如何在生产环境使用Btrace进行调试

背景

记得前几天有人问我:在生产环境中可能经常遇到各种问题,你们一般是如何进行调试的? 很惭愧,没有经验。因为平时碰不到生产环境的服务器,定位问题需要各种数据,所以大多数问题的解决方式都是在本地打断点进行调试,或者在测试环境利用输出日志进行调试,这种方式简单粗暴,但过程比较繁琐,需要各种重新发布,重启应用,还不能保证一次就找到问题的根源。直到最近才了解到Btrace这个工具,对于这样一个神器,我觉得有必要记录一篇,让更多的人知道。

Btrace

BTrace是sun公司推出的一款Java 动态、安全追踪(监控)工具,可以在不用重启的情况下监控系统运行情况,方便的获取程序运行时的数据信息,如方法参数、返回值、全局变量和堆栈信息等,并且做到最少的侵入,占用最少的系统资源。

项目地址:Btrace
用户指南:UserGuide

由于Btrace会把脚本逻辑直接侵入到运行的代码中,所以在使用上做很多限制:
1、不能创建对象
2、不能使用数组
3、不能抛出或捕获异常
4、不能使用循环
5、不能使用synchronized关键字
6、属性和方法必须使用static修饰

根据官方声明,不恰当的使用BTrace可能导致JVM崩溃,如在BTrace脚本使用错误的class文件,所以在上生产环境之前,务必在本地充分的验证脚本的正确性。

Btrace可以做什么?

1、接口性能变慢,分析每个方法的耗时情况;
2、当在Map中插入大量数据,分析其扩容情况;
3、分析哪个方法调用了System.gc(),调用栈如何;
4、执行某个方法抛出异常时,分析运行时参数;
5、….

Btrace第一个例子

package com.metty.rpc.common;
import java.util.Random;

/**
 * Created by j_zhan on 2016/11/28.
 */
public class BtraceCase {
    public static Random random = new Random();
    public int size;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new BtraceCase().run();
    }

    public void run() throws Exception {
        while (true) {
            add(random.nextInt(10), random.nextInt(10));
        }
    }

    public int add(int a, int b) throws Exception {
        Thread.sleep(random.nextInt(10) * 100);
        return a + b;
    }
}

执行add方法时,对传入参数、返回值以及执行耗时进行分析,btrace脚本:

通过jps命令获取pid为8454
执行btrace 8454 Debug.java实现对运行代码的监控,输出结果如下:

可以发现,Btrace可以获取每次执行add方法时的数据,当然Btrace能做的远远不止这些,比如获取当前jvm堆使用情况、当前线程的执行栈等等。

参数说明

@OnMethod

Btrace使用@OnMethod注解定义需要分析的方法入口

在@OnMethod注解中,需要指定class、method以及location等,class表明需要监控的类,method表明需要监控的方法,指定方式如下:
1、使用全限定名:clazz="com.metty.rpc.common.BtraceCase", method="add"
2、使用正则表达式:clazz="/javax\.swing\..*/", method="/.*/"
3、使用接口:clazz="+com.ctrip.demo.Filter", method="doFilter"
4、使用注解:clazz="@javax.jws.WebService", method=""@javax.jws.WebMethod"
5、如果需要分析构造方法,需要指定method="<init>"

@Location

定义Btrace对方法的拦截位置,通过@Location注解指定,默认为Kind.ENTRY
1、Kind.ENTRY:在进入方法时,调用Btrace脚本
2、Kind.RETURN:方法执行完时,调用Btrace脚本,只有把拦截位置定义为Kind.RETURN,才能获取方法的返回结果@Return和执行时间@Duration

3、Kind.CALL:分析方法中调用其它方法的执行情况,比如在execute方法中,想获取add方法的执行耗时,必须把where设置成Where.AFTER

4、Kind.LINE:通过设置line,可以监控代码是否执行到指定的位置

5、Kind.ERROR, Kind.THROW, Kind.CATCH
用于对某些异常情况的跟踪,包括异常抛出,异常被捕获,异常未捕获被抛出方法之外

如何使用Btrace定位问题

1、找出所有耗时超过1ms的过滤器Filter

由于@Dutation返回的时间是纳秒级别,需要进行转换,如果定位一个Filter性能变慢,接着使用@Location(Kind.CALL)进行更细粒度的分析。

2、分析哪个方法调用了System.gc(),调用栈如何?

通过查看调用栈,可以很清楚的发现哪个类哪个方法调用了System.gc()

3、统计方法的调用次数,且每隔1分钟打印调用次数

Btrace的@OnTimer注解可以实现定时执行脚本中的一个方法

4、方法执行时,查看对象的实例属性值

通过反射机制,可以很方法的得到当前实例的属性值

总结

Btrace能做的事情太多,但使用之前切记检查脚本的可行性,一旦Btrace脚本侵入到系统中,只有通过重启才能恢复。



相关文章

发表评论

Comment form

(*) 表示必填项

还没有评论。

跳到底部
返回顶部