Java內存泄漏分析系列之六：JVM Heap Dump（堆轉儲文件）的生成和MAT的使用

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JVM Heap Dump（堆轉儲文件）的生成

正如Thread Dump文件記錄了當時JVM中線程運行的狀況同樣，Heap Dump記錄了JVM中堆內存運行的狀況。
能夠經過如下幾種方式生成Heap Dump文件：

使用 jmap 命令生成

jmap 命令是JDK提供的用於生成堆內存信息的工具，能夠執行下面的命令生成Heap Dump：

jmap -dump:live,format=b,file=heap-dump.bin <pid>

其中的pid是JVM進程的id，heap-dump.bin是生成的文件名稱，在執行命令的目錄下面。推薦此種方法。

使用 JConsole 生成

JConsole是JDK提供的一個基於GUI查看JVM系統信息的工具，既能夠管理本地的JVM，也能夠管理遠程的JVM，能夠經過下圖的 dumpHeap 按鈕生成 Heap Dump文件。

在JVM中增長參數生成

在JVM的配置參數中能夠添加 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 參數，當應用拋出 OutOfMemoryError 時自動生成dump文件；
在JVM的配置參數中添加 -Xrunhprof:head=site 參數，會生成java.hprof.txt 文件，不過這樣會影響JVM的運行效率，不建議在生產環境中使用（未親測）。

常見的Heap Dump文件分析工具

JVM Heap Dump文件可使用經常使用的分析工具以下：

jhat

jhat 是JDK自帶的用於分析JVM Heap Dump文件的工具，使用下面的命令能夠將堆文件的分析結果以HTML網頁的形式進行展現：

jhat <heap-dump-file>

其中 heap-dump-file 是文件的路徑和文件名，可使用 -J-Xmx512m 參數設置命令的內存大小。執行成功以後顯示以下結果：

Snapshot resolved.
Started HTTP server on port 7000
Server is ready.

這個時候訪問 http://localhost:7000/ 就能夠看到結果了。

Eclipse Memory Analyzer(MAT)

Eclipse Memory Analyzer(MAT)是Eclipse提供的一款用於Heap Dump文件的工具，操做簡單明瞭，下面將詳細進行介紹。

IBM Heap Analyzer

IBM Heap Analyzer 是IBM公司推出的一款用於分析Heap Dump信息的工具，下載以後是一個jar文件，執行結果以下：

Memory Analyzer的安裝和使用

如前文所述，Eclipse Memory Analyzer（簡稱MAT）是一個功能豐富且操做簡單的JVM Heap Dump分析工具，能夠用來輔助發現內存泄漏減小內存佔用。
使用 Memory Analyzer 來分析生產環境的 Java 堆轉儲文件，能夠從數以百萬計的對象中快速計算出對象的 Retained Size，查看是誰在阻止垃圾回收，並自動生成一個 Leak Suspect（內存泄露可疑點）報表。

下載與安裝

Eclipse Memory Analyzer（MAT）支持兩種安裝方式，一是Eclipse插件的方式，另一個就是獨立運行的方式，建議使用獨立運行的方式。
在 http://www.eclipse.org/mat/downloads.php 下載安裝MAT，啓動以後打開 File - Open Heap Dump... 菜單，而後選擇生成的Heap DUmp文件，選擇 "Leak Suspects Report"，而後點擊 "Finish" 按鈕。

主界面

第一次打開由於須要分析dump文件，因此須要等待一段時間進行分析，分析完成以後dump文件目錄下面的文件信息以下：

上圖中 heap-27311.bin 文件是原始的Heap Dump文件，zip文件是生成的html形式的報告文件。

打開以後，主界面以下所示：

接下來介紹界面中經常使用到的功能：

 Overview

Overview視圖，即概要界面，顯示了概要的信息，並展現了MAT經常使用的一些功能。

• Details 顯示了一些統計信息，包括整個堆內存的大小、類（Class）的數量、對象（Object）的數量、類加載器（Class Loader)的數量。
• Biggest Objects by Retained Size 使用餅圖的方式直觀地顯示了在JVM堆內存中最大的幾個對象，當光標移到餅圖上的時候會在左邊Inspector和Attributes窗口中顯示詳細的信息。
• Actions 這裏顯示了幾種經常使用到的操做，算是功能的快捷方式，包括 Histogram、Dominator Tree、Top Consumers、Duplicate Classes，具體的含義和用法見下面；
• Reports 列出了經常使用的報告信息，包括 Leak Suspects和Top Components，具體的含義和內容見下；
• Step By Step 以嚮導的方式引導使用功能。

 Histogram

直方圖，能夠查看每一個類的實例（即對象）的數量和大小。

 Dominator Tree

支配樹，列出Heap Dump中處於活躍狀態中的最大的幾個對象，默認按 retained size進行排序，所以很容易找到佔用內存最多的對象。

 OQL

MAT提供了一個對象查詢語言（OQL），跟SQL語言相似，將類看成表、對象看成記錄行、成員變量看成表中的字段。經過OQL能夠方便快捷的查詢一些須要的信息，是一個很是有用的工具。

 Thread Overview

此工具能夠查看生成Heap Dump文件的時候線程的運行狀況，用於線程的分析。

 Run Expert System Test

能夠查看分析完成的HTML形式的報告，也能夠打開已經產生的分析報告文件，子菜單項以下圖所示：

經常使用的主要有Leak Suspects和Top Components兩種報告：

• Leak Suspects 能夠說是很是經常使用的報告了，該報告分析了 Heap Dump並嘗試找出內存泄漏點，最後在生成的報告中對檢測到的可疑點作了詳細的說明；
• Top Components 列出佔用總堆內存超過1%的對象。

 Open Query Browser

提供了在分析過程當中用到的工具，一般都集成在了右鍵菜單中，在後面具體舉例分析的時候會作詳細的說明。以下圖：

這裏僅針對在 Overview 界面中的 Acations中列出的兩項進行說明：

• Top Consumers 按類、類加載器和包分別進行查詢，並以餅圖的方式列出最大的幾個對象。菜單打開方式以下：
  
• Duplicate Classes 列出被加載屢次的類，結果按類加載器進行分組，目標是加載同一個類屢次被類加載器加載。使用該工具很容易找到部署應用的時候使用了同一個庫的多個版本。菜單打開方式以下圖：
  

 Find Object by address

經過十六進制的地址查找對應的對象，見下圖：

上面簡單介紹了MAT工具的功能列表，下一篇文章將要經過實例詳細進行分析。