相关介绍
前段时间看到了2018 年度新增开源软件排行榜之国产TOP 50的介绍,
才发现了这款优秀的软件.
官方介绍:
Arthas 是Alibaba开源的Java诊断工具，深受开发者喜爱。在线排查问题，无需重启；动态跟踪Java代码；实时监控JVM状态。
官方文档地址：https://alibaba.github.io/arthas/
GitHub地址：https://github.com/alibaba/arthas/
PS:github上的使用方法里有人通过获取spring Context,然后为所欲为的案例,很震撼.
基本原理
试用一下以后就被深深吸引了,以前只知道使用Debug(原理是使用了JPDA技术,参见官方文档)可以使用远程调试代码,生产不开JPDA端口则无可奈何.
而arthas直接使用了Java Agent技术.
SE 5 的时候使用
java.lang.instrucment可以在启动时加载Agent对JVM底层组件进行访问
在SE 6 之后则可以通过进程间通讯的方法,先VirtualMachine.attach(pid),然后动态加载自定义的agent代理virtualMachine.loadAgent.参考文档
源码分析主要内容
- 启动代码
- Agent分析
- 命令执行过程
启动代码
3.0.5之前的版本推荐的是脚本启动方式as.sh.
3.1.0开始推荐使用arthas-boot启动.
wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar
java -jar arthas-boot.jar
代码位置
com.taobao.arthas.boot.Bootstrap
- 使用了阿里开源的组件cli,对参数进行了解析.
代码块
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
CLI cli = CLIConfigurator.define(Bootstrap.class);
CommandLine commandLine = cli.parse(Arrays.asList(args));
try {
CLIConfigurator.inject(commandLine, bootstrap);
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
System.out.println(usage(cli));
System.exit(1);
}
- 对传入的参数进行处理,如调整日志级别,设置RepoMirror地址,Java版本,telnet/http的端口检查
代码块
//非重要代码,详见com.taobao.arthas.boot.Bootstrap.main()方法
- 如果在传入参数中没有pid,则会调用本地jps命令,列出java进程(当然会排除本身)
代码块
private static Map<Integer, String> listProcessByJps(boolean v) {
Map<Integer, String> result = new LinkedHashMap<Integer, String>();
String jps = "jps";
File jpsFile = findJps();
if (jpsFile != null) {
jps = jpsFile.getAbsolutePath();
}
AnsiLog.debug("Try use jps to lis java process, jps: " + jps);
String[] command = null;
if (v) {
command = new String[] { jps, "-v", "-l" };
} else {
command = new String[] { jps, "-l" };
}
List<String> lines = ExecutingCommand.runNative(command);
int currentPid = Integer.parseInt(PidUtils.currentPid());
for (String line : lines) {
String[] strings = line.trim().split("\\s+");
if (strings.length < 1) {
continue;
}
int pid = Integer.parseInt(strings[0]);
if (pid == currentPid) {
continue;
}
if (strings.length >= 2 && isJspProcess(strings[1])) { // skip jps
continue;
}
result.put(pid, line);
}
return result;
}
- 进入主逻辑,会在用户目录下建立.arthas目录,同时下载arthas-core和arthas-agent等lib文件,然后启动客户端和服务端.启动命令如下:
代码块
if (telnetPortPid > 0 && pid == telnetPortPid) {
AnsiLog.info("The target process already listen port {}, skip attach.", bootstrap.getTelnetPort());
} else {
// start arthas-core.jar
List<String> attachArgs = new ArrayList<String>();
attachArgs.add("-jar");
attachArgs.add(new File(arthasHomeDir, "arthas-core.jar").getAbsolutePath());
attachArgs.add("-pid");
attachArgs.add("" + pid);
attachArgs.add("-target-ip");
attachArgs.add(bootstrap.getTargetIp());
attachArgs.add("-telnet-port");
attachArgs.add("" + bootstrap.getTelnetPort());
attachArgs.add("-http-port");
attachArgs.add("" + bootstrap.getHttpPort());
attachArgs.add("-core");
attachArgs.add(new File(arthasHomeDir, "arthas-core.jar").getAbsolutePath());
attachArgs.add("-agent");
attachArgs.add(new File(arthasHomeDir, "arthas-agent.jar").getAbsolutePath());
if (bootstrap.getSessionTimeout() != null) {
attachArgs.add("-session-timeout");
attachArgs.add("" + bootstrap.getSessionTimeout());
}
AnsiLog.info("Try to attach process " + pid);
AnsiLog.debug("Start arthas-core.jar args: " + attachArgs);
// 启动服务端
ProcessUtils.startArthasCore(pid, attachArgs);
AnsiLog.info("Attach process {} success.", pid);
}
- 最后通过反射的方式来启动字符客户端,等待用户输入指令.
代码块
URLClassLoader classLoader = new URLClassLoader(
new URL[] { new File(arthasHomeDir, "arthas-client.jar").toURI().toURL() });
Class<?> telnetConsoleClas = classLoader.loadClass("com.taobao.arthas.client.TelnetConsole");
Method mainMethod = telnetConsoleClas.getMethod("main", String[].class);
服务端代码
可以打开pom.xml文件，使用assembly进行打包的时候制定了manifest文件的一些信息,指定了mainClass为com.taobao.arthas.core.Arthas.
- 使用
VirutalMachine.attach(pid)来连接进程,同时使用virtualMachine.loadAgent加载自定义的agent.
代码块
private void attachAgent(Configure configure) throws Exception {
//省略部分代码
//attach进程
virtualMachine = VirtualMachine.attach("" + configure.getJavaPid());
//省略部分代码
//动态加载Agent
virtualMachine.loadAgent(configure.getArthasAgent(),
configure.getArthasCore() + ";" + configure.toString());
}
- arthas-agent包指定了
Agent-Class为com.taobao.arthas.agent.AgentBootstrap.
代码块
<manifestEntries>
<Premain-Class>com.taobao.arthas.agent.AgentBootstrap</Premain-Class>
<Agent-Class>com.taobao.arthas.agent.AgentBootstrap</Agent-Class>
</manifestEntries>
-
main()方法中对于arthas-spy(简单理解为勾子类,类似于spring aop的前置方法,后置方法)进行了加载.
代码块
final ClassLoader agentLoader = getClassLoader(inst, spyJarFile, agentJarFile);
initSpy(agentLoader);
- 首先将spyJar添加到了BootstrapClassLoader(启动类加载器)，优先加载启动类加载器，spy可以在各个ClassLoader中使用.
代码块
private static ClassLoader getClassLoader(Instrumentation inst, File spyJarFile, File agentJarFile) throws Throwable {
// 将Spy添加到BootstrapClassLoader
inst.appendToBootstrapClassLoaderSearch(new JarFile(spyJarFile));
// 构造自定义的类加载器，尽量减少Arthas对现有工程的侵蚀
return loadOrDefineClassLoader(agentJarFile);
}
- 同时加载
com.taobao.arthas.core.advisor.AdviceWeaver类，并将里面的methodOnBegin、methodOnReturnEnd、methodOnThrowingEnd等方法取出赋值给Spy类对应的方法。
代码块
private static void initSpy(ClassLoader classLoader) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
Class<?> adviceWeaverClass = classLoader.loadClass(ADVICEWEAVER);
Method onBefore = adviceWeaverClass.getMethod(ON_BEFORE, int.class, ClassLoader.class, String.class,
String.class, String.class, Object.class, Object[].class);
Method onReturn = adviceWeaverClass.getMethod(ON_RETURN, Object.class);
Method onThrows = adviceWeaverClass.getMethod(ON_THROWS, Throwable.class);
Method beforeInvoke = adviceWeaverClass.getMethod(BEFORE_INVOKE, int.class, String.class, String.class, String.class);
Method afterInvoke = adviceWeaverClass.getMethod(AFTER_INVOKE, int.class, String.class, String.class, String.class);
Method throwInvoke = adviceWeaverClass.getMethod(THROW_INVOKE, int.class, String.class, String.class, String.class);
Method reset = AgentBootstrap.class.getMethod(RESET);
Spy.initForAgentLauncher(classLoader, onBefore, onReturn, onThrows, beforeInvoke, afterInvoke, throwInvoke, reset);
}
- 异步调用bind()方法,启动服务端,监听端口,和客户端进行通讯.
代码块
Thread bindingThread = new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
bind(inst, agentLoader, agentArgs);
} catch (Throwable throwable) {
throwable.printStackTrace(ps);
}
}
};
- 同时启动服务器监听,http和telnet的.
代码块
shellServer.registerTermServer(new TelnetTermServer(configure.getIp(), configure.getTelnetPort(),
options.getConnectionTimeout()));
shellServer.registerTermServer(new HttpTermServer(configure.getIp(), configure.getHttpPort(),
options.getConnectionTimeout()));
- 服务器端用了一个阿里开源的命令行程序开发框架termd
代码块
public ShellServer listen(final Handler<Future<Void>> listenHandler) {
final List<TermServer> toStart;
synchronized (this) {
if (!closed) {
throw new IllegalStateException("Server listening");
}
toStart = termServers;
}
final AtomicInteger count = new AtomicInteger(toStart.size());
if (count.get() == 0) {
setClosed(false);
listenHandler.handle(Future.<Void>succeededFuture());
return this;
}
Handler<Future<TermServer>> handler = new TermServerListenHandler(this, listenHandler, toStart);
for (TermServer termServer : toStart) {
termServer.termHandler(new TermServerTermHandler(this));
termServer.listen(handler);
}
return this;
}
最后
上面只是我阅读过程中记录下来的,有任何理解不对的地方请指教。
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