利用MAT分析JVM内存问题从入门到精通二

jiezi

5 年前

上一篇文章 MAT 入门到精通（一）介绍了 MAT 的使用场景和基本概念，这篇文章开始介绍 MAT 的基本功能，后面还有两篇，一篇是 MAT 的高级功能，另一篇是 MAT 实战案例分析。

使用 MAT 打开一个 heap dump 文件，解析完成后，默认会进入欢迎页，欢迎页里包含了一些常见的分析：最大内存占用分析、常见的分析动作、常用的分析报告、MAT 使用教程等等。

我们看下下面这张图，可以看出 MAT 的主要结构和功能：

inspector：透视图，用于展示一个对象的详细信息，例如内存地址、加载器名称、包名、对象名称、对象所属的类的父类、对象所属的类的加载器对象、该对象的堆内存大小和保留大小，gc root 信息。
inspector 窗口的下半部分是展示类的静态属性和值、对象的实例属性和值、对象所属的类的继承结构。
Heap Dump History：用于列举最近分析过的文件
常用功能栏，从左到右依次是：概览、类直方图、支配树、OQL 查询、线程视图、报告相关、详细功能。其中概览就是在刚解析完后展示的这个页面，详细功能按钮则是提供了一些更细致的分析能力。
概览中的饼图：该饼图用于展示 retained size 最大的对象
常用的分析动作：类直方图、支配树、按照类和包路径获取消耗资源最多的对象、重名类。
报告相关：Leak Suspects 用于查找内存泄漏问题，以及系统概览
Components Report：这个功能是一组功能的集合，用于分析某一类性的类的实例的问题，例如分析 java.util.* 开头的类的实例对象的一些使用情况，例如：重复字符串、空集合、集合的使用率、软引用的统计、finalizer 的统计、Map 集合的碰撞率等等。

关于概览页面，我们再上一节已经进行过分析，这里不再赘述。我们在这一小节，将重点放在功能栏那一栏，即类直方图、支配树、OQL 查询、线程视图等功能。

堆直方图是从类的角度看哪些类及该类的实例对象占用着内存情况，默认是按照某个类的 shallow heap 大小从大到小排序。

Retained Heap 这一列的值是空的，因为对于某个类的所有实例计算总的 retained heap 非常慢，因此使用者需要按需计算。

在直方图页面，可以选择某个条目右键进行分析，例如对所有类的对象做一些分析动作。

在直方图页面，还有一个重要的特性——可以选择一些其他维度进行分类分析，例如 superclass、class loader、package。

如果选择按照 package 来分类，则可以看到下面这种视图

支配树可以用于查看 heap dump 中占用内存最大的对象。在支配树中，对于某一层的节点来说，如果它们的 parent 节点没有被其他对象引用了，那么这写节点都会被垃圾收集器回收。

支配树可以用来排查是哪些对象导致了其他对象无法被垃圾收集器回收，跟类直方图类似，支配树也从类加载器、package 等角度来看。

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MAT 提供另一种类似 SQL 的对象查询语言——OQL，可以用类似 SQL 语句的方式查询 heap dump 中的对象。OQL 和关系型数据库具备类似的数据模型：将某个类看作是一张表，将该类的实例对象看作是该表中的行，每个对象中的属性看作是构成行的列。

OQL 语言的语法结构如下：

SELECT *
FROM [INSTANCEOF] <class name="name">
[WHERE <filter-expression>]
</filter-expression></class>

OQL 编辑器分为两个区域：

下图是查询当前堆里所有的 String 对象的语句和结果：

通过上图中的那个按钮，可以查看线程视图，线程视图首先给出了在生成快照那个时刻，JVM 中的 Java 线程对象列表。这个按钮的功能，等同于下图中的这个操作：

在线程视图这个表中，可以看到以下几个信息：线程对象的名字、线程名、线程对象占用的堆内存大小、线程对象的保留堆内存大小、线程的上下文加载器、是否为守护线程。

选中某个线程对象展开，可以看到线程的调用栈和每个栈的局部变量，通过查看线程的调用栈和局部变量的内存大小，可以找到在哪个调用栈里分配了大量的内存。

因此，heap dump 和 MAT 不仅仅用于排查内存相关的问题，也有助于排查线程相关的问题。

上图中的这个按钮，是 MAT 提供的一些常见的问题分析能力。因为这些问题特别常见，所以 MAT 就提供了对应的组合功能，帮用户快速定位常见问题。

Heap Dump Overview 就是整个堆的概括情况，例如：堆内存大小、对象个数、类的个数、类加载器的个数、GC root 的个数、堆内存文件的格式、文件的创建时间、位置等信息。这个页面还开一个看一些系统属性、线程概览、Top 内存耗费组件、类直方图等信息。

如下图所示，这个功能用于排查潜在的内存泄漏问题。

针对那些占用堆内存超过整个堆内存 1% 大小的组件做一系列的分析，例如：Top Consumers、保留集合、潜在的内存浪费问题等其他问题。

这一系列的分析，有很多层次，可以用下面这张思维导图理解：

MAT 支持根据对象的十六进制地址查找对象的 outbound 引用视图，如下图所示：

这个功能等同于在直方图中选中某个对象，然后右键列举该对象的 outbound 引用视图：

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