使用Arthas活用ognl表达式

OGNL是Object Graphic Navigation Language(对象图导航语言)的缩写，是一个开源项目。Struts框架使用OGNL作为默认的表达式语言。 本文使用Arthas作为例子，通过ognl表达式来完成一系列JVM的问题定位和处理。

测试类的代码

package dev.demo.jvm.arthas;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Random;

public class OgnlTest {

    public static final Map m = new HashMap<>();
    public static final Map n = new HashMap<>();

    static {
        m.put("a", "aaa");
        m.put("b", "bbb");

        n.put(Type.RUN, "aaa");
        n.put(Type.STOP, "bbb");
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List<Pojo> list = new ArrayList<>();

        for (int i = 0; i < 40; i ++) {
            Pojo pojo = new Pojo();
            pojo.setName("name " + i);
            pojo.setAge(i + 2);

            list.add(pojo);
        }

        while (true) {
            int random = new Random().nextInt(40);

            String name = list.get(random).getName();
            list.get(random).setName(null);

            test(list);

            list.get(random).setName(name);

            Thread.sleep(1000l);
        }
    }

    public static void test(List<Pojo> list) {

    }

    public static void invoke(String a) {
        System.out.println(a);
    }

    static class Pojo {
        String name;
        int age;
        String hobby;

        public String getName() {
            return name;
        }

        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }

        public int getAge() {
            return age;
        }

        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }

        public String getHobby() {
            return hobby;
        }

        public void setHobby(String hobby) {
            this.hobby = hobby;
        }
    }
}

public enum Type {
    RUN, STOP;
}

查看第一个参数

params是参数列表，是一个数组，可以直接通过下标方式访问

$ watch dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest test params[0] -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 26 ms.
@ArrayList[
    @Pojo[dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest$Pojo@6e2c634b],
    @Pojo[dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest$Pojo@37a71e93],
    @Pojo[dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest$Pojo@7e6cbb7a],
    ...
]

这里的-n表示只输出一次

查看数组中的元素

第一个参数是一个List，想要看List中第一个Pojo对象，可以通过下标方式，也可以通过List的get方法访问。

$ watch dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest test params[0][0] -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 14 ms.
@Pojo[
    name=@String[name 0],
    age=@Integer[2],
    hobby=null,
]

$ watch dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest test params[0].get(0) -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 14 ms.
@Pojo[
    name=@String[name 0],
    age=@Integer[2],
    hobby=null,
]

查看Pojo的属性

拿到这个Pojo可以，直接访问Pojo的属性，如age

$ watch dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest test params[0].get(0).age -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 21 ms.
@Integer[2]

还可以通过下标的方式访问params[0][0]["age"]，这个写法等效于params[0][0].age：

$ watch dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest test params[0][0]["name"] -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 53 ms.
watch failed, condition is: null, express is: params[0][0][age], ognl.NoSuchPropertyException: com.taobao.arthas.core.advisor.Advice.age, visit /Users/wangtao/logs/arthas/arthas.log for more details.

但这样会报错，这时候需要再加一个引号

$ watch dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest test 'params[0][0]["age"]' -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 25 ms.
@Integer[2]

集合投影

有时候我们只需要抽取对象数组中的某一个属性，这种情况可以通过投影来实现，比如要将Pojo对象列表中的name属性单独抽出来，可以通过params[0].{name}这个表达式来实现。 ognl会便利params[0]这个List取出每个对象的name属性，重新组装成一个新的数组。用法相当于Java stream中的map函数。

$ watch dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest test params[0].{name} -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 56 ms.
@ArrayList[
    @String[name 0],
    @String[name 1],
    @String[name 2],
    @String[name 3],
    null,
    @String[name 5],
    @String[name 6],
    @String[name 7],
    @String[name 8],
    @String[name 9],
]

集合过滤

有时候还需要针对集合对象按某种条件进行过滤，比如想找出所有age大于5的Pojo的name，可以这样写

$ watch dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest test "params[0].{? #this.age > 5}.{name}" -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 25 ms.
@ArrayList[
    @String[name 4],
    @String[name 5],
    @String[name 6],
    null,
    @String[name 8],
    @String[name 9],
]

其中{? #this.age > 5} 相当于stream里面的filter，后面的name相当于stream里面的map

那如果要找到第一个age大于5的Pojo的name，怎么办呢？可以用^或$来进行第一个或最后一个的匹配，像下面这样:

$ watch dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest test "params[0].{^ #this.age > 5}.{name}" -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 24 ms.
@ArrayList[
    @String[name 4],
]
Command hit execution time limit 1, therefore will be aborted.
$ watch dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest test "params[0].{$ #this.age > 5}.{name}" -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 43 ms.
@ArrayList[
    @String[name 9],
]

多行表达式

有些表达式一行之内无法表达，需要多行才能表达，应该怎么写的？比如，假设我们要把所有Pojo的name拿出来，再往里面新加一个新的元素，在返回新的列表，应该如何写？可以通过中括号将多个表达式串联起来，最后一个表达式的返回值代表整个表达式的最终结果。临时变量可以用#来表示。

$ watch dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest test '(#test=params[0].{name}, #test.add("abc"), #test)' -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 28 ms.
@ArrayList[
    @String[name 0],
    @String[name 1],
    @String[name 2],
    @String[name 3],
    @String[name 4],
    @String[name 5],
    @String[name 6],
    @String[name 7],
    @String[name 8],
    null,
    @String[abc],
]

调用构造函数

调用构造函数，必须要指定要创建的类的全类名。比如下面的例子中，创建一个新的list，然后添加一个新的元素，然后返回添加后的list。

$ watch dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest test '(#test=new java.util.ArrayList(), #test.add("abc"), #test)' -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 37 ms.
@ArrayList[
    @String[abc],
]

访问静态变量

可以通过@class@filed方式访问，注意需要填写全类名

$ watch dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest test '@dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest@m' -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 35 ms.
@HashMap[
    @String[a]:@String[aaa],
    @String[b]:@String[bbb],
]

调用静态方法

可以通过@class@method(args)方式访问，注意需要填写全类名

$ watch dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest test '@java.lang.System@getProperty("java.version")' -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 42 ms.
@String[1.8.0_51]

静态方法和非静态方法结合，例如想要获取当前方法调用的TCCL，可以像下面这样写：

$ watch dev.demo.jvm.arthas.OgnlTest test '@java.lang.Thread@currentThread().getContextClassLoader()' -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 84 ms.
@AppClassLoader[
    ucp=@URLClassPath[sun.misc.URLClassPath@4cdbe50f],
    $assertionsDisabled=@Boolean[true],
]

访问Map中的元素

Test.n是一个HashMap，假设要获取这个Map的所有key，ongl针对Map接口提供了keys, values这两个虚拟属性，可以像普通属性一样访问。

$ watch Test test '@Test@n.keys' -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 57 ms.
@KeySet[
    @Type[RUN],
    @Type[STOP],
]

因为这个Map的Key是一个Enum，假设要把key为RUN这个值的value取出来应该怎么写呢？可以通过Enum的valueOf方法来创建一个Enum，然后get出来，比如下面一样

$ watch Test test '@Test@n.get(@Type@valueOf("RUN"))' -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 168 ms.
@String[aaa]

或者是下面这样，通过迭代器+过滤的方式：

$ watch Test test '@Test@n.entrySet().iterator.{? #this.key.name() == "RUN"}' -n 1
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 72 ms.
@ArrayList[
    @Node[RUN=aaa],
]

附: ognl内置的ognl的虚拟属性

  • Collection:
    • size
    • isEmpty
  • List:
    • iterator
  • Map:
    • keys
    • values
  • Set:
    • iterator
  • Iterator:
    • next
    • hasNext
  • Enumeration:
    • next
    • hasNext
    • nextElement
    • hasMoreElements

参考

  1. Arthas官方文档
  2. Ognl表达式基本原理和使用方法
  3. OGNL表达式官方指南
  4. Arthas使用ognl表达式Issue

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