盡管JVM提供了自動內(nèi)存管理的機制，試圖降低程序員的開發(fā)門檻，確實也實現(xiàn)了這一目標，在日常開發(fā)中，我們一般都不需要關(guān)心對象的內(nèi)存釋放。JVM大部分都是使用trace算法來判斷一個對象是否該被回收，那么JVM只能回收那些從gc roots不可達的對象。

如果我們在使用某些大的對象、集合對象或者一些三方包里的資源，忘記及時釋放資源的話，還是會造成JVM的內(nèi)存泄漏或內(nèi)存浪費的問題。因此，如果想成為更高階的Java開發(fā)工程師，我們需要了解常見的問題排查的辦法和工具，這個系列的文章，準備介紹一個用來做JVM堆內(nèi)存分析的工具——MAT（Memory Aanlysis Tool）。

MAT的官網(wǎng)在：https://www.eclipse.org/mat/，可以看下它的介紹——MAT是一款高性能、具備豐富功能的Java堆內(nèi)存分析工具，可以用來排查內(nèi)存泄漏和內(nèi)存浪費的問題。

一、安裝和裝設(shè)置

1.1 mac安裝

MAT 支持兩種安裝方式，一種是"單機版“的，也就是說用戶不必安裝 Eclipse IDE 環(huán)境，MAT 作為一個獨立的 Eclipse RCP 應(yīng)用運行；另一種是”集成版“的，也就是說 MAT 也可以作為 Eclipse IDE 的一部分，和現(xiàn)有的開發(fā)平臺集成。

這里我們考慮獨立安裝，在觀望的下載頁面，選擇mac os版本的安裝文件下載即可。

安裝遇到的坑

啟動直接報錯，系統(tǒng)默認的workspace是只讀的，更換掉即可。怎么更換呢，在文件/Applications/mat.app/Contents/Eclipse/MemoryAnalyzer.ini中進行修改。

啟動后，UI界面沒反應(yīng)，參考：https://www.eclipse.org/forums/index.php/t/1090889/，換個包即可。這個問題我遇到過很多次。

1.2 mat的設(shè)置

配置mat的堆內(nèi)存大小

我的電腦是8C16G的，那理論上分析10G的堆文件沒問題，但是MAT默認的配置沒有這么大，需要在/Applications/mat.app/Contents/Eclipse/MemoryAnalyzer.ini文件中進行修改。如下圖所示，我將我的MAT自己的運行時堆內(nèi)存配置成了6G。

配置MAT的使用

MAT的配置頁面可以從Window——>Preferences找到，如下圖所示。

MAT的一般配置有幾個選項

Keep unreachable objects：如果勾選這個，則在分析的時候會包含dump文件中的不可達對象；

Hide the getting started wizard：隱藏分析完成后的首頁，控制是否要展示一個對話框，用來展示內(nèi)存泄漏分析、消耗最多內(nèi)存的對象排序。

Hide popup query help：隱藏彈出查詢幫助，除非用戶通過F1或Help按鈕查詢幫助。

Hide Welcome screen on launch：隱藏啟動時候的歡迎界面

Bytes Display：設(shè)置分析結(jié)果中內(nèi)存大小的展示單位

可以看出，MAT不僅支持HPROF文件的分析，還支持DTFJ文件的分析。一般sun公司系列的JVM生成的dump文件都是HPROF格式的，IBM的JVM生成的dump文件時DTFJ格式的。

二、基本概念

Heap Dump

Heap Dump是Java進程在某個時刻的內(nèi)存快照，不同JVM的實現(xiàn)的Heap Dump的文件格式可能不同，進而存儲的數(shù)據(jù)也可能不同，但是一般來說。

Heap Dump中主要包含當生成快照時堆中的java對象和類的信息，主要分為如下幾類：

• 對象信息：類名、屬性、基礎(chǔ)類型和引用類型
• 類信息：類加載器、類名稱、超類、靜態(tài)屬性
• gc roots：JVM中的一個定義，進行垃圾收集時，要遍歷可達對象的起點節(jié)點的集合
• 線程棧和局部變量：快照生成時候的線程調(diào)用棧，和每個棧上的局部變量

Heap Dump中沒有包含對象的分配信息，因此它不能用來分析這種問題：一個對象什么時候被創(chuàng)建、一個對象時被誰創(chuàng)建的。

Shallow vs. Retained Heap

Shallow heap是一個對象本身占用的堆內(nèi)存大小。一個對象中，每個引用占用8或64位，Integer占用4字節(jié)，Long占用8字節(jié)等等。

Retained set，對于某個對象X來說，它的Retained set指的是——如果X被垃圾收集器回收了，那么這個集合中的對象都會被回收，同理，如果X沒有被垃圾收集器回收，那么這個集合中的對象都不會被回收。

Retained heap，對象X的Retained heap指的時候它的Retained set中的所有對象的Shallow si的和，換句話說，Retained heap指的是對象X的保留內(nèi)存大小，即由于它的存活導(dǎo)致多大的內(nèi)存也沒有被回收。

leading set，對象X可能不止有一個，這些對象統(tǒng)一構(gòu)成了leading set。如果leading set中的對象都不可達，那么這個leading set對應(yīng)的retained set中的對象就會被回收。一般有以下幾種情況：

某個類的所有實例對象，這個類對象就是leading object

某個類記載器加載的所有類，以及這些類的實例對象，這個類加載器對象就是leading object

一組對象，要達到其他對象的必經(jīng)路徑上的對象，就是leading object

在下面這張圖中，A和B是gc roots中的節(jié)點（方法參數(shù)、局部變量，或者調(diào)用了wait()、notify()或synchronized()的對象）等等。可以看出，E的存在，會導(dǎo)致G無法被回收，因此E的Retained set是E和G；C的存在，會導(dǎo)致E、D、F、G、H都無法被回收，因此C的Retined set是C、E、D、F、G、H；A和B的存在，會導(dǎo)致C、E、D、F、G、H都無法被回收，因此A和B的Retained set是A、B、C、E、D、F、G、H。

Dominator Tree

MAT根據(jù)堆上的對象引用關(guān)系構(gòu)建了支配樹（Dominator Tree），通過支配樹可以很方便得識別出哪些對象占用了大量的內(nèi)存，并可以看到它們之間的依賴關(guān)系。

如果在對象圖中，從gc root或者x上游的一個節(jié)點開始遍歷，x是y的必經(jīng)節(jié)點，那么就可以說x支配了y（dominate）。

如果在對象圖中，x支配的所有對象中，y的距離最近，那么就可以說x直接支配（immediate dominate）y。

支配樹是基于對象的引用關(guān)系圖建立的，在支配樹中每個節(jié)點都是它的子節(jié)點的直接支配節(jié)點。基于支配樹可以很清楚得看到對象之間的依賴關(guān)系。

現(xiàn)在看個例子，在下面這張圖中

x節(jié)點的子樹就是所有被x支配的節(jié)點集合，也正式x的retained set；

如果x是y的直接支配節(jié)點，那么x的支配節(jié)點也可以支配y

支配樹中的邊跟對象引用圖中的引用關(guān)系并不是一一對應(yīng)的。

Garbage Collection Roots

在MAT中，gc roots的概念跟研究垃圾收集算法時候的概念稍微有點不同。gc roots中的對象，是指那些可以從堆外訪問到的對象的集合。如果一個對象符合下面這些場景中的一個，就可以被認為是gc roots中的節(jié)點：

System Class：由bootstrap classloader加載的類，例如rt.jar，里面的類的包名都是java.util.*開頭的。

JNI Local：native代碼中的局部變量，例如用戶編寫的JNI代碼或JVM內(nèi)部代碼。

JNI Global：native代碼中的全局變量，例如用戶編寫的JNI代碼或JVM內(nèi)部代碼。

Thread Block：被當前活躍的線程鎖引用的對象。

Thread：正在存活的線程

Busy Monitor：調(diào)用了wait()、notify()或synchronized關(guān)鍵字修飾的代碼——例如synchronized(object)或synchronized方法。

Java Local：局部變量。例如函數(shù)的輸入?yún)?shù)、正在運行的線程棧里創(chuàng)建的對象。

Native Stack：native代碼的輸入或輸出參數(shù)，例如用戶定義的JNI代碼或JVM的內(nèi)部代碼。在文件/網(wǎng)絡(luò)IO方法或反射方法的參數(shù)。

Finalizable：在finalize隊列中等待它的finalizer對象運行的對象。

Unfinalized：重載了finalize方法，但是還沒有進入finalize隊列中的對象。

Unreachable：從任何gc roots節(jié)點都不可達的對象，在MAT中將這些對象視為root節(jié)點，如果不這么做，就不能對這些對象進行分析。

Java Stack Frame：Java棧幀，用于存放局部變量。只在dump文件被解析的時候會將java stack frame視為對象。

Unknown：沒有root類型的對象。有些dump文件（例如IBM的Portable Heap Dump）沒有root信息。

三、獲取Dump文件

通過MAT生成dump文件 通過這個路徑找到生成dump文件的對話框

選擇一個進程，點擊finish即可

通過jmap命令生成dump文件

• 命令格式：jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin <pid>
• 注意：如果要保留heapdump中的不可達對象，則需要把”:live“去掉，即使用命令”jmap -dump,format=b,file=heap.bin <pid>“

通過設(shè)置JVM參數(shù)自動生成 使用-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError這個JVM參數(shù)，在Java進程運行過程中發(fā)生OOM的時候就會生成一個heapdump文件，并寫入到指定目錄，一般用-XX:HeapDumpPath=${HOME}/logs/test來設(shè)置。

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本號專注于后端技術(shù)、JVM問題排查和優(yōu)化、Java面試題、個人成長和自我管理等主題，為讀者提供一線開發(fā)者的工作和成長經(jīng)驗，期待你能在這里有所收獲。

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎勵來咯，堅持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的mat分析dump分析_MAT从入门到精通（一）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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