第 24 章：Arthas

这是《JVM 零基础实战指南》的独立章节版。本章从概念、实操和生产排查三个视角展开，代码块保留了原书可直接运行的版本。 Arthas 是阿里开源的 Java 在线诊断工具。它允许 attach 到运行中的 JVM，查看线程、内存、类加载、方法调用、参数返回值和耗时，适合在测试或受控生产环境中定位疑难问题。

使用在线诊断工具要遵守权限和变更流程：它可能读取敏感数据，增强类也会带来少量开销。

24.1 安装与启动

下载并启动：

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

启动后会列出 Java 进程，输入编号 attach。

也可以直接指定 pid：

java -jar arthas-boot.jar <pid>

退出并释放增强：

stop

如果只执行 exit，本地会话退出，但服务端可能仍在。生产用完应执行 stop。

24.2 基础命令

示例：

dashboard
thread -n 5
thread -b
jvm
sc -d com.demo.OrderService

thread -b 用于找出阻塞其他线程最多的锁持有线程。

24.3 watch 方法

watch 可以观察方法入参、返回值和异常。

基础形式：

watch com.demo.OrderService create params returnObj throwExp -x 2

常见参数：

条件过滤：

watch com.demo.OrderService create params returnObj 'params[0] > 1000' -x 2 -n 3

这表示只观察第一个参数大于 1000 的调用，最多 3 次。

注意：打印过大的对象可能拖慢请求，也可能刷爆终端。生产上要加条件和次数。

24.4 trace 耗时

trace 用于查看调用链中每层方法的耗时。

trace com.demo.OrderService create -n 5 --skipJDKMethod false

输出中可以看到每个子调用的耗时占比。适合回答：一个接口慢，到底慢在 SQL、RPC、序列化还是自身计算。

常用技巧：

# 只看超过 100ms 的调用
trace com.demo.OrderService create '#cost > 100' -n 5

限制：

1. 只能看到匹配类的方法链；
2. 方法增强有开销；
3. 异步和动态代理可能需要换切点；
4. 线程切换会导致栈不连续；
5. 极高频方法要严格限制次数。

24.5 stack 查看调用来源

stack 输出方法被调用时的调用栈：

stack com.demo.OrderService create -n 5

适合定位：

1. 某个方法被谁调用；
2. 意外路径从哪里进入；
3. 缓存穿透来源；
4. 定时任务触发链。

如果调用非常频繁，同样要加过滤条件。

24.6 tt 时间隧道

tt 可以记录方法调用，之后回看参数、返回值和调用栈。

tt -t com.demo.OrderService create -n 10
tt -l
tt -i 1000
tt -i 1000 -p

含义：

重放请求可能再次写数据库或调用下游，生产环境必须确认幂等和安全。

24.7 热更新能力

Arthas 支持 retransform 加载修改后的 class，但热更新不适合作为常规发布方式。

风险：

1. 只替换方法体，不能随意改变类结构；
2. 与下一次正式发布可能不一致；
3. 造成“线上行为和代码仓库不一致”；
4. 增强残留可能影响性能；
5. 审计和回滚困难。

更稳妥的用法是：热更新只作为极端应急手段，操作前保存证据，操作后尽快正式发布等价代码。

24.8 排查 CPU 高

步骤：

1. dashboard 观察 CPU 和线程
2. thread -n 5 找高 CPU 线程
3. 查看线程栈
4. trace 或 profiler 定位热点方法
5. jad 查看线上类是否与预期一致
6. 结合日志和监控确认

示例：

dashboard
thread -n 5
thread <thread-id>
trace com.demo.TaskService execute '#cost > 100' -n 5

如果高 CPU 是 GC 线程，应转向 GC 日志和堆分析，而不是业务方法。

24.9 排查接口偶发慢

建议流程：

1. 确认入口类和方法
2. trace 加成本过滤
3. watch 保存异常请求参数
4. 检查 SQL、RPC、锁、线程池
5. 对比正常和异常调用
6. 用业务日志补充时间线

示例：

trace com.demo.OrderController detail '#cost > 200' -n 10
watch com.demo.OrderController detail params returnObj throwExp -x 2 -n 10
thread --state BLOCKED

偶发问题要先拿到样本，再缩小范围。

24.10 安全与治理

生产使用建议：

1. 通过跳板机或运维平台执行；
2. 记录操作审计；
3. 敏感字段脱敏；
4. 限制 -n 和条件；
5. 用完执行 stop；
6. 不长期保留方法增强；
7. 灰度实例操作；
8. 避免在无降级能力的核心链路随意 watch 大对象。

本章小结

Arthas 能在不重启 JVM 的情况下观察线程、方法、参数、返回值、调用链和类加载信息，是定位线上疑难问题的利器。watch、trace、stack、tt 是核心命令，但都应加条件、次数和时长限制。生产使用要重视权限、审计、敏感数据和释放增强。

思考题

1. watch 和日志埋点各有什么优劣？
2. 为什么 trace 需要加 #cost 条件？
3. thread -b 能解决什么问题？
4. tt -p 在生产中有什么风险？
5. 使用 Arthas 后为什么要执行 stop？