Java内存分析工具MAT详解

这是阅读MAThelper的笔记。Heapdump是java进程在特定时间的内存快照。通常，在触发heapdump之前会进行一次fullgc，这样dump的内容就包含了gc之后的对象。转储文件的内容：1.所有对象：类、域、本机值和引用；2.所有类：类加载器、类名、超类、静态域；3.GCroot：JVM定义的reachable4.线程栈和局部变量：线程的调用栈，以及局部对象每一帧的信息。dump文件不包含内存分配信息，因此无法查询到谁创建了哪个对象等信息。浅堆是一个对象占用的内存空间，一个对象需要32位或者64位。RetainedsetofX是X在被jvmgc回收后被移除的一组对象。X的retainedheap是X的retainedset中所有对象的shallowheapsize的总和。换句话说，就是让X保持存活所需的内存空间。通俗地说，shallowheap就是一个对象在内存中的实际空间，而retainedheap就是一个对象被gc回收后从内存中释放出来的空间。这张图可以理解什么是leadingset，什么是retainedset。支配树：定义一个对象x支配对象y，当从root到y的每条路径都经过x。说白了，只要有y对象活着，就一定有x对象。支配树是将对象引用图转换成的树结构。帮助发现保持活动状态的对象之间的依赖关系，并识别保留内存的最佳块。y的直接支配者x是最接近y的支配者。支配树有几个属性：1、对象x的子树中包含的对象（x支配的对象集），表示x的保留集；2、如果x是y的直接支配者，则x的直接支配者也支配y，以此类推；3.支配树中的边并不代表对象引用图中对应的边，严格来说不属于直接对象引用。此图反映了将对象引用图转换为支配树的示例。Gcroot：gcroot是一个可以从堆外访问和读取的对象。下面是一些使对象成为GC根的方法。1、系统类：Bootstrap或系统类加载器加载的类，如rt.jar中的java.util.*；2、JNIlocal：native代码中的局部变量，如用户定义的JNI代码和JVMinternalsCode；3、JNIglobal：本机代码中的全局变量；4、线程块：当前活动线程块中引用的对象；5、Thread：已经启动还没有停止的线程；6、busymonitor：wait被调用()或notify()或synchronized同步的对象，如果是synchronized方法，则静态方法指的是类，非静态方法指的是对象；7、javalocal：局部变量，如方法输入、方法创建等8、nativestack：native代码中的输入输出参数，如file/net/IO方法、反射参数等；9、finalizable：等待其终结器在队列中运行的对象；10、unfinalized：一个对象用finalize方法的对象还没有被finalize，还没有进入finalizer队列等待finalization；11、unreachable：将不会被触及的对象在MAT中标记为root保留该对象，否则不会被解析出现；12、java栈帧：java栈帧包含局部变量。当dump被解析，stackframe被设置为preferences中的对象时，此时会生成；13、未知：位置的根类型。接下来是一些获取dump的方法：1、oom中dump:JVM参数：-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError2、交互式环境dump：1）JVM参数：-XX:+HeapDumpOnCtrlBreak2）使用外部工具：jmap-dump:format=b,file=3)使用外部工具：jconsole4)使用外部工具：MAT5)kill-36)jstack-l>一些排错方法：1.查找大对象通过顶级消费者，并根据类、类加载器和包进行分组；2.通过immediatedominator查找责任对象，对于快速定位一组对象的持有者非常有用。这个操作直接解决了“谁让这些对象还活着”的问题，而不是“谁对这些对象有引用”的问题，更直接高效；3、运行类加载器分析，这个重要性体现在亮点上：***，应用程序使用不同的classloader来加载类，第一，第二，不同的classloader加载的class存放在不同的第一代，理论上也是可以循环使用的，当一个class被不同的classloader加载时，需要根据每个loader下的instance数量判断哪个loader更重要，从而回收另一个；4.分析线程，heapdump本身包含线程信息，可以通过MAT查看线程的概览和详细信息.细节包括线程堆内存信息，线程栈，操作系统的本地栈。假设我们不做heapdump，发现系统有问题，如何从线程的角度排查呢？首先top-H-p以线程方式查看java应用的运行状态，找到占用CPU或内存大的线程，记录线程id，然后printf%x转为16进制，然后jstack-l>thread.logdump出java进程的线程，从中找出tid，分析是哪个线程占用了系统资源。5、分析java容器类，因为java容器类是最常用来存储对象的，所以内存泄漏的风险理论上也是最高的。可以从几个角度来看：1）数组填充率查询（填充率是数组中非空元素的比例），打印非原生类型数组的填充率频率分布，从而查看利用率系统中的数组；2)Arraygroupquerybysize，打印一个按大小分组的直方图；3）集合填充率查询，ArrayList/HashMap/Hashtable/Properties/Vector/WeakHashMap/ConcurrentHashMap$Segment；4)按大小分类的集合组直方图；5)查看列表中的所有对象；6）查看hashmap中的所有对象；7)查看hashset中的对象；8)检查地图碰撞率；9)检查只有一个常量的所有数组。6、分析Finalizer，1）查询finalizer正在处理的对象；2）查询finalizer要处理的对象；3）直接检查finalizer线程；4)检查终结器线程的线程局部对象。