Preskoči na glavni sadržaj

Arthas — alijavin open-source alat za dijagnostiku Jave

Put ka boljoj JaviJava jezgroJava virtuelna mašina1399 reči5 min

Arthas je alijavin open-source alat za dijagnostiku Jave na produkciji; kroz globalni pregled može da prikaže podatke o stanju memorije, GC-a, niti itd. aplikacije, a omogućava i dijagnostiku poslovnih problema bez izmene koda, uključujući pregled argumenata pri pozivu metoda, vremena izvršenja, steka izuzetaka i sl., što znatno povećava efikasnost pronalaženja problema u produkcionom okruženju.

Zvanični sajt Arthasa jeste https://arthas.aliyun.com/doc/, a trenutno najnovija verzija jeste 3.7.2.

Mnogo je moćniji od komandnolinijskih alata i vizuelnih alata koje smo ranije predstavili; ukoliko ponovo naiđete na sledeće probleme, biće vam lako da ih rešite.

  • Klijent prijavi problem na produkciji — kako ga ponovo izazvati? Da li da tražite od klijenta da još jednom klikne?
  • Izuzetak je progutan i ne znate šta da radite — a kada pogledate ko je napisao taj kod, to ste zapravo vi sami!
  • Pronalazite tuđi produkcioni bug, kod još niste ni razumeli, a nema ni jednog reda loga — znoj na dlanu!
  • Na preliminarnom okruženju debugujete, pa kad malo potraje, u grupi se digla vika!
  • Dodate log i ponovo rasporedite — pola sata ode, problem još nije nađen, a svetiljka iznad glave već odavno osvetljava ceo sprat......
  • Na produkcionoj mašini ne možete da debugujete niti da otvorite debug port; da li će ponovno raspoređivanje narušiti trenutno stanje?
  • Sumnjate na problem sa ulaznim argumentima, sumnjate na problem sa spajanjem koda, sumnjate da raspoređivanje nije uspelo — sve su upitnici......
  • Ceo dan tražite jedan problem, pa vas grde da ste spori......

Čitaoci su neprestano tražili Arthas tutorijal, pa ćemo u ovom tekstu detaljno da ga obradimo.

Instalacija Arthasa

Instalacija na macOS

Isprobajmo ga najpre lokalno. Pošto je moj lokalni računar macOS, uzimaću macOS kao primer; korisnici Windowsa mogu pogledati zvaničnu dokumentaciju — veoma je jednostavno.

Na mom lokalnom računaru već je pokrenut projekat tehnička frakcija (paicoding), pa ćemo kao primer uzeti taj projekat i pogledati upotrebu Arthasa.

Zvanično preporučen način instalacije jeste putem arthas-boot-a, pa ćemo se držati njega:

curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar
java -jar arthas-boot.jar

Nakon izvršenja gore navedenih komandi, Arthas će izlistati Java procese koje je moguće praćiti — na primer, drugi proces u donjem izlazu [2]: 79209 com.github.paicoding.forum.web.QuickForumApplication jeste proces projekta tehnička frakcija; jednostavno unesite 2 i pritisnite Enter. Arthas će se povezati na taj proces, ispisati log sa Arthas oznakom i ući u interaktivno okruženje Arthas komandi.

$ java -jar arthas-boot.jar
[INFO] arthas-boot version: 3.7.2
[INFO] Found existing java process, please choose one and input the serial
       number of the process, eg : 1. Then hit ENTER.
* [1]: 79001 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher
  [2]: 79209 com.github.paicoding.forum.web.QuickForumApplication
2
[arthas@79209]$

Instalacija na Linuxu

Kada lokalno prođe, isprobajmo projekat na serveru; tehnička frakcija raspoređena je na Hong Kong server u Tencent Cloudu. Prvo se ulogujemo na server, a zatim izvršimo sledeću komadu da bismo preuzeli arthas-boot.jar:

curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar

Zatim izvršimo java -jar arthas-boot.jar; Arthas će izlistati Java procese koje je moguće praćiti. Unesemo 1, pritisnemo Enter i Arthas će se povezati na proces tehničke frakcije, ispisati log sa Arthas oznakom i ući u interaktivno okruženje Arthas komandi — isti postupak kao na macOS-u.

OK, veoma je jednostavno, verujem da svako može da savlada.

IDEA Arthas dodatak

Arthas pruža i IDEA dodatak koji omogućava neposredno korišćenje Arthasa u IDEA-i (instalira se iz prodavnice dodataka, pretraga „Arthas Idea Plugin”), što je veoma zgodno; desni klik na metodu nudi gotove Arthas komande (watch, trace, monitor...) sa popunjenim imenom klase i metode.

Zvanična dokumentacija:

https://www.yuque.com/arthas-idea-plugin/help

Često korišćene komande Arthasa

Arthas pruža veoma mnogo komandi, na primer one vezane za JVM:

  • dashboard: prikaz podataka JVM-a u realnom vremenu, uključujući CPU, memoriju, GC, niti itd.
  • jvm: prikaz podataka o JVM-u, uključujući JVM parametre, class loadere, podatke o klasama, podatke o nitima itd.
  • sysprop: pregled i izmena sistemskih osobina JVM-a.
  • vmoption: pregled i izmena parametara pri pokretanju JVM-a.
  • heapdump: generisanje snimka memorije hipa, slično komandi jmap.

Na primer, vezane za učitavanje klasa:

  • sc: pregled podataka o klasama, uključujući strukturu klase, metode, polja itd.
  • sm: pregled podataka o metodama, uključujući argumente metode, povratne vrednosti, izuzetke itd.

Na primer, vezane za pozive metoda:

  • tt: statistika broja poziva metoda i utrošenog vremena.
  • trace: praćenje procesa poziva metoda, uključujući argumente metode, povratne vrednosti, izuzetke itd.
  • monitor: praćenje procesa poziva metoda.

Provešću vas kroz neke od češće korišćenih komada; ostale komande možete naći u zvaničnoj dokumentaciji.

Komanda dashboard

Komanda dashboard može prikazati podatke JVM-a u realnom vremenu, uključujući niti, memoriju, runtime parametre itd.

[arthas@79209]$ dashboard
Threads:
  ID   NAME                PRIORI  STATE     %CPU  TIME   INTERRUPT  DAEMON
  62   DestroyJavaVM       5       RUNNABLE  0.0   0:0    false      false
  ...

Memory:
          used     total    max      usage
  heap    132M     512M     512M     25.78%
  g1_eden_space ...
Runtime:
  os.name            Mac OS X
  java.version       17.0.9
  ...

Komanda thread

Komanda thread može prikazati podatke o nitima, uključujući stanja niti, stekove niti itd.

[arthas@79209]$ thread
Threads Total: 220, New: 42, Runnable: 12, Blocked: 0, Waiting: 88, TimedWaiting: 76 ...
  ID   NAME                             GROUP   PRIORI  STATE     %CPU  TIME
  108  AsyncAppender-Worker-Thread-...  main    5       WAITING   0.0   0:0
  96   lettuce-eventExecutor-3-1       main    5       RUNNABLE  2.1   0:12
  ...

Argumenti komande thread su:

# ispisuje stek tri niti koje su trenutno najzauzetije
thread -n 3
# prikazuje stek niti sa ID-jem 1
thread 1
# pronalazi nit koja trenutno blokira druge niti
thread -b
# prikazuje niti sa zadatim stanjem
thread -state WAITING

Komanda sysprop

Komanda sysprop može prikazati i izmeniti sistemske osobine JVM-a.

Podržava dopunu komande pomoću TAB tastera~

Komanda logger

Komanda logger može prikazati i izmeniti nivo logovanja; ova komanda je veoma korisna.

Na primer, na produkciji se obično ne ispisuju logovi na DEBUG nivou, ali ponekad nam takvi logovi trebaju da bismo pronašli problem; tada možemo pomoću komande logger izmeniti nivo logovanja.

Prvi korak: najpre komandom logger pregledamo podrazumevani nivo logovanja:

Drugi korak: komandom logger --name ROOT --level DEBUG izmenimo nivo logovanja na DEBUG; ponovnim pregledom nivoa logovanja uviđamo da je izmena uspela:

Komanda sc

Komanda sc može prikazati podatke o klasama, uključujući strukturu klase, metode, polja itd.

Primer 1: komandom sc com.github.paicoding.forum.web.front.* pregledamo sve klase u paketu:

[arthas@79209]$ sc com.github.paicoding.forum.web.front.*
com.github.paicoding.forum.web.front.ReadController
com.github.paicoding.forum.web.front.home.IndexController
com.github.paicoding.forum.web.front.home.vo.IndexVo
...
Affect(row-cnt:47) cost in 13 ms.

Primer 2: komandom sc -d com.github.paicoding.forum.web.front.home.IndexController pregledamo detaljne podatke o klasi:

Primer 3: komandom sc -d -f com.github.paicoding.forum.web.front.home.vo.IndexVo pregledamo podatke o poljima klase:

Komanda jad

Komanda jad može dekompilirati bytecode klase; ukoliko vam se učini da kod na produkciji ne odgovara očekivanom, možete ga dekompilirati i pregledati.

Primer 1: komandom jad com.github.paicoding.forum.web.front.home.IndexController dekompiliramo bytecode klase:

[arthas@79209]$ jad com.github.paicoding.forum.web.front.home.IndexController

ClassLoader:
  +-org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@5e2de80c

Location:
  /app/quick-forum.jar!/BOOT-INF/classes!/

/*
 * Decompiled with CFR.
 */
package com.github.paicoding.forum.web.front.home;

@Controller
public class IndexController {
    public IndexVo index(...) { ... }
}

Komanda monitor

Komanda monitor može praćiti podatke o izvršenju metoda, uključujući utrošeno vreme i sl.

Primer 1: komandom monitor -c 3 com.github.paicoding.forum.web.front.home.IndexController index praćimo podatke o izvršenju metoda; argument -c označava broj praćenja:

Komanda watch

Komanda watch može posmatrati argumente i povratne vrednosti u procesu izvršenja metoda.

Primer 1: komandom watch com.github.paicoding.forum.web.front.home.IndexController index posmatramo argumente i povratne vrednosti u procesu izvršenja metoda:

Kratak pregled

Arthas je izuzetno moćan, a može se koristiti uz mnoge dodatke, kao što je Arthas IDEA dodatak koga smo malopre pomenuli; podržane komande obuhvataju i sledeće grupe:

  • Dijagnostika JVM-a: dashboard, jvm, sysprop, vmoption, heapdump, getstatic, ognl
  • Klase i metode: sc, sm, jad, mc (redefine), watch, trace, stack, tt, monitor
  • Alati: logger, vmtool, profiler (async-profiler), options, reset
  • Ostalo: help, cls, session, version, history, keymap

Dokumentacija je napisana vrlo celovito (spisak svih komandi), pa neću dalje izlagati; ovaj tekst neka posluži samo kao povod za dalje istraživanje.

Kada ubuduće naiđete na produkcioni problem, iskoristićemo Arthas za konkretnu borbu i prošetaćemo vas kroz nju.

Preporučeno čitanje: