Java相关脚本

本人摘自:https://github.com/oldratlee/useful-scripts/blob/master/docs/java.md#beer-show-busy-java-threadssh

•  show-busy-java-threads
  • 用法
  • 示例
  • 贡献者
•  show-duplicate-java-classes
  • 用法
    • JDK开发场景使用说明
      • 对于一般的工程
      • 对于Web工程
    • Android开发场景使用说明
  • 示例
  • 贡献者
•  find-in-jars
  • 用法
  • 示例
  • 参考资料

 show-busy-java-threads

用于快速排查Java的CPU性能问题(top us值过高)，自动查出运行的Java进程中消耗CPU多的线程，并打印出其线程栈，从而确定导致性能问题的方法调用。
目前只支持Linux。原因是Mac、Windows的ps命令不支持列出线程线程，更多信息参见#33，欢迎提供解法。

PS，如何操作可以参见@bluedavy的《分布式Java应用》的【5.1.1 cpu消耗分析】一节，说得很详细：

1. top命令找出有问题Java进程及线程id：
   1. 开启线程显示模式
   2. 按CPU使用率排序
   3. 记下Java进程id及其CPU高的线程id
2. 用进程id作为参数，jstack有问题的Java进程
3. 手动转换线程id成十六进制（可以用printf %x 1234）
4. 查找十六进制的线程id（可以用grep）
5. 查看对应的线程栈

查问题时，会要多次这样操作以确定问题，上面过程太繁琐太慢了。

用法

show-busy-java-threads
# 从所有运行的Java进程中找出最消耗CPU的线程（缺省5个），打印出其线程栈

# 缺省会自动从所有的Java进程中找出最消耗CPU的线程，这样用更方便
# 当然你可以手动指定要分析的Java进程Id，以保证只会显示出那个你关心的Java进程的信息
show-busy-java-threads -p <指定的Java进程Id>

show-busy-java-threads -c <要显示的线程栈数>

show-busy-java-threads <重复执行的间隔秒数> [<重复执行的次数>]
# 多次执行；这2个参数的使用方式类似vmstat命令

show-busy-java-threads -a <输出记录到的文件>
# 记录到文件以方便回溯查看

##############################
# 注意：
##############################
# 如果Java进程的用户 与 执行脚本的当前用户 不同，则jstack不了这个Java进程
# 为了能切换到Java进程的用户，需要加sudo来执行，即可以解决：
sudo show-busy-java-threads

show-busy-java-threads -s <指定jstack命令的全路径>
# 对于sudo方式的运行，JAVA_HOME环境变量不能传递给root，
# 而root用户往往没有配置JAVA_HOME且不方便配置，
# 显式指定jstack命令的路径就反而显得更方便了

# -m选项：执行jstack命令时加上-m选项，显示上Native的栈帧，一般应用排查不需要使用
show-busy-java-threads -m
# -F选项：执行jstack命令时加上 -F 选项（如果直接jstack无响应时，用于强制jstack），一般情况不需要使用
show-busy-java-threads -F
# -l选项：执行jstack命令时加上 -l 选项，显示上更多相关锁的信息，一般情况不需要使用
# 注意：和 -m -F 选项一起使用时，可能会大大增加jstack操作的耗时
show-busy-java-threads -l

# 帮助信息
$ show-busy-java-threads -h
Usage: show-busy-java-threads [OPTION]... [delay [count]]
Find out the highest cpu consumed threads of java, and print the stack of these threads.

Example:
  show-busy-java-threads       # show busy java threads info
  show-busy-java-threads 1     # update every 1 seconds, (stop by eg: CTRL+C)
  show-busy-java-threads 3 10  # update every 3 seconds, update 10 times

Options:
  -p, --pid <java pid>      find out the highest cpu consumed threads from the specifed java process,
                            default from all java process.
  -c, --count <num>         set the thread count to show, default is 5
  -a, --append-file <file>  specify the file to append output as log
  -s, --jstack-path <path>  specify the path of jstack command
  -F, --force               set jstack to force a thread dump
                            use when jstack <pid> does not respond (process is hung)
  -m, --mix-native-frames   set jstack to print both java and native frames (mixed mode)
  -l, --lock-info           set jstack with long listing. Prints additional information about locks
  -h, --help                display this help and exit
  delay                     the delay between updates in seconds
  count                     the number of updates
                            delay/count arguments imitates style of vmstat command

示例

$ show-busy-java-threads
[1] Busy(57.0%) thread(23355/0x5b3b) stack of java process(23269) under user(admin):
"pool-1-thread-1" prio=10 tid=0x000000005b5c5000 nid=0x5b3b runnable [0x000000004062c000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
    at java.text.DateFormat.format(DateFormat.java:316)
    at com.xxx.foo.services.common.DateFormatUtil.format(DateFormatUtil.java:41)
    at com.xxx.foo.shared.monitor.schedule.AppMonitorDataAvgScheduler.run(AppMonitorDataAvgScheduler.java:127)
    at com.xxx.foo.services.common.utils.AliTimer$2.run(AliTimer.java:128)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.runTask(ThreadPoolExecutor.java:886)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:908)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:662)

[2] Busy(26.1%) thread(24018/0x5dd2) stack of java process(23269) under user(admin):
"pool-1-thread-2" prio=10 tid=0x000000005a968800 nid=0x5dd2 runnable [0x00000000420e9000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
    at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:2882)
    at java.lang.AbstractStringBuilder.expandCapacity(AbstractStringBuilder.java:100)
    at java.lang.AbstractStringBuilder.append(AbstractStringBuilder.java:572)
    at java.lang.StringBuffer.append(StringBuffer.java:320)
    - locked <0x00000007908d0030> (a java.lang.StringBuffer)
    at java.text.SimpleDateFormat.format(SimpleDateFormat.java:890)
    at java.text.SimpleDateFormat.format(SimpleDateFormat.java:869)
    at java.text.DateFormat.format(DateFormat.java:316)
    at com.xxx.foo.services.common.DateFormatUtil.format(DateFormatUtil.java:41)
    at com.xxx.foo.shared.monitor.schedule.AppMonitorDataAvgScheduler.run(AppMonitorDataAvgScheduler.java:126)
    at com.xxx.foo.services.common.utils.AliTimer$2.run(AliTimer.java:128)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.runTask(ThreadPoolExecutor.java:886)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:908)
...

上面的线程栈可以看出，CPU消耗最高的2个线程都在执行java.text.DateFormat.format，业务代码对应的方法是shared.monitor.schedule.AppMonitorDataAvgScheduler.run。可以基本确定：

• AppMonitorDataAvgScheduler.run调用DateFormat.format次数比较频繁。
• DateFormat.format比较慢。（这个可以由DateFormat.format的实现确定。）

多执行几次show-busy-java-threads，如果上面情况高概率出现，则可以确定上面的判定。
因为调用越少代码执行越快，则出现在线程栈的概率就越低。
脚本有自动多次执行的功能，指定 重复执行的间隔秒数/重复执行的次数 参数。

分析shared.monitor.schedule.AppMonitorDataAvgScheduler.run实现逻辑和调用方式，以优化实现解决问题。

贡献者

• silentforce改进此脚本，增加对环境变量JAVA_HOME的判断。 #15
• liuyangc3
  • 发现并解决jstack非当前用户Java进程的问题。 #50
  • 优化性能，通过read -a简化反复的awk操作。 #51
• superhj1987 / lirenzuo
  • 提出/实现了多次执行的功能 superhj1987/awesome-scripts#1
• xiongchen2012 提出/解决了长用户名截断的Bug #62

 show-duplicate-java-classes

找出Java Lib（Java库，即Jar文件）或Class目录（类目录）中的重复类。
全系统支持（Python实现，安装Python即可），如Linux、Mac、Windows。

Java开发的一个麻烦的问题是Jar冲突（即多个版本的Jar），或者说重复类。会出NoSuchMethod等的问题，还不见得当时出问题。找出有重复类的Jar，可以防患未然。

用法

• 通过脚本参数指定Libs目录，查找目录下Jar文件，收集Jar文件中Class文件以分析重复类。可以指定多个Libs目录。
  注意，只会查找这个目录下Jar文件，不会查找子目录下Jar文件。因为Libs目录一般不会用子目录再放Jar，这样也避免把去查找不期望Jar。
• 通过-c选项指定Class目录，直接收集这个目录下的Class文件以分析重复类。可以指定多个Class目录。

# 查找当前目录下所有Jar中的重复类
show-duplicate-java-classes

# 查找多个指定目录下所有Jar中的重复类
show-duplicate-java-classes path/to/lib_dir1 /path/to/lib_dir2

# 查找多个指定Class目录下的重复类。 Class目录 通过 -c 选项指定
show-duplicate-java-classes -c path/to/class_dir1 -c /path/to/class_dir2

# 查找指定Class目录和指定目录下所有Jar中的重复类的Jar
show-duplicate-java-classes path/to/lib_dir1 /path/to/lib_dir2 -c path/to/class_dir1 -c path/to/class_dir2

# 帮助信息
$ show-duplicate-java-classes -h
Usage: show-duplicate-java-classes [-c class-dir1 [-c class-dir2] ...] [lib-dir1|jar-file1 [lib-dir2|jar-file2] ...]

Options:
  -h, --help            show this help message and exit
  -c CLASS_DIRS, --class-dir=CLASS_DIRS
                        add class dir

JDK开发场景使用说明

以Maven作为构建工程示意过程。

对于一般的工程

# 在项目模块目录下执行，拷贝依赖Jar到目录target/dependency下
$ mvn dependency:copy-dependencies -DincludeScope=runtime
...
# 检查重复类
$ show-duplicate-java-classes target/dependency
...

对于Web工程

对于Web工程，即war maven模块，会打包生成war文件。

# 在war模块目录下执行，生成war文件
$ mvn install
...
# 解压war文件，war文件中包含了应用的依赖的Jar文件
$ unzip target/*.war -d target/war
...
# 检查重复类
$ show-duplicate-java-classes -c target/war/WEB-INF/classes target/war/WEB-INF/lib
...

Android开发场景使用说明

Android开发，有重复类在编译打包时会报[Dex Loader] Unable to execute dex: Multiple dex files define Lorg/foo/xxx/Yyy。

但只会给出一个重复类名，如果重复类比较多时，上面打包/报错/排查会要进行多次，而Android的打包比较费时，这个过程比较麻烦，希望可以一次把所有重复类都列出来，一起排查掉。

以Gradle作为构建工程示意过程。

在App的build.gradle中添加拷贝库到目录build/dependencies下。

task copyDependencies(type: Copy) {
    def dest = new File(buildDir, "dependencies")

    // clean dir
    dest.deleteDir()
    dest.mkdirs()

    // fill dir with dependencies
    from configurations.compile into dest
}

# 拷贝依赖
$ ./gradlew app:copyDependencies
...
# 检查重复类
$ show-duplicate-java-classes app/build/dependencies
...

示例

$ show-duplicate-java-classes WEB-INF/lib
COOL! No duplicate classes found!

================================================================================
class paths to find:
================================================================================
1  : WEB-INF/lib/sourceforge.spring.modules.context-2.5.6.SEC02.jar
2  : WEB-INF/lib/misc.htmlparser-0.0.0.jar
3  : WEB-INF/lib/normandy.client-1.0.2.jar
...

$ show-duplicate-java-classes -c WEB-INF/classes WEB-INF/lib
Found duplicate classes in below class path:
1  (293@2): WEB-INF/lib/sourceforge.spring-2.5.6.SEC02.jar WEB-INF/lib/sourceforge.spring.modules.orm-2.5.6.SEC02.jar
2  (2@3): WEB-INF/lib/servlet-api-3.0-alpha-1.jar WEB-INF/lib/jsp-api-2.1-rev-1.jar WEB-INF/lib/jstl-api-1.2-rev-1.jar
3  (104@2): WEB-INF/lib/commons-io-2.2.jar WEB-INF/lib/jakarta.commons.io-2.0.jar
4  (6@3): WEB-INF/lib/jakarta.commons.logging-1.1.jar WEB-INF/lib/commons-logging-1.1.1.jar WEB-INF/lib/org.slf4j.jcl104-over-slf4j-1.5.6.jar
5  (344@2): WEB-INF/lib/sourceforge.spring-2.5.6.SEC02.jar WEB-INF/lib/sourceforge.spring.modules.context-2.5.6.SEC02.jar
...

================================================================================
Duplicate classes detail info:
================================================================================
1  (293@2): WEB-INF/lib/sourceforge.spring-2.5.6.SEC02.jar WEB-INF/lib/sourceforge.spring.modules.orm-2.5.6.SEC02.jar
    1   org/springframework/orm/toplink/TopLinkTemplate$13.class
    2   org/springframework/orm/hibernate3/HibernateTemplate$24.class
    3   org/springframework/orm/jpa/vendor/HibernateJpaDialect.class
    4   org/springframework/orm/hibernate3/TypeDefinitionBean.class
    5   org/springframework/orm/hibernate3/SessionHolder.class
    ...
2  (2@3): WEB-INF/lib/servlet-api-3.0-alpha-1.jar WEB-INF/lib/jsp-api-2.1-rev-1.jar WEB-INF/lib/jstl-api-1.2-rev-1.jar
    1   javax/servlet/ServletException.class
    2   javax/servlet/ServletContext.class
3  (104@2): WEB-INF/lib/commons-io-2.2.jar WEB-INF/lib/jakarta.commons.io-2.0.jar
    1   org/apache/commons/io/input/ProxyReader.class
    2   org/apache/commons/io/output/FileWriterWithEncoding.class
    3   org/apache/commons/io/output/TaggedOutputStream.class
    4   org/apache/commons/io/filefilter/NotFileFilter.class
    5   org/apache/commons/io/filefilter/TrueFileFilter.class
    ...
...

================================================================================
class paths to find:
================================================================================
1  : WEB-INF/lib/sourceforge.spring.modules.context-2.5.6.SEC02.jar
2  : WEB-INF/lib/misc.htmlparser-0.0.0.jar
3  : WEB-INF/lib/normandy.client-1.0.2.jar
4  : WEB-INF/lib/xml.xmlgraphics__batik-css-1.7.jar-1.7.jar
5  : WEB-INF/lib/jakarta.ecs-1.4.2.jar
...

贡献者

tgic提供此脚本。友情贡献者的链接commandlinefu.cn|微博linux命令行精选

 find-in-jars

在当前目录下所有jar文件里，查找类或资源文件。
支持Linux、Mac、Windows（cygwin、MSSYS）。

用法

# 在当前目录下所有`jar`文件里，查找类或资源文件。
find-in-jars 'log4j\.properties'
find-in-jars 'log4j\.xml$'
find-in-jars log4j\\.xml$ # 和上面命令一样，Shell转义的不同写法而已
find-in-jars 'log4j(\.properties|\.xml)$'

# -d选项 指定 查找目录（覆盖缺省的当前目录）
find-in-jars 'log4j\.properties$' -d /path/to/find/directory
# 支持多个查找目录
find-in-jars 'log4j\.properties' -d /path/to/find/directory1 -d /path/to/find/directory2

# 帮助信息
$ find-in-jars -h
Usage: find-in-jars [OPTION]... PATTERN
Find file in the jar files under specified directory(recursive, include subdirectory).
The pattern default is *extended* regex.

Example:
    find-in-jars 'log4j\.properties'
    find-in-jars '^log4j(\.properties|\.xml)$' # search file log4j.properties/log4j.xml at zip root
    find-in-jars 'log4j\.properties$' -d /path/to/find/directory
    find-in-jars 'log4j\.properties' -d /path/to/find/dir1 -d /path/to/find/dir2

Options:
  -d, --dir              the directory that find jar files, default is current directory.
                         this option can specify multiply times to find in multiply directory.
  -E, --extended-regexp  PATTERN is an extended regular expression (*default*)
  -F, --fixed-strings    PATTERN is a set of newline-separated strings
  -G, --basic-regexp     PATTERN is a basic regular expression
  -P, --perl-regexp      PATTERN is a Perl regular expression
  -i, --ignore-case      ignore case distinctions
  -h, --help             display this help and exit

注意，Pattern缺省是grep的 扩展正则表达式。

示例

# 在当前目录下的所有Jar文件中，查找出 log4j.properties文件
$ find-in-jars 'log4j\.properties$'
./hadoop-core-0.20.2-cdh3u3.jar!log4j.properties

# 查找出 以Service结尾的类
$ ./find-in-jars 'Service.class$'
./WEB-INF/libs/spring-2.5.6.SEC03.jar!org/springframework/stereotype/Service.class
./rpc-benchmark-0.0.1-SNAPSHOT.jar!com/taobao/rpc/benchmark/service/HelloService.class
......

# 在指定的多个目录的Jar文件中，查找出 properties文件
$ find-in-jars '\.properties$' -d ../WEB-INF/lib -d ../deploy/lib | grep -v '/pom\.properties$'
../WEB-INF/lib/aspectjtools-1.6.2.jar!org/aspectj/ajdt/ajc/messages.properties
../WEB-INF/lib/aspectjtools-1.6.2.jar!org/aspectj/ajdt/internal/compiler/parser/readableNames.properties
../WEB-INF/lib/aspectjweaver-1.8.8.jar!org/aspectj/weaver/XlintDefault.properties
../WEB-INF/lib/aspectjweaver-1.8.8.jar!org/aspectj/weaver/weaver-messages.properties
../deploy/lib/groovy-all-1.1-rc-1.jar!groovy/ui/InteractiveShell.properties
../deploy/lib/groovy-all-1.1-rc-1.jar!org/codehaus/groovy/tools/shell/CommandAlias.properties
../deploy/lib/httpcore-4.3.3.jar!org/apache/http/version.properties
../deploy/lib/httpmime-4.2.2.jar!org/apache/http/entity/mime/version.properties
../deploy/lib/javax.servlet-api-3.0.1.jar!javax/servlet/LocalStrings_fr.properties
../deploy/lib/javax.servlet-api-3.0.1.jar!javax/servlet/http/LocalStrings_es.properties
......

参考资料

在多个Jar(Zip)文件查找Log4J配置文件的Shell命令行