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背景

記得前幾天有人問我：在生產環境中可能經常遇到各種問題，你們一般是如何進行調試的？ 很慚愧，沒有經驗。因為平時碰不到生產環境的服務器，定位問題需要各種數據，所以大多數問題的解決方式都是在本地打斷點進行調試，或者在測試環境利用輸出日志進行調試，這種方式簡單粗暴，但過程比較繁瑣，需要各種重新發布，重啟應用，還不能保證一次就找到問題的根源。直到最近才了解到Btrace這個工具，對于這樣一個神器，我覺得有必要記錄一篇，讓更多的人知道。

Btrace

BTrace是sun公司推出的一款Java 動態、安全追蹤（監控）工具，可以在不用重啟的情況下監控系統運行情況，方便的獲取程序運行時的數據信息，如方法參數、返回值、全局變量和堆棧信息等，并且做到最少的侵入，占用最少的系統資源。

項目地址：Btrace
用戶指南：UserGuide

由于Btrace會把腳本邏輯直接侵入到運行的代碼中，所以在使用上做很多限制：
1、不能創建對象
2、不能使用數組
3、不能拋出或捕獲異常
4、不能使用循環
5、不能使用synchronized關鍵字
6、屬性和方法必須使用static修飾

根據官方聲明，不恰當的使用BTrace可能導致JVM崩潰，如在BTrace腳本使用錯誤的class文件，所以在上生產環境之前，務必在本地充分的驗證腳本的正確性。

Btrace可以做什么？

1、接口性能變慢，分析每個方法的耗時情況；
2、當在Map中插入大量數據，分析其擴容情況；
3、分析哪個方法調用了System.gc()，調用棧如何；
4、執行某個方法拋出異常時，分析運行時參數；
5、....

Btrace第一個例子

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;} }

執行add方法時，對傳入參數、返回值以及執行耗時進行分析，btrace腳本：

通過jps命令獲取pid為8454
執行btrace 8454 Debug.java實現對運行代碼的監控，輸出結果如下：

可以發現，Btrace可以獲取每次執行add方法時的數據，當然Btrace能做的遠遠不止這些，比如獲取當前jvm堆使用情況、當前線程的執行棧等等。

參數說明

@OnMethod

Btrace使用@OnMethod注解定義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表明需要監控的類，method表明需要監控的方法，指定方式如下：
1、使用全限定名：clazz="com.metty.rpc.common.BtraceCase", method="add"
2、使用正則表達式：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、如果需要分析構造方法，需要指定method="<init>"

@Location

定義Btrace對方法的攔截位置，通過@Location注解指定，默認為Kind.ENTRY
1、Kind.ENTRY：在進入方法時，調用Btrace腳本
2、Kind.RETURN：方法執行完時，調用Btrace腳本，只有把攔截位置定義為Kind.RETURN，才能獲取方法的返回結果@Return和執行時間@Duration

3、Kind.CALL：分析方法中調用其它方法的執行情況，比如在execute方法中，想獲取add方法的執行耗時，必須把where設置成Where.AFTER

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4、Kind.LINE：通過設置line，可以監控代碼是否執行到指定的位置

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5、Kind.ERROR, Kind.THROW, Kind.CATCH
用于對某些異常情況的跟蹤，包括異常拋出，異常被捕獲，異常未捕獲被拋出方法之外

如何使用Btrace定位問題

1、找出所有耗時超過1ms的過濾器Filter

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由于@Dutation返回的時間是納秒級別，需要進行轉換，如果定位一個Filter性能變慢，接著使用@Location(Kind.CALL)進行更細粒度的分析。

2、分析哪個方法調用了System.gc()，調用棧如何？

通過查看調用棧，可以很清楚的發現哪個類哪個方法調用了System.gc()

3、統計方法的調用次數，且每隔1分鐘打印調用次數

Btrace的@OnTimer注解可以實現定時執行腳本中的一個方法

4、方法執行時，查看對象的實例屬性值

通過反射機制，可以很方法的得到當前實例的屬性值

總結

Btrace能做的事情太多，但使用之前切記檢查腳本的可行性，一旦Btrace腳本侵入到系統中，只有通過重啟才能恢復。

作者：占小狼
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來源：簡書
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總結

以上是生活随笔為你收集整理的如何在生产环境使用Btrace进行调试的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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