写点什么

使用 Arthas 排查 SpringBoot 诡异耗时的 Bug

发布于: 2021 年 03 月 15 日


作者 | 空无

来源 | 阿里巴巴云原生公众号


背景


公司有个渠道系统,专门对接三方渠道使用,没有什么业务逻辑,主要是转换报文和参数校验之类的工作,起着一个承上启下的作用。


最近在优化接口的响应时间,优化了代码之后,但是时间还是达不到要求;有一个诡异的 100ms 左右的耗时问题,在接口中打印了请求处理时间后,和调用方的响应时间还有差了 100ms 左右。比如程序里记录 150ms,但是调用方等待时间却为 250ms 左右。


下面记录下当时详细的定位 & 解决流程(其实解决很简单,关键在于怎么定位并找到解决问题的方法)。


定位过程


1. 分析代码


渠道系统是一个常见的 Spring-boot web 工程,使用了集成的 tomcat。分析了代码之后,发现并没有特殊的地方,没有特殊的过滤器或者拦截器,所以初步排除是业务代码问题。


2. 分析调用流程


出现这个问题之后,首先确认了下接口的调用流程。由于是内部测试,所以调用流程较少。


Nginx -反向代理-> 渠道系统


公司是云服务器,网络走的也是云的内网。由于不明确问题的原因,所以用排除法,首先确认服务器网络是否有问题。


先确认发送端到 Nginx Host 是否有问题:


[jboss@VM_0_139_centos ~]$ ping 10.0.0.139PING 10.0.0.139 (10.0.0.139) 56(84) bytes of data.64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.029 ms64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.041 ms64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.040 ms64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.040 ms
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从 ping 结果上看,发送端到 Nginx 主机的延迟是无问题的,接下来查看 Nginx 到渠道系统的网络。


# 由于日志是没问题的,这里直接复制上面日志了[jboss@VM_0_139_centos ~]$ ping 10.0.0.139PING 10.0.0.139 (10.0.0.139) 56(84) bytes of data.64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.029 ms64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.041 ms64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.040 ms64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.040 ms
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从 ping 结果上看,Nginx 到渠道系统服务器网络延迟也是没问题的。


既然网络看似没问题,那么可以继续排除法,砍掉 Nginx,客户端直接再渠道系统的服务器上,通过回环地址(localhost)直连,避免经过网卡/dns,缩小问题范围看看能否复现(这个应用和地址是我后期模拟的,测试的是一个空接口):


[jboss@VM_10_91_centos tmp]$ curl -w "@curl-time.txt" http://127.0.0.1:7744/sendsuccess              http: 200               dns: 0.001s          redirect: 0.000s      time_connect: 0.001s   time_appconnect: 0.000s  time_pretransfer: 0.001stime_starttransfer: 0.073s     size_download: 7bytes    speed_download: 95.000B/s                  ----------        time_total: 0.073s 请求总耗时
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从 curl 日志上看,通过回环地址调用一个空接口耗时也有 73ms。这就奇怪了,跳过了中间所有调用节点(包括过滤器 & 拦截器之类),直接请求应用一个空接口,都有 73ms 的耗时,再请求一次看看:


[jboss@VM_10_91_centos tmp]$ curl -w "@curl-time.txt" http://127.0.0.1:7744/sendsuccess              http: 200               dns: 0.001s          redirect: 0.000s      time_connect: 0.001s   time_appconnect: 0.000s  time_pretransfer: 0.001stime_starttransfer: 0.003s     size_download: 7bytes    speed_download: 2611.000B/s                  ----------        time_total: 0.003s
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更奇怪的是,第二次请求耗时就正常了,变成了 3ms。经查阅资料,linux curl 是默认开启 http keep-alive 的(Keep-Alive 的介绍可以参考我的另一篇文章)。就算不开启 keep-alive,每次重新 handshake,也不至于需要 70ms。


经过不断分析测试发现,连续请求的话时间就会很短,每次请求只需要几毫秒,但是如果隔一段时间再请求,就会花费 70ms 以上。


从这个现象猜想,可能是某些缓存机制导致的,连续请求因为有缓存,所以速度快,时间长缓存失效后导致时间长。


那么这个问题点到底在哪一层呢?tomcat 层还是 spring-webmvc 呢?


光猜想定位不了问题,还是得实际测试一下,把渠道系统的代码放到本地 IDE 里启动测试能否复现。


但是导入本地 IDE 后,在 IDE 中启动后并不能复现问题,并没有 70+ms 的延迟问题。这下头疼了,本地无法复现,不能 Debug,由于问题点不在业务代码,也不能通过加日志的方式来 Debug。


这时候可以祭出神器 Arthas 了


3. Arthas 分析问题


Arthas 是 Alibaba 开源的 Java 诊断工具,深受开发者喜爱。当你遇到以下类似问题而束手无策时,Arthas 可以帮助你解决:


  • 这个类从哪个 jar 包加载的?为什么会报各种类相关的 Exception?


  • 我改的代码为什么没有执行到?难道是我没 commit?分支搞错了?


  • 遇到问题无法在线上 debug,难道只能通过加日志再重新发布吗?


  • 线上遇到某个用户的数据处理有问题,但线上同样无法 debug,线下无法重现!


  • 是否有一个全局视角来查看系统的运行状况?


  • 有什么办法可以监控到 JVM 的实时运行状态?


  • ······


上面是 Arthas 的官方简介,这次我只需要用他的一个小功能 trace。动态计算方法调用路径和时间,这样就可以定位时间在哪个地方被消耗了。


trace 方法内部调用路径,并输出方法路径上的每个节点上耗时。



trace 命令能主动搜索 class-pattern/method-pattern 。



对应的方法调用路径,渲染和统计整个调用链路上的所有性能开销和追踪调用链路。


有了神器,那么该追踪什么方法呢?由于我对 Tomcat 源码不是很熟,所以只能从 spring mvc 下手,先来 trace 一下 spring mvc 的入口:


[arthas@24851]$ trace org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet *Press Q or Ctrl+C to abort.Affect(class-cnt:1 , method-cnt:44) cost in 508 ms.`---ts=2019-09-14 21:07:44;thread_name=http-nio-7744-exec-2;id=11;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@7c136917    `---[2.952142ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:buildLocaleContext()`---ts=2019-09-14 21:07:44;thread_name=http-nio-7744-exec-2;id=11;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@7c136917    `---[18.08903ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:doService()        +---[0.041346ms] org.apache.commons.logging.Log:isDebugEnabled() #889        +---[0.022398ms] org.springframework.web.util.WebUtils:isIncludeRequest() #898        +---[0.014904ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getWebApplicationContext() #910        +---[1.071879ms] javax.servlet.http.HttpServletRequest:setAttribute() #910        +---[0.020977ms] javax.servlet.http.HttpServletRequest:setAttribute() #911        +---[0.017073ms] javax.servlet.http.HttpServletRequest:setAttribute() #912        +---[0.218277ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getThemeSource() #913        |   `---[0.137568ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getThemeSource()        |       `---[min=0.00783ms,max=0.014251ms,total=0.022081ms,count=2] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getWebApplicationContext() #782        +---[0.019363ms] javax.servlet.http.HttpServletRequest:setAttribute() #913        +---[0.070694ms] org.springframework.web.servlet.FlashMapManager:retrieveAndUpdate() #916        +---[0.01839ms] org.springframework.web.servlet.FlashMap:<init>() #920        +---[0.016943ms] javax.servlet.http.HttpServletRequest:setAttribute() #920        +---[0.015268ms] javax.servlet.http.HttpServletRequest:setAttribute() #921        +---[15.050124ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:doDispatch() #925        |   `---[14.943477ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:doDispatch()        |       +---[0.019135ms] org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncUtils:getAsyncManager() #953        |       +---[2.108373ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:checkMultipart() #960        |       |   `---[2.004436ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:checkMultipart()        |       |       `---[1.890845ms] org.springframework.web.multipart.MultipartResolver:isMultipart() #1117        |       +---[2.054361ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getHandler() #964        |       |   `---[1.961963ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getHandler()        |       |       +---[0.02051ms] java.util.List:iterator() #1183        |       |       +---[min=0.003805ms,max=0.009641ms,total=0.013446ms,count=2] java.util.Iterator:hasNext() #1183        |       |       +---[min=0.003181ms,max=0.009751ms,total=0.012932ms,count=2] java.util.Iterator:next() #1183        |       |       +---[min=0.005841ms,max=0.015308ms,total=0.021149ms,count=2] org.apache.commons.logging.Log:isTraceEnabled() #1184        |       |       `---[min=0.474739ms,max=1.19145ms,total=1.666189ms,count=2] org.springframework.web.servlet.HandlerMapping:getHandler() #1188        |       +---[0.013071ms] org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain:getHandler() #971        |       +---[0.372236ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getHandlerAdapter() #971        |       |   `---[0.280073ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getHandlerAdapter()        |       |       +---[0.004804ms] java.util.List:iterator() #1224        |       |       +---[0.003668ms] java.util.Iterator:hasNext() #1224        |       |       +---[0.003038ms] java.util.Iterator:next() #1224        |       |       +---[0.006451ms] org.apache.commons.logging.Log:isTraceEnabled() #1225        |       |       `---[0.012683ms] org.springframework.web.servlet.HandlerAdapter:supports() #1228        |       +---[0.012848ms] javax.servlet.http.HttpServletRequest:getMethod() #974        |       +---[0.013132ms] java.lang.String:equals() #975        |       +---[0.003025ms] org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain:getHandler() #977        |       +---[0.008095ms] org.springframework.web.servlet.HandlerAdapter:getLastModified() #977        |       +---[0.006596ms] org.apache.commons.logging.Log:isDebugEnabled() #978        |       +---[0.018024ms] org.springframework.web.context.request.ServletWebRequest:<init>() #981        |       +---[0.017869ms] org.springframework.web.context.request.ServletWebRequest:checkNotModified() #981        |       +---[0.038542ms] org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain:applyPreHandle() #986        |       +---[0.00431ms] org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain:getHandler() #991        |       +---[4.248493ms] org.springframework.web.servlet.HandlerAdapter:handle() #991        |       +---[0.014805ms] org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncManager:isConcurrentHandlingStarted() #993        |       +---[1.444994ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:applyDefaultViewName() #997        |       |   `---[0.067631ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:applyDefaultViewName()        |       +---[0.012027ms] org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain:applyPostHandle() #998        |       +---[0.373997ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:processDispatchResult() #1008        |       |   `---[0.197004ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:processDispatchResult()        |       |       +---[0.007074ms] org.apache.commons.logging.Log:isDebugEnabled() #1075        |       |       +---[0.005467ms] org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncUtils:getAsyncManager() #1081        |       |       +---[0.004054ms] org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncManager:isConcurrentHandlingStarted() #1081        |       |       `---[0.011988ms] org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain:triggerAfterCompletion() #1087        |       `---[0.004015ms] org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncManager:isConcurrentHandlingStarted() #1018        +---[0.005055ms] org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncUtils:getAsyncManager() #928        `---[0.003422ms] org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncManager:isConcurrentHandlingStarted() #928
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[jboss@VM_10_91_centos tmp]$ curl -w "@curl-time.txt" http://127.0.0.1:7744/sendsuccess              http: 200               dns: 0.001s          redirect: 0.000s      time_connect: 0.001s   time_appconnect: 0.000s  time_pretransfer: 0.001stime_starttransfer: 0.115s     size_download: 7bytes    speed_download: 60.000B/s                  ----------        time_total: 0.115s
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本次调用,调用端时间花费 115 ms,但是从 arthas trace 上看,spring mvc 只消耗了 18ms,那么剩下的 97ms 去哪了呢?


本地测试后已经可以排除 spring mvc 的问题了,最后也是唯一可能出问题的点就是 tomcat。


可是本人并不熟悉 tomcat 中的源码,就连请求入口都不清楚,tomcat 里需要 trace 的类都不好找。。。


不过没关系,有神器 Arthas,可以通过 stack 命令来反向查找调用路径,以 org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet 作为参数:


stack 输出当前方法被调用的调用路径。



很多时候我们都知道一个方法被执行,但这个方法被执行的路径非常多,或者你根本就不知道这个方法是从那里被执行了,此时你需要的是 stack 命令。


[arthas@24851]$ stack org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet *Press Q or Ctrl+C to abort.Affect(class-cnt:1 , method-cnt:44) cost in 495 ms.ts=2019-09-14 21:15:19;thread_name=http-nio-7744-exec-5;id=14;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@7c136917    @org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.processRequest()        at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.doGet(FrameworkServlet.java:866)        at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:635)        at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.service(FrameworkServlet.java:851)        at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:742)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:231)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)        at org.apache.tomcat.websocket.server.WsFilter.doFilter(WsFilter.java:52)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)        at org.springframework.web.filter.RequestContextFilter.doFilterInternal(RequestContextFilter.java:99)        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)        at org.springframework.web.filter.HttpPutFormContentFilter.doFilterInternal(HttpPutFormContentFilter.java:109)        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)        at org.springframework.web.filter.HiddenHttpMethodFilter.doFilterInternal(HiddenHttpMethodFilter.java:81)        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)        at org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter.doFilterInternal(CharacterEncodingFilter.java:200)        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)        at org.apache.catalina.core.StandardWrapperValve.invoke(StandardWrapperValve.java:198)        at org.apache.catalina.core.StandardContextValve.invoke(StandardContextValve.java:96)        at org.apache.catalina.authenticator.AuthenticatorBase.invoke(AuthenticatorBase.java:496)        at org.apache.catalina.core.StandardHostValve.invoke(StandardHostValve.java:140)        at org.apache.catalina.valves.ErrorReportValve.invoke(ErrorReportValve.java:81)        at org.apache.catalina.core.StandardEngineValve.invoke(StandardEngineValve.java:87)        at org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter.service(CoyoteAdapter.java:342)        at org.apache.coyote.http11.Http11Processor.service(Http11Processor.java:803)        at org.apache.coyote.AbstractProcessorLight.process(AbstractProcessorLight.java:66)        at org.apache.coyote.AbstractProtocol$ConnectionHandler.process(AbstractProtocol.java:790)        at org.apache.tomcat.util.net.NioEndpoint$SocketProcessor.doRun(NioEndpoint.java:1468)        at org.apache.tomcat.util.net.SocketProcessorBase.run(SocketProcessorBase.java:49)        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)        at org.apache.tomcat.util.threads.TaskThread$WrappingRunnable.run(TaskThread.java:61)        at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)ts=2019-09-14 21:15:19;thread_name=http-nio-7744-exec-5;id=14;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@7c136917    @org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.doService()        at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.processRequest(FrameworkServlet.java:974)        at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.doGet(FrameworkServlet.java:866)        at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:635)        at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.service(FrameworkServlet.java:851)        at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:742)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:231)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)        at org.apache.tomcat.websocket.server.WsFilter.doFilter(WsFilter.java:52)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)        at org.springframework.web.filter.RequestContextFilter.doFilterInternal(RequestContextFilter.java:99)        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)        at org.springframework.web.filter.HttpPutFormContentFilter.doFilterInternal(HttpPutFormContentFilter.java:109)        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)        at org.springframework.web.filter.HiddenHttpMethodFilter.doFilterInternal(HiddenHttpMethodFilter.java:81)        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)        at org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter.doFilterInternal(CharacterEncodingFilter.java:200)        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)        at org.apache.catalina.core.StandardWrapperValve.invoke(StandardWrapperValve.java:198)        at org.apache.catalina.core.StandardContextValve.invoke(StandardContextValve.java:96)        at org.apache.catalina.authenticator.AuthenticatorBase.invoke(AuthenticatorBase.java:496)        at org.apache.catalina.core.StandardHostValve.invoke(StandardHostValve.java:140)        at org.apache.catalina.valves.ErrorReportValve.invoke(ErrorReportValve.java:81)        at org.apache.catalina.core.StandardEngineValve.invoke(StandardEngineValve.java:87)        at org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter.service(CoyoteAdapter.java:342)        at org.apache.coyote.http11.Http11Processor.service(Http11Processor.java:803)        at org.apache.coyote.AbstractProcessorLight.process(AbstractProcessorLight.java:66)        at org.apache.coyote.AbstractProtocol$ConnectionHandler.process(AbstractProtocol.java:790)        at org.apache.tomcat.util.net.NioEndpoint$SocketProcessor.doRun(NioEndpoint.java:1468)        at org.apache.tomcat.util.net.SocketProcessorBase.run(SocketProcessorBase.java:49)        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)        at org.apache.tomcat.util.threads.TaskThread$WrappingRunnable.run(TaskThread.java:61)        at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
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从 stack 日志上可以很直观的看出 DispatchServlet 的调用栈,那么这么长的路径,该 trace 哪个类呢(这里跳过 spring mvc 中的过滤器的 trace 过程,实际排查的时候也 trace 了一遍,但这诡异的时间消耗不是由这里过滤器产生的)?有一定经验的老司机从名字上大概也能猜出来从哪里下手比较好,那就是 org.apache.coyote.http11.Http11Processor.service,从名字上看,http1.1 处理器,这可能是一个比较好的切入点。下面来 trace 一下:


[arthas@24851]$ trace org.apache.coyote.http11.Http11Processor servicePress Q or Ctrl+C to abort.Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 269 ms.`---ts=2019-09-14 21:22:51;thread_name=http-nio-7744-exec-8;id=17;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@20ad9418    `---[131.650285ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:service()        +---[0.036851ms] org.apache.coyote.Request:getRequestProcessor() #667        +---[0.009986ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setStage() #668        +---[0.008928ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:setSocketWrapper() #671        +---[0.013236ms] org.apache.coyote.http11.Http11InputBuffer:init() #672        +---[0.00981ms] org.apache.coyote.http11.Http11OutputBuffer:init() #673        +---[min=0.00213ms,max=0.007317ms,total=0.009447ms,count=2] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getErrorState() #683        +---[min=0.002098ms,max=0.008888ms,total=0.010986ms,count=2] org.apache.coyote.ErrorState:isError() #683        +---[min=0.002448ms,max=0.007149ms,total=0.009597ms,count=2] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:isAsync() #683        +---[min=0.002399ms,max=0.00852ms,total=0.010919ms,count=2] org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint:isPaused() #683        +---[min=0.033587ms,max=0.11832ms,total=0.151907ms,count=2] org.apache.coyote.http11.Http11InputBuffer:parseRequestLine() #687        +---[0.005384ms] org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint:isPaused() #695        +---[0.007924ms] org.apache.coyote.Request:getMimeHeaders() #702        +---[0.006744ms] org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint:getMaxHeaderCount() #702        +---[0.012574ms] org.apache.tomcat.util.http.MimeHeaders:setLimit() #702        +---[0.14319ms] org.apache.coyote.http11.Http11InputBuffer:parseHeaders() #703        +---[0.003997ms] org.apache.coyote.Request:getMimeHeaders() #743        +---[0.026561ms] org.apache.tomcat.util.http.MimeHeaders:values() #743        +---[min=0.002869ms,max=0.01203ms,total=0.014899ms,count=2] java.util.Enumeration:hasMoreElements() #745        +---[0.070114ms] java.util.Enumeration:nextElement() #746        +---[0.010921ms] java.lang.String:toLowerCase() #746        +---[0.008453ms] java.lang.String:contains() #746        +---[0.002698ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getErrorState() #775        +---[0.00307ms] org.apache.coyote.ErrorState:isError() #775        +---[0.002708ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setStage() #777        +---[0.171139ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:prepareRequest() #779        +---[0.009349ms] org.apache.tomcat.util.net.SocketWrapperBase:decrementKeepAlive() #794        +---[0.002574ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getErrorState() #800        +---[0.002696ms] org.apache.coyote.ErrorState:isError() #800        +---[0.002499ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setStage() #802        +---[0.005641ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getAdapter() #803        +---[129.868916ms] org.apache.coyote.Adapter:service() #803        +---[0.003859ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getErrorState() #809        +---[0.002365ms] org.apache.coyote.ErrorState:isError() #809        +---[0.003844ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:isAsync() #809        +---[0.002382ms] org.apache.coyote.Response:getStatus() #809        +---[0.002476ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:statusDropsConnection() #809        +---[0.002284ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setStage() #838        +---[0.00222ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:isAsync() #839        +---[0.037873ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:endRequest() #843        +---[0.002188ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setStage() #845        +---[0.002112ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getErrorState() #849        +---[0.002063ms] org.apache.coyote.ErrorState:isError() #849        +---[0.002504ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:isAsync() #853        +---[0.009808ms] org.apache.coyote.Request:updateCounters() #854        +---[0.002008ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getErrorState() #855        +---[0.002192ms] org.apache.coyote.ErrorState:isIoAllowed() #855        +---[0.01968ms] org.apache.coyote.http11.Http11InputBuffer:nextRequest() #856        +---[0.010065ms] org.apache.coyote.http11.Http11OutputBuffer:nextRequest() #857        +---[0.002576ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setStage() #870        +---[0.016599ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:processSendfile() #872        +---[0.008182ms] org.apache.coyote.http11.Http11InputBuffer:getParsingRequestLinePhase() #688        +---[0.0075ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:handleIncompleteRequestLineRead() #690        +---[0.001979ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setStage() #875        +---[0.001981ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getErrorState() #877        +---[0.001934ms] org.apache.coyote.ErrorState:isError() #877        +---[0.001995ms] org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint:isPaused() #877        +---[0.002403ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:isAsync() #879        `---[0.006176ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:isUpgrade() #881
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日志里有一个 129ms 的耗时点(时间比没开 arthas 的时候更长是因为 arthas 本身带来的性能消耗,所以生产环境小心使用),这个就是要找的问题点。


打问题点找到了,那怎么定位是什么导致的问题呢,又如何解决呢?


继续 trace 吧,细化到具体的代码块或者内容。trace 由于性能考虑,不会展示所有的调用路径,如果调用路径过深,只有手动深入 trace,原则就是 trace 耗时长的那个方法:


[arthas@24851]$ trace org.apache.coyote.Adapter servicePress Q or Ctrl+C to abort.Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 608 ms.`---ts=2019-09-14 21:34:33;thread_name=http-nio-7744-exec-1;id=10;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@20ad9418    `---[81.70999ms] org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter:service()        +---[0.032546ms] org.apache.coyote.Request:getNote() #302        +---[0.007148ms] org.apache.coyote.Response:getNote() #303        +---[0.007475ms] org.apache.catalina.connector.Connector:getXpoweredBy() #324        +---[0.00447ms] org.apache.coyote.Request:getRequestProcessor() #331        +---[0.007902ms] java.lang.ThreadLocal:get() #331        +---[0.006522ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setWorkerThreadName() #331        +---[73.793798ms] org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter:postParseRequest() #336        +---[0.001536ms] org.apache.catalina.connector.Connector:getService() #339        +---[0.004469ms] org.apache.catalina.Service:getContainer() #339        +---[0.007074ms] org.apache.catalina.Engine:getPipeline() #339        +---[0.004334ms] org.apache.catalina.Pipeline:isAsyncSupported() #339        +---[0.002466ms] org.apache.catalina.connector.Request:setAsyncSupported() #339        +---[6.01E-4ms] org.apache.catalina.connector.Connector:getService() #342        +---[0.001859ms] org.apache.catalina.Service:getContainer() #342        +---[9.65E-4ms] org.apache.catalina.Engine:getPipeline() #342        +---[0.005231ms] org.apache.catalina.Pipeline:getFirst() #342        +---[7.239154ms] org.apache.catalina.Valve:invoke() #342        +---[0.006904ms] org.apache.catalina.connector.Request:isAsync() #345        +---[0.00509ms] org.apache.catalina.connector.Request:finishRequest() #372        +---[0.051461ms] org.apache.catalina.connector.Response:finishResponse() #373        +---[0.007244ms] java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean:<init>() #379        +---[0.007314ms] org.apache.coyote.Response:action() #380        +---[0.004518ms] org.apache.catalina.connector.Request:isAsyncCompleting() #382        +---[0.001072ms] org.apache.catalina.connector.Request:getContext() #394        +---[0.007166ms] java.lang.System:currentTimeMillis() #401        +---[0.004367ms] org.apache.coyote.Request:getStartTime() #401        +---[0.011483ms] org.apache.catalina.Context:logAccess() #401        +---[0.0014ms] org.apache.coyote.Request:getRequestProcessor() #406        +---[min=8.0E-4ms,max=9.22E-4ms,total=0.001722ms,count=2] java.lang.Integer:<init>() #406        +---[0.001082ms] java.lang.reflect.Method:invoke() #406        +---[0.001851ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setWorkerThreadName() #406        +---[0.035805ms] org.apache.catalina.connector.Request:recycle() #410        `---[0.007849ms] org.apache.catalina.connector.Response:recycle() #411
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一段无聊的手动深入 trace 之后………………


[arthas@24851]$ trace org.apache.catalina.webresources.AbstractArchiveResourceSet getArchiveEntriesPress Q or Ctrl+C to abort.Affect(class-cnt:4 , method-cnt:2) cost in 150 ms.`---ts=2019-09-14 21:36:26;thread_name=http-nio-7744-exec-3;id=12;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@20ad9418    `---[75.743681ms] org.apache.catalina.webresources.JarWarResourceSet:getArchiveEntries()        +---[0.025731ms] java.util.HashMap:<init>() #106        +---[0.097729ms] org.apache.catalina.webresources.JarWarResourceSet:openJarFile() #109        +---[0.091037ms] java.util.jar.JarFile:getJarEntry() #110        +---[0.096325ms] java.util.jar.JarFile:getInputStream() #111        +---[0.451916ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:<init>() #113        +---[min=0.001175ms,max=0.001176ms,total=0.002351ms,count=2] java.lang.Integer:<init>() #114        +---[0.00104ms] java.lang.reflect.Method:invoke() #114        +---[0.045105ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:getNextJarEntry() #114        +---[min=5.02E-4ms,max=0.008531ms,total=0.028864ms,count=31] java.util.jar.JarEntry:getName() #116        +---[min=5.39E-4ms,max=0.022805ms,total=0.054647ms,count=31] java.util.HashMap:put() #116        +---[min=0.004452ms,max=34.479307ms,total=74.206249ms,count=31] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:getNextJarEntry() #117        +---[0.018358ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:getManifest() #119        +---[0.006429ms] org.apache.catalina.webresources.JarWarResourceSet:setManifest() #120        +---[0.010904ms] org.apache.tomcat.util.compat.JreCompat:isJre9Available() #121        +---[0.003307ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:getMetaInfEntry() #133        +---[5.5E-4ms] java.util.jar.JarEntry:getName() #135        +---[6.42E-4ms] java.util.HashMap:put() #135        +---[0.001981ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:getManifestEntry() #137        +---[0.064484ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:close() #141        +---[0.007961ms] org.apache.catalina.webresources.JarWarResourceSet:closeJarFile() #151        `---[0.004643ms] java.io.InputStream:close() #155
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发现了一个值得暂停思考的点:


+---[min=0.004452ms,max=34.479307ms,total=74.206249ms,count=31] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:getNextJarEntry() #117
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这行代码加载了 31 次,一共耗时 74ms;从名字上看,应该是 tomcat 加载 jar 包时的耗时,那么是加载了 31 个 jar 包的耗时,还是加载了 jar 包内的某些资源 31 次耗时呢?


TomcatJarInputStream 这个类源码的注释写到:


The purpose of this sub-class is to obtain references to the JarEntry objectsfor META-INF/ and META-INF/MANIFEST.MF that are otherwise swallowed by theJarInputStream implementation.


大概意思也就是,获取 jar 包内 META-INF/,META-INF/MANIFEST 的资源,这是一个子类,更多的功能在父类 JarInputStream 里。


其实看到这里大概也能猜到问题了,tomcat 加载 jar 包内 META-INF/,META-INF/MANIFEST 的资源导致的耗时,至于为什么连续请求不会耗时,应该是 tomcat 的缓存机制(下面介绍源码分析)。


不着急定位问题,试着通过 Arthas 最终定位问题细节,继续手动深入 trace。


[arthas@24851]$ trace org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream *Press Q or Ctrl+C to abort.Affect(class-cnt:1 , method-cnt:4) cost in 44 ms.`---ts=2019-09-14 21:37:47;thread_name=http-nio-7744-exec-5;id=14;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@20ad9418    `---[0.234952ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:createZipEntry()        +---[0.039455ms] java.util.jar.JarInputStream:createZipEntry() #43        `---[0.007827ms] java.lang.String:equals() #44`---ts=2019-09-14 21:37:47;thread_name=http-nio-7744-exec-5;id=14;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@20ad9418    `---[0.050222ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:createZipEntry()        +---[0.001889ms] java.util.jar.JarInputStream:createZipEntry() #43        `---[0.001643ms] java.lang.String:equals() #46#这里一共31个trace日志,删减了剩下的
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从方法名上看,还是加载资源之类的意思。都已经到 jdk 源码了,这时候来看一下 TomcatJarInputStream 这个类的源码:


/** * Creates a new <code>JarEntry</code> (<code>ZipEntry</code>) for the * specified JAR file entry name. The manifest attributes of * the specified JAR file entry name will be copied to the new * <CODE>JarEntry</CODE>. * * @param name the name of the JAR/ZIP file entry * @return the <code>JarEntry</code> object just created */protected ZipEntry createZipEntry(String name) {    JarEntry e = new JarEntry(name);    if (man != null) {        e.attr = man.getAttributes(name);    }    return e;}
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这个 createZipEntry 有个 name 参数,从注释上看,是 jar/zip 文件名,如果能得到文件名这种关键信息,就可以直接定位问题了;还是通过 Arthas,使用watch 命令,动态监测方法调用数据。


watch 方法执行数据观测



让你能方便的观察到指定方法的调用情况。能观察到的范围为:返回值、抛出异常、入参,通过编写 OGNL 表达式进行对应变量的查看。


watch 该方法的入参:


[arthas@24851]$ watch  org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream createZipEntry "{params[0]}"Press Q or Ctrl+C to abort.Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 27 ms.ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.14547ms] result=@ArrayList[    @String[META-INF/],]ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.048028ms] result=@ArrayList[    @String[META-INF/MANIFEST.MF],]ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.046071ms] result=@ArrayList[    @String[META-INF/resources/],]ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.033855ms] result=@ArrayList[    @String[META-INF/resources/swagger-ui.html],]ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.039138ms] result=@ArrayList[    @String[META-INF/resources/webjars/],]ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.033701ms] result=@ArrayList[    @String[META-INF/resources/webjars/springfox-swagger-ui/],]ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.033644ms] result=@ArrayList[    @String[META-INF/resources/webjars/springfox-swagger-ui/favicon-16x16.png],]ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.033976ms] result=@ArrayList[    @String[META-INF/resources/webjars/springfox-swagger-ui/springfox.css],]ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.032818ms] result=@ArrayList[    @String[META-INF/resources/webjars/springfox-swagger-ui/swagger-ui-standalone-preset.js.map],]ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.04651ms] result=@ArrayList[    @String[META-INF/resources/webjars/springfox-swagger-ui/swagger-ui.css],]ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.034793ms] result=@ArrayList[    @String[META-INF/resources/webjars/springfox-swagger-ui/swagger-ui.js.map],
复制代码


这下直接看到了具体加载的资源名,这么熟悉的名字:swagger-ui,一个国外的 rest 接口文档工具,又有国内开发者基于 swagger-ui 做了一套 spring mvc 的集成工具,通过注解就可以自动生成 swagger-ui 需要的接口定义 json 文件,用起来还比较方便,就是侵入性较强。


删除 swagger 的 jar 包后问题,诡异的 70+ms 就消失了。


<!--pom 里删除这两个引用,这两个包时国内开发者封装的,swagger-ui并没有提供java spring-mvc的支持包,swagger只是一个浏览器端的ui+editor<dependency>    <groupId>io.springfox</groupId>    <artifactId>springfox-swagger2</artifactId>    <version>2.9.2</version></dependency><dependency>    <groupId>io.springfox</groupId>    <artifactId>springfox-swagger-ui</artifactId>    <version>2.9.2</version></dependency>
复制代码


那么为什么 swagger 会导致请求耗时呢,为什么每次请求偶读会加载 swagger 内部的静态资源呢?


其实这是 tomcat-embed 的一个 bug 吧,下面详细介绍一下该 Bug。


Tomcat embed Bug 分析 & 解决


源码分析过程实在太漫长,而且也不是本文的重点,所以就不介绍了, 下面直接介绍下分析结果。


顺便贴一张 tomcat 处理请求的核心类图:



1. 为什么每次请求会加载 Jar 包内的静态资源?


关键在于 org.apache.catalina.mapper.Mapper#internalMapWrapper 这个方法,该版本下处理请求的方式有问题,导致每次都校验静态资源。


2. 为什么连续请求不会出现问题?


因为 Tomcat 对于这种静态资源的解析是有缓存的,优先从缓存查找,缓存过期后再重新解析。具体参考 org.apache.catalina.webresources.Cache,默认过期时间 ttl 是 5000ms。


3. 为什么本地不会复现?


其实确切的说,是通过 spring-boot 打包插件后不能复现。由于启动方式的不同,tomcat 使用了不同的类去处理静态资源,所以没问题。


4. 如何解决?


1)升级 tomcat-embed 版本即可


当前出现 Bug 的版本为:spring-boot:2.0.2.RELEASE,内置的 tomcat embed 版本为 8.5.31。升级 tomcat embed 版本至 8.5.40+ 即可解决此问题,新版本已经修复了。


2)通过替换 springboot pom properties 方式


如果项目是 maven 是继承的 springboot,即 parent 配置为 springboot 的,或者 dependencyManagement 中 import spring boot 包的。


<parent>        <groupId>org.springframework.boot</groupId>        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>        <version>2.0.2.RELEASE</version>        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->    </parent>
复制代码


pom 中直接覆盖 properties 即可:


<properties>    <tomcat.version>8.5.40</tomcat.version></properties>
复制代码


3)升级 spring boot 版本


springboot 2.1.0.RELEASE 中的 tomcat embed 版本已经大于 8.5.31 了,所以直接将 springboot 升级至该版本及以上版本就可以解决此问题。


作者简介


空无,Arthas 铁粉,一个热爱技术热爱分享的程序员,专注 JAVA 后端开发。


**欢迎登陆 start.aliyun.com 知行动手实验室体验 Arthas 57 个动手实验:https://start.aliyun.com/handson-lab/#!category=arthas**


为了让更多开发者开始用上 Arthas 这个 Java 诊断神器,Arthas 社区联合 JetBrains 推出 Arthas 有奖征文活动:聊聊这些年你和 Arthas 之间的那些事儿。活动仍在火热进行中,点击即可参与,欢迎大家踊跃投稿,参与即有可能获奖!


发布于: 2021 年 03 月 15 日阅读数: 27
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阿里巴巴云原生 2019.05.21 加入

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评论 (1 条评论)

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整个分析过程到位,问题解析过程值得学习
2021 年 03 月 15 日 20:11
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没有更多了
使用 Arthas 排查 SpringBoot 诡异耗时的 Bug