arthas是什么？他能帮我们做什么？

Arthas 是一款线上监控诊断产品，通过全局视角实时查看应用 load、内存、gc、线程的状态信息，并能在不修改应用代码的情况下，对业务问题进行诊断，包括查看方法调用的出入参、异常，监测方法执行耗时，类加载信息等，大大提升线上问题排查效率。

arthas使用举例

参考arthas wiki

arthas 实现这些功能的原理分析

arthas对jvm中的一些状态进行监控以及观察进程中执行的方法主要依赖底层JVM提供的JVM TI机制，JVMTI全称 JVM Tool Interface是 JVM 暴露出来的一些供用户扩展的接口集合。

在JAVA开发中java.lang.instrument.Instrumentation作为JVMTI的一个java语言的抽象。通过调用Instrumentation的方法来完成JVM TI提供给我们的能力。而Instrumentation的实例，只有通过javaagent的方式才能够提供给我们的程序。他们的大致关系如下图所示：

简单说明一下Instrumentation中的提供的能力说明：

public interface Instrumentation {/*** 注册一个Transformer，从此之后的类加载都会被Transformer拦截。* Transformer可以直接对类的字节码byte[]进行修改*/void addTransformer(ClassFileTransformer transformer);/*** 对JVM已经加载的类重新触发类加载。使用的就是上面注册的Transformer。* retransformation可以修改方法体，但是不能变更方法签名、增加和删除方法/类的成员属性*/void retransformClasses(Class<?>... classes) throws UnmodifiableClassException;/*** 获取一个对象的大小*/long getObjectSize(Object objectToSize);/*** 将一个jar加入到bootstrap classloader的 classpath里*/void appendToBootstrapClassLoaderSearch(JarFile jarfile);/*** 获取当前被JVM加载的所有类对象*/Class[] getAllLoadedClasses();
}

1.javaagent的类中要实现agentmain方法，如下面代码所示：

public class XXX{//JVM TI加载后会调用该方法public static void agentmain(String args, Instrumentation inst){}
}

2.jar中的MANIFEST.MF中需要指明agent-class及其他的参数

如can-redefine-classes、can-retransform-classes。jar包封装好后，我们就可以通过attach api将我们能够依附到某个进程中，下面截图展示了arthas如何依附进程，依附完成后，如何将将agent jar加载到jvm中。

我们以arthas的Watch命令为例子，分析下代码中的实现

将AgentBootstrap加载到jvm中

对应会调用AgentBootstrap中的main方法。main方法中主要实现了：
用bootstrapClassLoader类加载器加载arthas-spy.jar，后续的方法加强会使用到spy中的逻辑
启动了监听命令的server

最后使用asm代码增强并调用Instrumentation的retransformClasses来替换内存中正在执行的字节码。替换完成后，在finally中调用removeTransformer来取消代码替换。在下次重启时，内存中的字节码会恢复。

整体的调用流程如下图所示：

参考资料：
https://lijiankun24.com/%E8%AE%A4%E8%AF%86-class-%E6%96%87%E4%BB%B6%E7%9A%84%E5%AD%97%E8%8A%82%E7%A0%81%E7%BB%93%E6%9E%84/
http://tech.dianwoda.com/author/li-cheng-kai/
http://www.fanyilun.me/2017/07/18/%E8%B0%88%E8%B0%88Java%20Intrumentation%E5%92%8C%E7%9B%B8%E5%85%B3%E5%BA%94%E7%94%A8/

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