一、前言

在本章节中，将学习以下 Arthas 的 JVM 相关命令，同时我也会附上官方文档的链接，方便大家查阅：

  • dashboard 仪表板，可以显示：线程，内存，堆栈，GC，Runtime 等信息
  • thread 显示线程的堆栈
  • jvm 显示 JAVA 虚拟机信息
  • sysprop 显示 JVM 中系统属性，也可以修改某个属性
  • sysenv 显示 JVM 中系统环境变量配置信息
  • vmoption 显示 JVM 中选项信息
  • getstatic 获取类中静态成员变量
  • ognl 执行一条 ognl 表达式，对象图导航语言

二、dashboard

显示当前系统的实时数据面板，按 q 或 ctrl+c 退出。

2.1 数据说明

列名 描述
ID Java 级别的线程ID，注意这个 ID 不能跟 jstack 中的 nativeID 一一对应
NAME 线程名
GROUP 线程组名
PRIORITY 线程优先级, 1~10之间的数字，越大表示优先级越高
STATE 线程的状态
%CPU 线程消耗的 CPU 占比，采样 100ms，将所有线程在这 100ms 内的 CPU 使用量求和，再算出每个线程的 CPU 使用占比。
DELTA_TIME 上次采样之后线程运行增量CPU时间，数据格式为秒
TIME 线程运行总时间，数据格式为分：秒
INTERRUPTED 线程当前的中断位状态
DAEMON 是否是守护线程

2.2 内部线程

在使用 dastboard 或者 thread 命令时，会看到有些线程的 ID 为 -1。这是在 Java 8 之后支持观测 JVM 的内部线程。

这些内部线程只有名称和 CPU 时间，没有 ID 及状态等信息。 通过内部线程可以观测到 JVM 活动，如 GC、JIT 编译等占用 CPU 情况，方便了解 JVM 整体运行状况。

JVM内部线程包括下面几种：

  • JIT 编译线程：C1 CompilerThread0, C2 CompilerThread0 等
  • GC 线程：GC Thread0, G1 Young RemSet Sampling 等
  • 其它内部线程：VM Periodic Task Thread, VM Thread, Service Thread 等

当 JVM 堆(heap)/元数据(metaspace)空间不足或 OOM 时，可以看到 GC 线程的 CPU 占用率明显高于其他的线程。

当执行 trace/watch/tt/redefine 等命令后，可以看到 JIT 线程活动变得更频繁。因为 JVM 热更新 class 字节码时清除了此 class 相关的 JIT 编译结果，需要重新编译。

三、thread

参数名称 参数说明
id 线程 ID
[n:] 指定最忙的前 N 个线程并打印堆栈
[b] 找出当前阻塞其他线程的线程
[i <value>] 指定 CPU 使用率统计的采样间隔，单位为毫秒，默认值为 200
[–all] 显示所有匹配的线程

3.1 CPU 使用率

这里的 CPU 使用率与 Linux 命令 top -H -p <pid> 的线程 %CPU 类似，一段采样间隔时间内，当前 JVM 里各个线程的增量 CPU 时间与采样间隔时间的比例。

工作原理如下：

（1）首先第一次采样，获取所有线程的CPU时间（调用的是java.lang.management.ThreadMXBean#getThreadCpuTime()及sun.management.HotspotThreadMBean.getInternalThreadCpuTimes()接口）

（2）然后睡眠等待一个间隔时间（默认为 200ms，可以通过 -i 指定间隔时间）

（3）再次第二次采样，获取所有线程的 CPU 时间，对比两次采样数据，计算出每个线程的增量CPU 时间

（4）计算得到 CPU 使用率

线程 CPU 使用率 = 线程增量 CPU 时间 / 采样间隔时间 * 100%

注意： 这个统计也会产生一定的开销（JDK 这个接口本身开销比较大），因此会看到 as 的线程占用一定的百分比，为了降低统计自身的开销带来的影响，可以把采样间隔拉长一些，比如 5000 毫秒。

3.2 展示当前最忙的 N 个线程

1
thread -n 3

  • 如果没有进程 ID，且包含[Internal]表示这是 JVM 内部线程，和 dashboard 命令中相同。

  • cpuUsage 为采样间隔时间内线程的 CPU 使用率，和 dashboard 命令中相同。

  • deltaTime为采样间隔时间内线程的增量 CPU 时间，小于 1ms 时被取整显示为 0ms。

  • time 线程运行总CPU时间。

3.3 显示第一页线程

默认按照 CPU 增量时间降序排列，只显示第一页数据。

1
thread

3.4 显示所有线程

有时需要获取全部JVM的线程数据进行分析，可以一次全部展示。

1
thread -all

3.5 显示单个线程运行堆栈

1
thread <pid>

3.6 找出当前阻塞其他线程的线程

有时候我们发现应用卡住了， 通常是由于某个线程拿住了某个锁， 并且其他线程都在等待这把锁造成的（即死锁），使用该命令可以一键找出。

1
thread -b

注意：3.4.5 版本目前只支持找出synchronized关键字阻塞住的线程， 如果是java.util.concurrent.Lock， 目前还不支持。

3.7 指定采样间隔

  • thread -i 1000 : 统计最近 1000ms 内的线程 CPU 时间
  • thread -n 3 -i 1000 : 列出 1000ms 内最忙的 3 个线程栈

3.8 指定状态所有线程

1
thread –state <state>

四、JVM

查看当前 JVM 的信息

4.1 Thread 相关

字段 含义
COUNT JVM 当前活跃的线程数
DAEMON-COUNT JVM 当前活跃的守护线程数
PEAK-COUNT 从 JVM 启动开始曾经活着的最大线程数
STARTED-COUNT 从 JVM 启动开始总共启动过的线程次数
DEADLOCK-COUNT JVM 当前死锁的线程数

4.2 文件描述符相关

字段 含义
MAX-FILE-DESCRIPTOR-COUNT JVM 进程最大可以打开的文件描述符数
OPEN-FILE-DESCRIPTOR-COUNT JVM 当前打开的文件描述符数

五、sysprop

即 System Property，查看和修改 JVM 的系统属性。

（1）查看所有属性

1
sysprop

（2）查看单个属性（支持自动补全）

1
sysprop <key>

（3）修改单个属性

1
sysprop <key> <value>

六、sysenv

即 System Environment Variables，查看当前 JVM 的环境属性。

（1）查看所有环境变量

1
sysenv

（2）查看单个环境变量（支持自动补全）

1
sysenv <key>

七、vmoption

查看、更新 VM 诊断相关的参数。

（1）查看所有选项

1
vmoption

（2）查看单个选项（支持自动补全）

1
vmoption <key>

3）修改单个选项

1
vmoption <key> <value>

八、getstatic

推荐直接使用 ognl 命令，更加灵活

通过 getstatic 命令可以方便的查看类的静态属性。

1
getstatic <class_name> <field_name>

九、ognl

自 3.0.5 起，Arthas 支持执行 OGNL 表达式。OGNL 的语法需要我们额外学习，点击这里查看详细文档。

参数名称 参数说明
express 执行的表达式
[c:] 执行表达式的 ClassLoader 的 hashcode，默认值是SystemClassLoader
[classLoaderClass:] 指定执行表达式的 ClassLoader 的 class name
[x] 结果对象的展开层次，默认值1

（1）调用静态函数

1
ognl '@java.lang.System@out.println("hello")'

（2）调用静态函数

1
ognl '@demo.MathGame@random'

（3）执行多行表达式，赋值给临时变量，返回一个List

1
ognl '#value1=@System@getProperty("java.home"), #value2=@System@getProperty("java.runtime.name"), {#value1, #value2}'