上一篇文章介绍了JDK自带的一些可以查看JVM各种参数的工具，但在linux服务器上没有可视化的工具使用，如果通过远程连接到linux服务器还需要启动jstatd和JMX等，是存在一些安全隐患的。
但JDK自带的一些基本命令行工具虽然可以查看内容，但也不是特别方便，不能够直观的看到JVM内部的情况，于是阿里巴巴在2018年9月推出了一款Java诊断工具Arthas，它支持JDK6+，采用命令行的交互方式，可以很方便的定位和诊断线上程序运行的问题。
Arthas可以看作是对JDK工具包的一种再次封装，同时提供了更多强大且丰富的功能。
一、安装Arthas
Arthas是一个类似于SpringBoot的应用包，直接下载arthas-boot.jar然后通过java -jar命令执行就可以了
通过下面的命令下载应用包：
curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar
也可以通过wget命令来下载：
# github下载arthas
wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar
# 或者 Gitee 下载
wget https://arthas.gitee.io/arthas-boot.jar
现在完成后，就可以看到当前目录下有一个arthas-boot.jar的JAR包，直接运行Jar包就可以了
java -jar arthas-boot.jar
也可以通过参数-h来查看有哪些选项
[root@lizhi arthas]# java -jar arthas-boot.jar -h
[INFO] arthas-boot version: 3.6.1
Usage: arthas-boot [-h] [--target-ip <value>] [--telnet-port <value>]
[--http-port <value>] [--session-timeout <value>] [--arthas-home <value>]
[--use-version <value>] [--repo-mirror <value>] [--versions] [--use-http]
[--attach-only] [-c <value>] [-f <value>] [--height <value>] [--width
<value>] [-v] [--tunnel-server <value>] [--agent-id <value>] [--app-name
<value>] [--username <value>] [--password <value>] [--stat-url <value>]
[--select <value>] [--disabled-commands <value>] [pid]
Bootstrap Arthas
EXAMPLES:
java -jar arthas-boot.jar <pid>
java -jar arthas-boot.jar --target-ip 0.0.0.0
java -jar arthas-boot.jar --telnet-port 9999 --http-port -1
java -jar arthas-boot.jar --username admin --password <password>
java -jar arthas-boot.jar --tunnel-server 'ws://192.168.10.11:7777/ws'
--app-name demoapp
java -jar arthas-boot.jar --tunnel-server 'ws://192.168.10.11:7777/ws'
--agent-id bvDOe8XbTM2pQWjF4cfw
java -jar arthas-boot.jar --stat-url 'http://192.168.10.11:8080/api/stat'
java -jar arthas-boot.jar -c 'sysprop; thread' <pid>
java -jar arthas-boot.jar -f batch.as <pid>
java -jar arthas-boot.jar --use-version 3.6.1
java -jar arthas-boot.jar --versions
java -jar arthas-boot.jar --select math-game
java -jar arthas-boot.jar --session-timeout 3600
java -jar arthas-boot.jar --attach-only
java -jar arthas-boot.jar --disabled-commands stop,dump
启动完成后，就会把指定服务器上所有的JVM进程全部展示出来，类似于jps命令
[root@lizhi arthas]# java -jar arthas-boot.jar
[INFO] arthas-boot version: 3.6.1
[INFO] Found existing java process, please choose one and input the serial number of the process, eg : 1. Then hit ENTER.
* [1]: 17540 org.apache.rocketmq.namesrv.NamesrvStartup
[2]: 1477 /usr/local/nacos/target/nacos-server.jar
[3]: 2559202 /usr/local/sentinel/sentinel-dashboard-1.8.3.jar
[4]: 55755 kafka.Kafka
[5]: 1892366 org.apache.rocketmq.broker.BrokerStartup
[6]: 56755 kafka.Kafka
[7]: 57652 play.core.server.ProdServerStart
[8]: 1890795 io.seata.server.Server
[9]: 2559036 /usr/local/shop-public/shop-gateway/shop-gateway-1.0.jar
[10]: 1890722 io.seata.server.Server
[11]: 50591 org.apache.zookeeper.server.quorum.QuorumPeerMain
每个JVM进程前面都有一个序号，想要查看哪个JVM进程的信息，在命令行输出序号，然后回车即可，相当于把Arthas绑定到哪个JVM进程上，在这个过程中，Arthas会把所有相关的程序包全部下载下来(选择查看9号JVM进程)
9
[INFO] Start download arthas from remote server: https://arthas.aliyun.com/download/3.6.1?mirror=aliyun
[INFO] Download arthas success.
[INFO] arthas home: /root/.arthas/lib/3.6.1/arthas
[INFO] Try to attach process 2559036
[INFO] Attach process 2559036 success.
[INFO] arthas-client connect 127.0.0.1 3658
,---. ,------. ,--------.,--. ,--. ,---. ,---.
/ O \ | .--. ''--. .--'| '--' | / O \ ' .-'
| .-. || '--'.' | | | .--. || .-. |`. `-.
| | | || |\ \ | | | | | || | | |.-' |
`--' `--'`--' '--' `--' `--' `--'`--' `--'`-----'
wiki https://arthas.aliyun.com/doc
tutorials https://arthas.aliyun.com/doc/arthas-tutorials.html
version 3.6.1
main_class
pid 2559036
time 2022-05-23 13:56:56
然后在**/root/.arthas/lib/3.6.1/arthas**目录下可以看到所有的应用包：
扫描二维码关注公众号，回复：
14664778 查看本文章
[root@lizhi arthas]# cd /root/.arthas/lib/3.6.1/arthas
[root@lizhi arthas]# ll
total 13608
-rw-r--r-- 1 root root 8459 May 23 13:56 arthas-agent.jar
-rw-r--r-- 1 root root 141890 May 23 13:56 arthas-boot.jar
-rw-r--r-- 1 root root 430942 May 23 13:56 arthas-client.jar
-rw-r--r-- 1 root root 13266497 May 23 13:56 arthas-core.jar
-rw-r--r-- 1 root root 531 May 23 13:56 arthas.properties
-rw-r--r-- 1 root root 5445 May 23 13:56 arthas-spy.jar
-rw-r--r-- 1 root root 3113 May 23 13:56 as.bat
-rw-r--r-- 1 root root 7744 May 23 13:56 as-service.bat
-rw-r--r-- 1 root root 33257 May 23 13:56 as.sh
drwxr-xr-x 2 root root 113 May 23 13:56 async-profiler
-rw-r--r-- 1 root root 635 May 23 13:56 install-local.sh
drwxr-xr-x 2 root root 108 May 23 13:56 lib
-rw-r--r-- 1 root root 2020 May 23 13:56 logback.xml
-rw-r--r-- 1 root root 4493 May 23 13:56 math-game.jar
下面就可以通过Arthas提供的命令来查看JVM内部的各种数据。
二、Arthas命令示例
2.1 dashboard
命令行输入dashboard可以查看整个JVM进程的运行情况，包括线程、内存、GC、运行环境等信息，会动态刷新，默认每5s刷新一次，可以按ctrl+c退出该命令。
基本信息如下：
[arthas@2559036]$ dashboard
ID NAME GROUP PRIORITY STATE %CPU DELTA_TIME TIME INTERRUPTED DAEMON
53 sentinel-time-tick-thread main 5 TIMED_WAITING 0.0 0.000 708:14.338 false true
20 com.alibaba.nacos.client.Worker.fixed-120.79.22 main 5 TIMED_WAITING 0.0 0.000 115:8.497 false true
35 com.alibaba.nacos.client.Worker.fixed-120.79.22 main 5 TIMED_WAITING 0.0 0.000 113:38.550 false true
-1 G1 Young RemSet Sampling - -1 - 0.0 0.000 45:56.088 false true
54 sentinel-system-status-record-task-thread-1 main 5 TIMED_WAITING 0.0 0.000 40:10.114 false true
-1 VM Periodic Task Thread - -1 - 0.0 0.000 33:33.421 false true
-1 VM Thread - -1 - 0.0 0.000 11:32.233 false true
-1 GC Thread#3 - -1 - 0.0 0.000 7:46.382 false true
-1 GC Thread#1 - -1 - 0.0 0.000 7:46.226 false true
-1 GC Thread#0 - -1 - 0.0 0.000 7:45.582 false true
-1 GC Thread#2 - -1 - 0.0 0.000 7:45.561 false true
49 sentinel-command-center-service-executor-thread main 5 WAITING 0.0 0.000 6:54.034 false false
66 sentinel-command-center-service-executor-thread main 5 WAITING 0.0 0.000 6:52.469 false false
65 sentinel-command-center-service-executor-thread main 5 WAITING 0.0 0.000 6:52.454 false false
67 sentinel-command-center-service-executor-thread main 5 WAITING 0.0 0.000 6:52.070 false false
45 com.alibaba.nacos.client.naming.updater main 5 WAITING 0.0 0.000 6:45.740 false true
55 com.alibaba.nacos.client.naming.updater main 5 TIMED_WAITING 0.0 0.000 6:45.310 false true
64 com.alibaba.nacos.naming.beat.sender main 5 WAITING 0.0 0.000 5:24.288 false true
58 com.alibaba.nacos.naming.beat.sender main 5 TIMED_WAITING 0.0 0.000 5:21.624 false true
29 sentinel-heartbeat-send-task-thread-1 main 5 TIMED_WAITING 0.0 0.000 5:1.846 false true
63 sentinel-heartbeat-send-task-thread-2 main 5 WAITING 0.0 0.000 4:4.563 false true
48 boundedElastic-1 main 5 WAITING 0.0 0.000 2:55.856 false true
52 boundedElastic-4 main 5 WAITING 0.0 0.000 2:55.706 false true
31 mysql-cj-abandoned-connection-cleanup main 5 TIMED_WAITING 0.0 0.000 2:28.868 false true
18 com.alibaba.nacos.client.identify.watcher.0 main 5 TIMED_WAITING 0.0 0.000 1:54.626 false true
70 com.alibaba.nacos.client.Worker.longPolling.fix main 5 WAITING 0.0 0.000 1:33.477 false true
28 sentinel-command-center-executor-thread-1 main 5 RUNNABLE 0.0 0.000 1:18.159 false false
39 com.alibaba.nacos.naming.failover main 5 TIMED_WAITING 0.0 0.000 1:9.303 false true
46 Nacos-Watch-Task-Scheduler-1 main 5 TIMED_WAITING 0.0 0.000 1:7.794 false false
Memory used total max usage GC
heap 201M 512M 512M 39.33% gc.g1_young_generation.count 3722
g1_eden_space 170M 322M -1 52.80% gc.g1_young_generation.time(ms) 7174
g1_old_gen 30M 189M 512M 5.93% gc.g1_old_generation.count 1
g1_survivor_space 1M 1M -1 100.00% gc.g1_old_generation.time(ms) 87
nonheap 120M 126M -1 95.43%
codeheap_'non-nmethods' 1M 2M 5M 23.89%
metaspace 74M 75M -1 97.54%
codeheap_'profiled_nmethods' 22M 24M 117M 19.38%
compressed_class_space 8M 9M 1024M 0.86%
codeheap_'non-profiled_nmethods' 13M 13M 117M 11.50%
mapped 0K 0K - 0.00%
direct 80M 80M - 100.00%
Runtime
os.name Linux
os.version 4.18.0-240.22.1.el8_3.x86_64
java.version 11.0.13
java.home /usr/lib/jvm/java-11-openjdk-11.0.13.0.8-4.el8_5.x86_64
systemload.average 0.02
processors 4
timestamp/uptime Mon May 23 14:01:51 CST 2022/7850706s
2.2 thread
输入thread可以查看所有线程的情况
[arthas@2559036]$ thread
Threads Total: 85, NEW: 0, RUNNABLE: 17, BLOCKED: 0, WAITING: 33, TIMED_WAITING: 21, TERMINATED: 0, Internal threads: 14
ID NAME GROUP PRIORITY STATE %CPU DELTA_TIME TIME INTERRUPTED DAEMON
53 sentinel-time-tick-thread main 5 TIMED_WAITING 0.56 0.001 708:16.553 false true
58 com.alibaba.nacos.naming.beat.sender main 5 TIMED_WAITING 0.19 0.000 5:21.661 false true
61869 arthas-command-execute system 5 RUNNABLE 0.18 0.000 0:0.004 false true
35 com.alibaba.nacos.client.Worker.fixed-120.79.22 main 5 TIMED_WAITING 0.1 0.000 113:38.912 false t
后面加上线程对应id可以查看线程目前的状态
[arthas@2559036]$ thread 29
"sentinel-heartbeat-send-task-thread-1" Id=29 TIMED_WAITING on java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject@3f5c9b9f
at [email protected]/jdk.internal.misc.Unsafe.park(Native Method)
- waiting on java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject@3f5c9b9f
at [email protected]/java.util.concurrent.locks.LockSupport.parkNanos(LockSupport.java:234)
at [email protected]/java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.awaitNanos(AbstractQueuedSynchronizer.java:2123)
at [email protected]/java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor$DelayedWorkQueue.take(ScheduledThreadPoolExecutor.java:1182)
at [email protected]/java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor$DelayedWorkQueue.take(ScheduledThreadPoolExecutor.java:899)
at [email protected]/java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:1054)
at [email protected]/java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1114)
at [email protected]/java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:628)
at [email protected]/java.lang.Thread.run(Thread.java:829)
通过thread -h可以查看更过的选项
除了上面这些命令外，Arthas还提供了反编译、线上数据监测(Debug)等强大的功能，更多参数可以参考Arthas的官方文档。
三、GC日志解析
对于Java应用，可以通过一些配置把程序运行过程中的GC日志全部打印出来，然后分析GC日志得到关键性指标，分析GC原因，调优JVM参数。
打印GC日志方法，在JVM参数里增加参数，%t 代表时间
-Xloggc:./gc-%t.log -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCCause
-XX:+UseGCLogFileRotation -XX:NumberOfGCLogFiles=10 -XX:GCLogFileSize=100M
Xloggc：日志文件位置
PrintGCDetails：打印GC的详细信息
PrintGCDateStamps：打印GC发生的时间
PrintGCTimeStamps：打印GC的耗时
PrintGCCause：打印导致GC的原因
UseGCLogFileRotation：GC日志文件轮流写，比如配置了10个GC文件，当这些GC文件都写满后，覆盖第一个GC文件继续写
NumberOfGCLogFiles：GC日志文件的个数
GCLogFileSize：GC日志文件大小。
注：上面这些参数都是在JDK1.8中，在JDK11中这些参数大部分都被移除了
下面以一条具体的GC日志来分析：
2022-05-23T16:23:08.413+0800: 40.485: [GC (Allocation Failure) 2022-05-23T16:23:08.413+0800: 40.485: [DefNew: 8640K->960K(8640K), 0.0127017 secs]2022-05-23T16:23:08.425+0800: 40.498: [Tenured
: 21595K->19990K(21632K), 0.0550609 secs] 23962K->19990K(30272K), [Metaspace: 30628K->30628K(1077248K)], 0.0679058 secs] [Times: user=0.06 sys=0.01, real=0.07 secs]
该条日志记录了发生Full GC的相关信息
-
40.485
这是JVM进程从启动开始到这次GC经过的时间，前面是具体的发生GC的日期
-
GC (Allocation Failure)
表示发生了一次
GC，括号里面时发生GC的原因，DefNew表示新生代的GC，Tenured表示老年代的GC，Metaspace表示元空间的GC -
8640K->960K(8640K), 0.0127017 secs
8640K表示GC前的内存占用，960K表示GC后的内存占用，8640K表示总共的内存占用，0.0127017表示GC占用的时间 -
user=0.06 sys=0.01, real=0.07 secs
user表示GC线程的运行时间，sys表示STW的时间，real表示总的GC的总耗时
如果使用CMS和G1，日志信息也差不太多，下面演示一下CMS的日志，启动参数需要加上-XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC ：
虽然从GC的日志文件也可以比较清晰的看到每次GC发生的具体信息，但对于线上环境的GC日志，内容是非常多的，分析起来就变得非常麻烦了，可以借助一些GC日志的分析工具，比如gceasy，导入GC日志文件后，可以直观的看到GC的原因，经过分析更有利于调整JVM的参数。
下面两个参数可以打印JVM的所有参数信息：
- -XX:+PrintFlagsInitial 表示打印出所有参数选项的默认值
- -XX:+PrintFlagsFinal 表示打印出所有参数选项在运行程序时生效的值