不停机替换线上代码？ 你没听错，Arthas它能做到
写在前边
有没有这样一种感受，自己写的代码在开发、测试环境跑的稳得一笔，可一到线上就抽风，不是缺这个就是少那个反正就是一顿报错，线上调试代码又很麻烦，让人头疼得很。阿里巴巴出了一款名叫Arthas的工具，可以在线分析诊断Java代码，着实让人眼前一亮。
一、Arthas 是什么?
Arthas(阿尔萨斯) 是阿里开源的一个Java在线分析诊断工具
二、Arthas 能解决啥问题？
在日常开发上线过程中，我们多多少少都会遇到下边这些问题，苦于无法在线调试，只能通过老鸟的经验来硬分析bug，效率上不去还总开口问别人答疑解惑，多少有些不好意思。
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这个类从哪个 jar 包加载的？为什么会报各种类相关的 Exception？
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我改的代码为什么没有执行到？难道是我没 commit？分支搞错了？
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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？
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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！
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是否有一个全局视角来查看系统的运行状况？
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有什么办法可以监控到JVM的实时运行状态？
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线上代码有错误，不想重新发布？那能不能改class文件替换一下？
三、Arthas两种安装、启动方式
1、jar包启动
wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar
java -jar arthas-boot.jar --target-ip 0.0.0.0
首先想用arthas调试项目，服务器必须要有运行着的Java服务，demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar就是我启动的测试项目，启动arthas后它会自动检测本地所有的Java服务列出来，我们只需按照序号输入想要调试的项目即可，选1进入对应进程的arthas交互平台
[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
2、在线安装
curl -L https://alibaba.github.io/arthas/install.sh | sh
执行上面的命令会在所在的文件中生成as.sh执行文件
启动arthas
./as.sh PID #进程id 指定JAVA进程id
./as.sh -h #h来获取更多参数信息
3、远程连接：
要想使用arthas服务的 web console必须对外暴露本机ip
java -jar arthas-boot.jar --target-ip 172.17.72.201
java -jar arthas-boot.jar --telnet-port 9999 --http-port -1
./as.sh --target-ip 0.0.0.0
./as.sh --telnet-port 9999 --http-port -1
访问arthas控制台也有两种方法
(1)、web console 界面
重点说明：--target-ip 的ip 一定要是arthas所在机器对外暴露的ip，但如果用的是阿里云机器必须要使用私有ip启动arthas服务，但访问必须是公网IP
(2)、telnet方式
telnet 10.0.2.5 8563
访问 http://59.110.218.9:8563/ ，进入交互平台
四、Arthas 命令使用
1、Dashboard 命令
查看当前系统的实时数据面板，例如：服务器thread信息、内存memory、GC回收等情况
2、Thread（线程监控）
$ 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
可以看到这个线程是被synchroned关键字锁导致的阻塞 ，目前只支持找出synchronized关键字阻塞住的线程， 如果是java.util.concurrent.Lock， 目前还不支持。
Number of locked synchronizers = 1
- java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker@a2f70c7
thread -n 3 #当前最忙的前N个线程
thread -b, ##找出当前阻塞其他线程的线程
thread -n 3 -i 1000 #间隔一定时间后展示
重点学习：thread -b, ##找出当前阻塞其他线程的线程
3、JVM （jvm实时运行状态，内存使用情况等）
$ 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
4、trace (当前方法内部调用路径，路径上每个节点的耗时)
$ trace #类名 #方法名
对于执行耗时相对较长的方法，调用链路耗时属性会高亮显示方便排查
参数 -j 可以过滤jdk的函数 trace -j com.example.demo.controller index2
参数 #cost 可以按执行耗时毫秒ms过滤 trace -j com.example.demo.controller index2 ’#cost >10‘
5、watch
当前方法执行数据观测，能观察到的范围为：返回值、抛出异常、入参
$ trace #类名 #方法名 "{params,target,returnObj，throwExp }"
OGNL 表达式 {params,target,returnObj，throwExp }
throwExp：异常params ：入参（数组），单个参数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],
]
6、stack
当前方法被调用的路径，显示当前方法被那些方法调用
public static String uuidOne() {
return uuidTwo();
}
public static String uuidTwo() {
return UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "");
}
$ 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)
7、monitor 命令
监控类、方法的调用进行监控，调用次数、成功次数、失败次数、平均响应时长、失败率等
$ 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%
8、classloader 命令
将JVM中所有的类加载器统计出来，树状展示
$ classloader #每种classloader加载类的个树
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 # 类加载器间的层级关系
+-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
五、线上代码热更新（动态修改上线项目代码）
手动在代码中抛异常，不停机不重新发包的情况下，修改线上代码
启动服务也达到我们预期异常
替换代码的流程：
1、jad命令 将需要更改的文件先进行反编译，保存下来 ，编译器修改
$ jad --source--only com.example.demo.DemoApplication > /data/DemoApplication.java
修改完以后需要将类重新加载到JVM
2、SC命令 查找当前类是哪个classLoader加载的
$ sc -d *DemoApplication | grep classLoader
classLoaderHash 20ad9418 #类加载器 编号
3、MC命令 用指定的classloader重新将类在内存中编译
$ mc -c 20ad9418 /data/DemoApplication.java -d /data
Memory compiler output:
/data/com/example/demo/DemoApplication.class
4、redefine命令 将编译后的类加载到JVM
上边编译后的.class文件地址
$ redefine /data/com/example/demo/DemoApplication.class
redefine success, size: 1
文件替换后我们再次访问一下程序，发现异常没有了程序已经是我们修改正确后的，class文件替换成功
这样我们就用arthas现实了不停机、不发包替换了生产环境的Java代码，功能确实比较强大，本文只揭开了arthas强大功能的冰山一角，后续将出更详细的文章，方便大家一起学习
水文一篇希望对您有一点帮助，学无止境，加油！
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