Memory Analyzer (MAT) 在实际开发中的使用

概述

• MAT，全称Memory Analysis Tools，是一款分析Java堆内存的工具，可以快速定位到堆内泄漏问题。该工具提供了两种使用方式，一种是插件版，可以安装到Eclipse使用，另一种是独立版，可以直接解压使用。

官网地址：Eclipse Memory Analyzer Open Source Project | The Eclipse Foundation

注意点

• 运行独立版本的内存分析器所需的最低 Java 版本是 Java 17，下载地址 https://pan.baidu.com/s/11IZ5m2D41r1S8Anu84H0ZQ?pwd=makq

• 如果堆文件实际大小很大比如8G，但是用Mat打开后内存信息只有1G，那么可以通过下面的设置显示无法访问对象的详细信息，需要删除之前导入进来的重新导入
  

基本使用

检查概述

• 通过文件> 打开堆转储…打开堆转储…查看概述页。 如果您有可用的堆转储，请立即尝试打开堆转储。
  

在右侧，您可以找到转储的大小和 类、对象和类装入器。
如果转储的总大小远小于 文件是可能的 堆转储包含许多垃圾 对象 在下一个垃圾桶时丢弃 收集。显示无法访问对象的步骤见注意点中描述的方法。

获取直方图

• 从工具栏中 直方图图标选择直方图图标以列出每个类的实例数， 浅尺寸（ShallowHeap）和保留尺寸（Retained Heap）

• 浅堆是一个对象所消耗的内存，X的保留堆是X的保留集合中所有对象的浅大小之和，即X保留的存活内存。

  

View the Dominator Tree

• 支配树显示堆转储中最大的对象。树的下一层列出了那些对象，如果对父节点的所有传入引用被删除，这些对象将被垃圾收集。支配树是一种强大的工具，用于研究哪些对象使哪些其他对象保持存活。同样，树可以按照类加载器(例如组件)和包分组，以简化分析。

到GC根的路径

• 从对象到GC根的(反向)引用链——所谓的GC根路径——解释了为什么对象不能被垃圾收集。该路径有助于解决Java中的经典内存泄漏:这些泄漏的存在是因为即使程序逻辑不再访问对象，对象仍然被引用。

使用示例

制作堆dump

HeapDumpOnOutOfMemoryError

• 其实在很多时候我们是不知道何时会发生OOM，所以需要在发生OOM时自动生成dump文件。其实很简单，只需要在启动时加上如下参数即可。HeapDumpPath表示生成dump文件保存的目录。

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=D:\tmp

• 当系统堆溢出的时候会自动生成快照文件，项目上一般都会配置这个参数
• 内存溢出Idea 显示如下：

java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
Dumping heap to java_pid25396.hprof ...
Heap dump file created [1486916275 bytes in 5.168 secs]

Jmap 生成堆Dump

• 首先要查找运行的Java程序的pid，然后使用jmap命令生成dump文件。file后面是保存的文件名称，1246则是java程序的PID。

jmap -dump:format=b,file=user.dump 1246

Mat打开堆快照

• 模拟堆栈溢出，如下图所示，从图中可以看出大对象占用 800M左右，RetainedSIze占用637.4M

Histogram

• 列举类的实例信息，从这里面明显的可以看到，这个对象没有GCRoot而且占用比较大，很有可能是内存泄露的地方

Thread Overview

• 线程分析概览，展示出了所有的线程，主线程，以及各个线程中的浅堆和深堆占用的大小，类加载器，是否守护线程等信息

执行内存泄露报告

• 点击Leak Suspects 查看存在内存泄露的地方
  

列出大对象

• 从下面的这个图可以判断出程序中存在死循环

查看对象占用树

• 在此视图中列出了每个对象（Object Instance）与其引用关系的树状结构，同时包含了占用内存的大小和百分比。通过Dominator Tree视图可以很容易的找出占用内存最多的几个对象（根据Retained Heap或Percentage排序）；

元素介绍

GcRoots

GC Root（Garbage Collection Root）是指在Java虚拟机中被直接或间接引用的对象集合，它们被认为是存活对象，不能被垃圾回收器回收。GC Root的作用是为垃圾回收器提供一个初始的扫描位置，以便确定哪些对象是可达的，哪些对象是不可达的。垃圾回收器会从GC Root开始扫描，并标记所有可达对象，最终将不可达对象回收掉。

GC Root包括以下几种类型：

• 虚拟机栈中引用的对象

• 方法区中类静态属性引用的对象

• 方法区中常量引用的对象

• Native方法中引用的对象

• 活动线程中的对象

• 当前类加载器加载的类的对象

• 例如下面的图中GCRoots没有到达 object5、object6、object7，因此他们三标记为可以被回收

Shallow Heap

• Shallow Heap 为对象自身占用的内存大小，不包括它引用的对象。

Retained set

• 对象本身和他持有引用的对象和这些对象的retained set所占内存大小的总和
  

with incoming references

• 对象 A 和对象 B 持有对象 C 的引用
• 对象 C 持有对象 D 和对象 E 的引用
• 对象 C 的 Incoming References：拥有对象 C 的引用的所有对象都称为 Incoming references。在此示例中，对象 C 的Incoming references是对象 A、对象 B 和 C 的类对象

with outgoing references

• 对象 C 的 Outgoing References：对象 C 引用的所有对象都称为 Outgoing References。在上面图中，对象 C 的outgoing references是对象 D、对象 E

参考文献

• 一文让你理解什么是shallow heap及retained heap - 知乎 (zhihu.com)
• Shallow Heap 和 Retained Heap的区别_shallow heap和retained heap什么区别-CSDN博客
• JVM 内存分析神器 MAT: Incoming Vs Outgoing References 你真的了解吗？-腾讯云开发者社区-腾讯云 (tencent.com)