論會不會有人用，我都會一直作下去。

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

「感興趣的小夥伴能夠私信我，讓咱們一塊兒打造這個有趣的東西吧！」