Arthas 实践--快速排查 Spring Boot 应用 404/401 问题

背景

在 Java Web/Spring Boot 开发时，很常见的问题是：

网页访问 404 了，为什么访问不到？
登陆失败了，请求返回 401，到底是哪个 Filter 拦截了我的请求？

碰到这种问题时，通常很头痛，特别是在线上环境时。

本文介绍使用 Alibaba 开源的 Java 诊断利器 Arthas，来快速定位这类 Web 请求 404/401 问题。

https://github.com/alibaba/arthas

Java Web 里一个请求被处理的流程

在进入正题之前，先温习下知识。一个普通的 Java Web 请求处理流程大概是这样子的：

Request  -> Filter1 -> Filter2 ... -> Servlet
                                        |
Response <- Filter1 <- Filter2 ... <- Servlet

Demo

本文的介绍基于一个很简单的 Demo： https://github.com/hengyunabc/spring-boot-inside/tree/master/demo-404-401

访问 http://localhost:8080/ ，返回 200，正常打印 Welconme 信息
访问 http://localhost:8080/a.txt ，返回 404
访问 http://localhost:8080/admin，返回 401

是哪个 Servlet 返回了 404 ？

Demo 启动后，访问： http://localhost:8080/a.txt ，返回 404：

$ curl http://localhost:8080/a.txt
{"timestamp":1546790485831,"status":404,"error":"Not Found","message":"No message available","path":"/a.txt"}

我们知道一个 HTTP Request，大部分情况下都是由一个 Servlet 处理的，那么到底是哪个 Servlet 返回了 404 ？

我们使用 Arthas 的trace命令来定位：

$ trace javax.servlet.Servlet *
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:7 , method-cnt:185) cost in 1018 ms.

然后访问 http://localhost:8080/a.txt ，Arthas 会打印出整个请求树，完整的输出太长，这里只截取关键的一输出：

+---[13.087083ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:resolveViewName()
|   `---[13.020984ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:resolveViewName()
|       +---[0.002777ms] java.util.List:iterator()
|       +---[0.001955ms] java.util.Iterator:hasNext()
|       +---[0.001739ms] java.util.Iterator:next()
|       `---[12.891979ms] org.springframework.web.servlet.ViewResolver:resolveViewName()
|           +---[0.089811ms] javax.servlet.GenericServlet:<init>()
|           +---[min=0.037696ms,max=0.054478ms,total=0.092174ms,count=2] org.springframework.web.servlet.view.freemarker.FreeMarkerView$GenericServletAdapter:<init>()

可以看出请求经过 Spring MVC 的DispatcherServlet处理，最终由ViewResolver分派给FreeMarkerView$GenericServletAdapter处理。所以我们可以知道这个请求最终是被FreeMarker处理的。后面再排查FreeMarker的配置就可以了。

这个神奇的trace javax.servlet.Servlet *到底是怎样工作的呢？

实际上 Arthas 会匹配到 JVM 里所有实现了javax.servlet.Servlet的类，然后trace它们的所有函数，所以 HTTP 请求会被打印出来。

这里留一个小问题，为什么只访问了http://localhost:8080/a.txt，但 Arthas 的trace命令打印出了两个请求树？

是哪个 Filter 返回了 401 ？

在 Demo 里，访问 http://localhost:8080/admin，会返回 401，即没有权限。那么是哪个 Filter 拦截了请求？

$ curl http://localhost:8080/admin
{"timestamp":1546794743674,"status":401,"error":"Unauthorized","message":"admin filter error.","path":"/admin"}

我们还是使用 Arthas 的trace命令来定位，不过这次trace的是javax.servlet.Filter：

$ trace javax.servlet.Filter *
Press Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:13 , method-cnt:75) cost in 278 ms.

再次访问 admin，在 Arthas 里，把整个请求经过哪些 Filter 处理，都打印为树。这里截取关键部分：

+---[0.704625ms] org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter:doFilterInternal()
|   `---[0.60387ms] org.springframework.web.filter.RequestContextFilter:doFilterInternal()
|       +---[0.022704ms] org.springframework.web.context.request.ServletRequestAttributes:<init>()
|       +---[0.217636ms] org.springframework.web.filter.RequestContextFilter:initContextHolders()
|       |   `---[0.180323ms] org.springframework.web.filter.RequestContextFilter:initContextHolders()
|       |       +---[0.034656ms] javax.servlet.http.HttpServletRequest:getLocale()
|       |       +---[0.0311ms] org.springframework.context.i18n.LocaleContextHolder:setLocale()
|       |       +---[0.008691ms] org.springframework.web.context.request.RequestContextHolder:setRequestAttributes()
|       |       `---[0.014918ms] org.apache.commons.logging.Log:isDebugEnabled()
|       +---[0.215481ms] javax.servlet.FilterChain:doFilter()
|       |   `---[0.072186ms] com.example.demo404401.AdminFilterConfig$AdminFilter:doFilter()
|       |       `---[0.021945ms] javax.servlet.http.HttpServletResponse:sendError()

可以看到 HTTP Request 最终是被com.example.demo404401.AdminFilterConfig$AdminFilter处理的。

总结

通过 trace Servlet/Filter，可以快速定位 Java Web 问题
trace 是了解应用执行流程的利器，只要 trace 到关键的接口或者类上
仔细观察 trace 的结果，可以学习到 Spring MVC 是处理 Web 请求细节

链接

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https://github.com/alibaba/arthas/issues/395

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