tags: java, troubleshooting, monitor,arthas
一句话概括：
Arthas是Alibaba开源的Java诊断工具，适合在线分析诊断java应用，它算是java监控工具的集大成者，本文将对它进行介绍。
1 引言
上一篇文章《java应用监测(7)-在线动态诊断神器BTrace》我们提到，如果需要不停服务情况下对线上应用进行监测，需要使用动态追踪技术，BTrace是很好动态追踪工具，但是使用起来还是有点复杂（需要写脚本），那么有没有更简单一点的工具，那就是Arthas了，它是阿里开源的Java诊断工具，进一步简化了动态追踪技术，有了它，可以直接查看类加载信息、JVM信息、线程堆栈信息、追踪方法执行情况，反编译类文件等，基本涵盖了前面提到的java命令行工具的功能和BTrace的功能。无需太多额外工作，只需熟悉Arthas提供的命令即可，很方便。其实Arthas底层跟BTrace一样，是基于jvm Agent方式，使用Instrumentation方式修改字节码方式然后执行、输出。本文将对Arthas的使用进行介绍，鉴于官方文档已经写得很详细，建议大家直接阅读官方文档来学习，本文只作抛砖引玉便可。官网地址：https://alibaba.github.io/arthas
2 Arthas安装与运行
2.1 下载Arthas
官方推荐直接下载jar运行
wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar
2.2 运行Arthas
把下载好的arthas-boot.jar包放到想要监测的java应用所在服务器，跟Spring Boot应用一样，直接使用java命令运行即可。
java -jar arthas-boot.jar
注意：
- 第一次运行，下载慢可以使用
--repo-mirror aliyun --use-http - 启动后，会列出当前的java应用列表（有点像
jps -l），输出序号选择想要监测的应用即可。
启动后即进行Arthas的命令行界面，可以使用Arthas提供的命令来实现需要监测的功能。如下图，需要监测的java应用是示例java-monitor-example。
2.3 退出
如果只是退出当前的连接，可以用quit或者exit命令。Attach到目标进程上的arthas还会继续运行，端口会保持开放，下次连接时可以直接连接上。
如果想完全退出arthas，可以执行shutdown命令。
3 Arthas使用
Arthas的使用就是需要学会使用它提供的命令功能，主要分为几大类：
- 基本命令：
help、cat、pwd、history，quit等等，跟linux的命令差不多。 - jvm相关：
dashboard、thread、jvm、sysenv等等，主要是对JVM信息的监测，跟之前学习java命令行工具jinfo、jmap、jstack等有异曲同工之妙。 - class/classloader相关：
sc、sm、jad、dump、classloader等等。 - monitor/watch/trace相关：
monitor、watch、trace、stack等等，这些功能基本涵盖了BTrace中所实现的功能，包括定时检测，方法参数，返回值，调用时长等。
下面对常用的几个命令进行说明，详细的命令列表请查阅官方文档。
3.1 概览：dashboard
启动Arthas后，-h查看使用帮助：
$ dashboard -h
USAGE:
dashboard [-b] [-h] [-i <value>] [-n <value>]
SUMMARY:
Overview of target jvm's thread, memory, gc, vm, tomcat info.
EXAMPLES:
dashboard
dashboard -n 10
dashboard -i 2000
相当于概览，在一个界面中显示线程、内存、gc情况，vm情况和tomcat信息。如下图（官方文档的示例图）：
这个概览的信息默认5秒刷新一次，对于内存变化，线程占用情况，GC次数，一目了然。使用ctrl+c退出。
3.2 线程信息：thread
还记得jstack吗，我们需要先找出线程ID，使用它导出线程堆栈，然后使用线程ID查看。在Arthas中就方便多了，像上面dashboard中，已经有ID，直接使用thread id即可。-h查看帮助文档：
$ thread -h
USAGE:
thread [-h] [-b] [-i <value>] [-n <value>] [id]
SUMMARY:
Display thread info, thread stack
EXAMPLES:
thread
thread 51
thread -n -1
thread -n 5
thread -b
thread -i 2000
OPTIONS:
-h, --help this help
-b, --include-blocking-thread Find the thread who is holding a lock that blocks the most number of threads.
-i, --sample-interval <value> Specify the sampling interval (in ms) when calculating cpu usage.
-n, --top-n-threads <value> The number of thread(s) to show, ordered by cpu utilization, -1 to show all.
<id> Show thread stack
如上面所示的EXAMPLES，使用thread命令，可以找出占用CPU最高前N个线程（-n），可以打印指定线程的运行堆栈（id），找出当前阻塞其他线程的线程（-b），由此来分析线程问题很方便。
3.3 JVM信息：jvm
jvm命令很简单，没有参数，它输出的信息包括运行参数，类加载信息， 内存情况，系统信息，线程数信息，文件描述符等。有点像jvisualvm的中概述，但比它更详细。
3.4 反编译：jad
有时需要检测线上运行的应用中，新的代码是否有使用或者是否有更新到，可以把加载的类反编译出来，查看源码是否为最新的，这时jad就很有用。-h打印使用帮助：
$ jad -h
USAGE:
jad [-c <value>] [-h] [-E] [--source-only] class-pattern [method-name]
EXAMPLES:
jad java.lang.String
jad java.lang.String toString
jad --source-only java.lang.String
jad -c 39eb305e org/apache/log4j/Logger
jad -c 39eb305e -E org\\.apache\\.*\\.StringUtils
OPTIONS:
-c, --code <value> The hash code of the special class's classLoader
-h, --help this help
-E, --regex Enable regular expression to match (wildcard matching by default)
--source-only Output source code only
<class-pattern> Class name pattern, use either '.' or '/' as separator
<method-name> method name pattern, decompile a specific method instead of the whole class
如上面所示的EXAMPLES，jad可以反编译类(class-pattern)，反编译类的某个方法(method-name)，如果有多个classLoader，还可以使用-c来选择显示哪个等。
3.5 方法执行监控：monitor
monitor可以定时输出方法的执行情况进行监控，包括调用次数，成功次数，失败次数，平均时长，失败率等，有点像BTrace中的@Timer，但是更方便。-h查看使用帮助：
$ monitor -h
USAGE:
monitor [-c <value>] [-h] [-n <value>] [-E] class-pattern method-pattern
SUMMARY:
Monitor method execution statistics, e.g. total/success/failure count, average rt, fail rate, etc.
Examples:
monitor org.apache.commons.lang.StringUtils isBlank
monitor org.apache.commons.lang.StringUtils isBlank -c 5
monitor -E org\.apache\.commons\.lang\.StringUtils isBlank
OPTIONS:
-c, --cycle <value> The monitor interval (in seconds), 60 seconds by default
-h, --help this help
-n, --limits <value> Threshold of execution times
-E, --regex Enable regular expression to match (wildcard matching by default)
<class-pattern> Path and classname of Pattern Matching
<method-pattern> Method of Pattern Matching
如上面所示的EXAMPLES，可以监测方法执行情况，默认是60s输出一次，可以使用-c来修改输出间隔时间。
3.6 方法执行数据监测：watch
类似于BTrace的@OnMethod，若想在线上的应用中把执行方法时的参数，返回值，异常信息，watch命令就非常合适。-h使用帮助：
$ watch -h
USAGE:
watch [-b] [-e] [-x <value>] [-f] [-h] [-n <value>] [-E] [-M <value>] [-s] class-pattern method-pattern express [condition-express]
SUMMARY:
Display the input/output parameter, return object, and thrown exception of specified method invocation
The express may be one of the following expression (evaluated dynamically):
target : the object
clazz : the object's class
method : the constructor or method
params : the parameters array of method
params[0..n] : the element of parameters array
returnObj : the returned object of method
throwExp : the throw exception of method
isReturn : the method ended by return
isThrow : the method ended by throwing exception
#cost : the execution time in ms of method invocation
Examples:
watch -b org.apache.commons.lang.StringUtils isBlank params
watch -f org.apache.commons.lang.StringUtils isBlank returnObj
watch org.apache.commons.lang.StringUtils isBlank '{params, target, returnObj}' -x 2
watch -bf *StringUtils isBlank params
watch *StringUtils isBlank params[0]
watch *StringUtils isBlank params[0] params[0].length==1
watch *StringUtils isBlank params '#cost>100'
watch -E -b org\.apache\.commons\.lang\.StringUtils isBlank params[0]
OPTIONS:
-b, --before Watch before invocation
-e, --exception Watch after throw exception
-x, --expand <value> Expand level of object (1 by default)
-f, --finish Watch after invocation, enable by default
-h, --help this help
-n, --limits <value> Threshold of execution times
-E, --regex Enable regular expression to match (wildcard matching by default)
-M, --sizeLimit <value> Upper size limit in bytes for the result (10 * 1024 * 1024 by default)
-s, --success Watch after successful invocation
<class-pattern> The full qualified class name you want to watch
<method-pattern> The method name you want to watch
<express> the content you want to watch, written by ognl.
Examples:
params
params[0]
'params[0]+params[1]'
'{params[0], target, returnObj}'
returnObj
throwExp
target
clazz
method
如上面所示的EXAMPLES，监测时机分别是方法执行前(-b)，方法执行结束(-f，默认值)，方法执行成功(-s)。监测内容包括：参数(params)，返回值(returnObj)，异常(throwExp)等。
4 总结
Arthas的强大功能，基本可以对java应用进行全面的监测，是线上应用监测的好帮手，本文相对比较简单地对Arthas的安装和使用进行入门讲解，抛砖引玉，希望大家能上Arthas官方网站进一步学习，里面已经对各命令都有详细的讲解和示例，从而让自己的java监测技术更扎实。
参数资料
Arthas官网：https://alibaba.github.io/arthas/