jvm调优神器——arthas

在上一篇《jvm调优的几种场景》中介绍了几种常见的jvm方面调优的场景，用的都是jdk自带的小工具，比如jps、jmap、jstack等。用这些自带的工具排查问题时最大的痛点就是过程比较麻烦，就好比如排查cpu占用率过高的问题，就要top->jps->printf->jstack等一系列的操作。本篇介绍一个jvm工具，它是阿里巴巴开源的一个工具——arthas（阿尔萨斯）。

一、安装

arthas在github上有个page，地址是https://alibaba.github.io/arthas/。

安装的方式有好几种：

直接下载一个可以启动的jar包然后用java -jar的方式启动
用官方提供的as.sh脚本一键安装
用rpm的方式安装

本篇介绍第一种方式，因为它简单而且想迁移的时候也超级方便（毕竟只需要把下载的jar包拷贝走就行了）。

curl -O https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar

如果下载速度太慢，可以用gitee上的源

curl -O https://arthas.gitee.io/arthas-boot.jar

curl命令直接把arthas-boot.jar下载到你想要的目录

[root@localhost ~]# ll -lrt
-rw-r--r--. 1 root root   138880 Jun 22 02:55 arthas-boot.jar

二、启动

用java命令直接启动

[root@localhost ~]# java -jar arthas-boot.jar 
[INFO] arthas-boot version: 3.3.3
[INFO] Can not find java process. Try to pass <pid> in command line.
Please select an available pid.

但是这里启动失败了，这是因为arthas在启动时会检测本机运行的jvm进程，然后让用户选择需要绑定的进程，后面的操作都是针对选定的进程的。

这里我先启动一个java应用，然后再启动arthas。

[root@localhost ~]# java -jar arthas-boot.jar 
[INFO] arthas-boot version: 3.3.3
[INFO] Found existing java process, please choose one and input the serial number of the process, eg : 1. Then hit ENTER.
* [1]: 2467 jvm-0.0.1-SNAPSHOT.jar

下面就列出了本机正在运行的java进程，等待用户输入，这里输入1然后回车。如果是第一次启动需要下载一些必要的文件，等待下载完成即可。

[root@localhost arthas]# java -jar arthas-boot.jar 
[INFO] arthas-boot version: 3.3.3
[INFO] Found existing java process, please choose one and input the serial number of the process, eg : 1. Then hit ENTER.
* [1]: 2467 jvm-0.0.1-SNAPSHOT.jar
1
[INFO] arthas home: /usr/local/arthas
[INFO] Try to attach process 2467
[INFO] Attach process 2467 success.
[INFO] arthas-client connect 127.0.0.1 3658
  ,---.  ,------. ,--------.,--.  ,--.  ,---.   ,---.                           
 /  O  \ |  .--. ''--.  .--'|  '--'  | /  O  \ '   .-'                          
|  .-.  ||  '--'.'   |  |   |  .--.  ||  .-.  |`.  `-.                          
|  | |  ||  |\  \    |  |   |  |  |  ||  | |  |.-'    |                         
`--' `--'`--' '--'   `--'   `--'  `--'`--' `--'`-----'                          
                                                                                

wiki      https://alibaba.github.io/arthas                                      
tutorials https://alibaba.github.io/arthas/arthas-tutorials                     
version   3.3.3                                                                 
pid       2467                                                                  
time      2020-06-22 03:02:31                                                   
[arthas@2467]$

如果看到这个界面就表示启动并关联成功了。

三、help命令

在arthas交互环境中，可以输入help命令，然后会出现所有arthas支持的命令

[arthas@2467]$ help
 NAME         DESCRIPTION                      
 help         Display Arthas Help                                       
 keymap       Display all the available keymap for the specified connection.  
 sc           Search all the classes loaded by JVM       
 sm           Search the method of classes loaded by JVM      
 classloader  Show classloader info 
 jad          Decompile class 
 getstatic    Show the static field of a class     
 ...

如果不知道命令的用法，可以输入相应的命令后加参数--help，比如可以看一下sc命令的用法

[arthas@2467]$ sc --help
 USAGE:                                    
   sc [-c <value>] [-d] [-x <value>] [-f] [-h] [-E] class-pattern                                                                                     
 SUMMARY:                                                                                                                             
   Search all the classes loaded by JVM                                                                                                       
 EXAMPLES:                                   
   sc -d org.apache.commons.lang.StringUtils   
   sc -d org/apache/commons/lang/StringUtils   
   sc -d *StringUtils                          
   sc -d -f org.apache.commons.lang.StringUtils                                        
   sc -E org\\.apache\\.commons\\.lang\\.StringUtils                                                                                  
                        
 WIKI:                                
   https://alibaba.github.io/arthas/sc                                                                                                                             
 OPTIONS:                                                
 -c, --classloader <value>                    The hash code of the special class's classLoader                                        
 -d, --details                                Display the details of class        
 -x, --expand <value>                         Expand level of object (0 by default)
 -f, --field                                  Display all the member variables 
 -h, --help                                   this help                             
 -E, --regex                                  Enable regular expression to match (wildcard matching by default)                       
 <class-pattern>                              Class name pattern, use either '.' or '/' as separator

不仅会显示出命令是干嘛用的，命令的完整参数，还很贴心地提供了一些具体的例子，如果英语看不习惯，还可以到WIKI下面那个地址看官方文档，有中文版的。

四、用arthas解决上一篇的问题

（1）cpu占用过高

用thread命令列出线程的信息

[arthas@2467]$ threadThreads Total: 28, NEW: 0, RUNNABLE: 11, BLOCKED: 0, WAITING: 14, TIMED_WAITING: 3, TERMINATED: 0                                     
ID         NAME                              GROUP                 PRIORITY   STATE      %CPU        TIME       INTERRUPTE DAEMON     
16         http-nio-8080-exec-2              main                  5          RUNNABLE   99          0:25       false      true       
29         Attach Listener                   system                9          RUNNABLE   0           0:0        false      true       
11         Catalina-utility-1                main                  1          WAITING    0           0:0        false      false      
12         Catalina-utility-2                main                  1          TIMED_WAIT 0           0:0        false      false      
28         DestroyJavaVM                     main                  5          RUNNABLE   0           0:4        false      false      
3          Finalizer                         system                8          WAITING    0           0:0        false      true       
2          Reference Handler                 system                10         WAITING    0           0:0        false      true

这个命令会把所有线程按照cpu占用率从高到低列出来，如果线程太多，可以通过-n参数指定输出的行数。

上面的输出结果可以看到id为16的这个线程cpu占用率很过，然后再通过thread加线程id输出改线程的栈信息

[arthas@2467]$ thread 16"http-nio-8080-exec-2" Id=16 RUNNABLE
    at com.spareyaya.jvm.service.EndlessLoopService.service(EndlessLoopService.java:19)
    at com.spareyaya.jvm.controller.JVMController.endlessLoop(JVMController.java:30)
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)
    at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
    ...

两步就定位到了问题

（2）死锁

还是用thread命令，参数是-b

[arthas@2997]$ thread -b"Thread-3" Id=29 BLOCKED on java.lang.Object@3f20bf9 owned by "Thread-4" Id=30
    at com.spareyaya.jvm.service.DeadLockService.service1(DeadLockService.java:27)
    -  blocked on java.lang.Object@3f20bf9
    -  locked java.lang.Object@2fea801a <---- but blocks 1 other threads!
    at com.spareyaya.jvm.controller.JVMController.lambda$deadLock$0(JVMController.java:37)
    at com.spareyaya.jvm.controller.JVMController$$Lambda$456/748979989.run(Unknown Source)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

这个命令和jstack工具检测死锁同样简单，不过个人认为jstack工具检测死锁其实要比这个更直观一些。