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外观

Arthas Java 诊断工具实战手册

约 1509 字大约 5 分钟

2025-06-20

Arthas 是阿里巴巴开源的 Java 诊断工具，让你无需重启 JVM 就能排查线上问题、监控方法调用、反编译代码。

背景与动机

在 Java 应用开发中，你是否遇到过这些问题：

  • 线上出现异常，但无法复现，想知道方法调用的入参和返回值？
  • 怀疑某个方法有性能问题，但无法确定具体耗时？
  • 需要查看运行中的代码逻辑，但没有源码？
  • 想修改一行代码验证猜想，但重启应用代价太大？

Arthas 就是解决这些问题的利器。它通过字节码增强技术，在不重启 JVM 的情况下实现：

  • 方法调用监控
  • 异常捕获
  • 代码热更新
  • 性能分析

安装与启动

快速安装

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

# 启动并选择 Java 进程
java -jar arthas-boot.jar

启动后会列出当前机器上所有 Java 进程，输入编号即可 attach 到目标进程。

常见启动问题

如果遇到 Unable to get java version 或 Can not attach to process：

# 检查 Java 版本
java -version

# 确保有权限 attach（JDK 9+ 需要添加 JVM 参数）
# -Djdk.attach.allowAttachSelf=true

核心命令详解

watch - 方法调用监控

watch 命令用于观察方法的入参、返回值、异常等信息。

基本语法：

watch 类全限定名 方法名 "表达式" 条件选项

常用表达式：

表达式说明
params方法入参数组
returnObj返回值
throwExp抛出的异常
target当前对象
#cost方法执行耗时（ms）

实战示例：

监控方法入参和返回值：

watch com.example.UserService getUser "{params, returnObj}" -x 2

只监控耗时超过 100ms 的调用：

watch com.example.UserService getUser "{params, #cost}" "#cost>100" -x 2

监控抛出异常的调用：

watch com.example.UserService getUser "{params, throwExp}" "throwExp!=null" -e -x 2

tt - 时空隧道

tt 命令记录方法调用的完整现场，支持事后回放。

记录方法调用：

# 记录最近 5 次调用，只记录抛出异常的情况
tt -t com.example.UserService getUser -n 5 'throwExp!=null'

查看记录详情：

# 列出所有记录
tt -l

# 查看具体记录（1000 是记录的 INDEX）
tt -i 1000

# 查看记录的入参和返回值
tt -i 1000 -w "{params, returnObj}"

回放调用：

# 使用记录的入参重新调用方法
tt -i 1000 -p

tt 的优势在于记录了完整现场，即使问题已经过去，仍能通过索引查看详情。

jad - 反编译代码

jad 命令反编译 JVM 中加载的类，查看运行中的代码逻辑。

查看源码：

# 只输出源码（不含行号）
jad --source-only com.example.UserService getUser

# 输出完整信息（包含类加载器、源码）
jad com.example.UserService getUser

输出到文件：

jad --source-only com.example.UserService > /tmp/UserService.java

这在排查线上问题时非常有用，可以确认运行的代码是否与预期一致。

trace - 调用链路追踪

trace 命令追踪方法内部调用链路，定位性能瓶颈。

# 追踪方法内部调用耗时
trace com.example.UserService getUser

# 只追踪耗时超过 50ms 的调用
trace com.example.UserService getUser '#cost > 50'

# 追踪深度限制为 3 层
trace com.example.UserService getUser -n 3

输出示例：

`---[12.345ms] com.example.UserService:getUser()
    +---[5.123ms] com.example.UserDao:findById()
    `---[3.456ms] com.example.CacheService:get()

stack - 调用栈追踪

stack 命令查看方法是从哪里被调用的。

stack com.example.UserService getUser

输出会显示完整的调用栈，帮助定位方法调用来源。

实战案例

案例 1：捕获线上异常

问题：线上日志有异常堆栈，但缺少关键参数信息。

解决：

# 记录异常发生时的入参
tt -t com.yonyoucloud.fi.epub.service.openbusinessvolumeindexdimension.busiconvert.impl.BusIndexQuantityFieldValueConverterImpl convert -n 5 'throwExp!=null'

# 查看记录详情
tt -i 1000

案例 2：查看线上代码逻辑

问题：怀疑线上代码与预期不符，需要确认运行中的代码。

解决：

jad --source-only com.yonyoucloud.fi.epub.service.openbusinessvolumeindexdimension.busiconvert.impl.BusVolumeProOrderLineFieldValueConverterImpl convert

案例 3：热更新修复 Bug

问题：临时修复一个 Bug，重启应用代价太大。

解决：

# 1. 反编译源码到文件
jad --source-only com.yonyoucloud.manufacturing.service.bom.BomInsideNewService > /data/BomInsideNewService.java

# 2. 编辑 Java 文件（修复 Bug）
vim /data/BomInsideNewService.java

# 3. 查找类加载器 Hash
sc -d com.yonyoucloud.manufacturing.service.bom.BomInsideNewService | grep classLoaderHash

# 4. 编译生成 class 文件（87f91fd 是类加载器 Hash）
mc -c 87f91fd /data/BomInsideNewService.java -d /data/

# 5. 热更新
redefine /data/com/yonyoucloud/manufacturing/service/bom/BomInsideNewService.class

注意：redefine 只能修改方法体，不能修改方法签名、字段、继承关系。重启后修改会丢失。

常见问题

1. attach 失败怎么办？

检查目标进程是否有权限限制：

# JDK 9+ 需要添加 JVM 参数
-Djdk.attach.allowAttachSelf=true

2. 如何退出 Arthas？

# 退出当前会话（不影响目标进程）
quit

# 完全停止 Arthas 服务端
stop

3. 监控会影响性能吗？

watch、trace 等命令通过字节码增强实现，会有一定性能开销。建议：

  • 限制监控条件（如 #cost>100）
  • 监控完成后及时关闭
  • 生产环境谨慎使用 trace（追踪范围广）

4. 如何查看帮助？

# 查看命令帮助
watch -h
tt -h

# 查看所有命令
help

常用命令速查

命令用途示例
watch方法调用监控watch com.example.Service method "{params,returnObj}"
tt记录方法调用现场tt -t com.example.Service method -n 5
jad反编译代码jad --source-only com.example.Service
trace调用链路追踪trace com.example.Service method
stack查看调用来源stack com.example.Service method
sc查看类信息sc -d com.example.Service
sm查看方法信息sm com.example.Service
redefine热更新代码redefine /path/to/Service.class
ognl执行 OGNL 表达式ognl '@com.example.Constant@VALUE'
heapdump导出堆内存heapdump /tmp/dump.hprof

总结

Arthas 是 Java 开发者的线上排查利器，核心优势：

  • 无需重启：attach 到运行中的 JVM
  • 低侵入性：字节码增强，不修改原有代码
  • 功能全面：监控、追踪、反编译、热更新

使用建议：

  • 生产环境慎用，监控完成后及时退出
  • 复杂问题配合 tt 记录现场，事后分析
  • 热更新仅用于临时验证，正式修复需走发布流程

参考资源