Java内存泄漏分析系列之六：JVM Heap Dump（堆转储文件）的生成和MAT的使用

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JVM Heap Dump（堆转储文件）的生成

正如Thread Dump文件记录了当时JVM中线程运行的状况同样，Heap Dump记录了JVM中堆内存运行的状况。
能够经过如下几种方式生成Heap Dump文件：

使用 jmap 命令生成

jmap 命令是JDK提供的用于生成堆内存信息的工具，能够执行下面的命令生成Heap Dump：

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

其中的pid是JVM进程的id，heap-dump.bin是生成的文件名称，在执行命令的目录下面。推荐此种方法。

使用 JConsole 生成

JConsole是JDK提供的一个基于GUI查看JVM系统信息的工具，既能够管理本地的JVM，也能够管理远程的JVM，能够经过下图的 dumpHeap 按钮生成 Heap Dump文件。

在JVM中增长参数生成

在JVM的配置参数中能够添加 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 参数，当应用抛出 OutOfMemoryError 时自动生成dump文件；
在JVM的配置参数中添加 -Xrunhprof:head=site 参数，会生成java.hprof.txt 文件，不过这样会影响JVM的运行效率，不建议在生产环境中使用（未亲测）。

常见的Heap Dump文件分析工具

JVM Heap Dump文件可使用经常使用的分析工具以下：

jhat

jhat 是JDK自带的用于分析JVM Heap Dump文件的工具，使用下面的命令能够将堆文件的分析结果以HTML网页的形式进行展现：

jhat <heap-dump-file>

其中 heap-dump-file 是文件的路径和文件名，可使用 -J-Xmx512m 参数设置命令的内存大小。执行成功以后显示以下结果：

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

这个时候访问 http://localhost:7000/ 就能够看到结果了。

Eclipse Memory Analyzer(MAT)

Eclipse Memory Analyzer(MAT)是Eclipse提供的一款用于Heap Dump文件的工具，操做简单明了，下面将详细进行介绍。

IBM Heap Analyzer

IBM Heap Analyzer 是IBM公司推出的一款用于分析Heap Dump信息的工具，下载以后是一个jar文件，执行结果以下：

Memory Analyzer的安装和使用

如前文所述，Eclipse Memory Analyzer（简称MAT）是一个功能丰富且操做简单的JVM Heap Dump分析工具，能够用来辅助发现内存泄漏减小内存占用。
使用 Memory Analyzer 来分析生产环境的 Java 堆转储文件，能够从数以百万计的对象中快速计算出对象的 Retained Size，查看是谁在阻止垃圾回收，并自动生成一个 Leak Suspect（内存泄露可疑点）报表。

下载与安装

Eclipse Memory Analyzer（MAT）支持两种安装方式，一是Eclipse插件的方式，另一个就是独立运行的方式，建议使用独立运行的方式。
在 http://www.eclipse.org/mat/downloads.php 下载安装MAT，启动以后打开 File - Open Heap Dump... 菜单，而后选择生成的Heap DUmp文件，选择 "Leak Suspects Report"，而后点击 "Finish" 按钮。

主界面

第一次打开由于须要分析dump文件，因此须要等待一段时间进行分析，分析完成以后dump文件目录下面的文件信息以下：

上图中 heap-27311.bin 文件是原始的Heap Dump文件，zip文件是生成的html形式的报告文件。

打开以后，主界面以下所示：

接下来介绍界面中经常使用到的功能：

 Overview

Overview视图，即概要界面，显示了概要的信息，并展现了MAT经常使用的一些功能。

• Details 显示了一些统计信息，包括整个堆内存的大小、类（Class）的数量、对象（Object）的数量、类加载器（Class Loader)的数量。
• Biggest Objects by Retained Size 使用饼图的方式直观地显示了在JVM堆内存中最大的几个对象，当光标移到饼图上的时候会在左边Inspector和Attributes窗口中显示详细的信息。
• Actions 这里显示了几种经常使用到的操做，算是功能的快捷方式，包括 Histogram、Dominator Tree、Top Consumers、Duplicate Classes，具体的含义和用法见下面；
• Reports 列出了经常使用的报告信息，包括 Leak Suspects和Top Components，具体的含义和内容见下；
• Step By Step 以向导的方式引导使用功能。

 Histogram

直方图，能够查看每一个类的实例（即对象）的数量和大小。

 Dominator Tree

支配树，列出Heap Dump中处于活跃状态中的最大的几个对象，默认按 retained size进行排序，所以很容易找到占用内存最多的对象。

 OQL

MAT提供了一个对象查询语言（OQL），跟SQL语言相似，将类看成表、对象看成记录行、成员变量看成表中的字段。经过OQL能够方便快捷的查询一些须要的信息，是一个很是有用的工具。

 Thread Overview

此工具能够查看生成Heap Dump文件的时候线程的运行状况，用于线程的分析。

 Run Expert System Test

能够查看分析完成的HTML形式的报告，也能够打开已经产生的分析报告文件，子菜单项以下图所示：

经常使用的主要有Leak Suspects和Top Components两种报告：

• Leak Suspects 能够说是很是经常使用的报告了，该报告分析了 Heap Dump并尝试找出内存泄漏点，最后在生成的报告中对检测到的可疑点作了详细的说明；
• Top Components 列出占用总堆内存超过1%的对象。

 Open Query Browser

提供了在分析过程当中用到的工具，一般都集成在了右键菜单中，在后面具体举例分析的时候会作详细的说明。以下图：

这里仅针对在 Overview 界面中的 Acations中列出的两项进行说明：

• Top Consumers 按类、类加载器和包分别进行查询，并以饼图的方式列出最大的几个对象。菜单打开方式以下：
  
• Duplicate Classes 列出被加载屡次的类，结果按类加载器进行分组，目标是加载同一个类屡次被类加载器加载。使用该工具很容易找到部署应用的时候使用了同一个库的多个版本。菜单打开方式以下图：
  

 Find Object by address

经过十六进制的地址查找对应的对象，见下图：

上面简单介绍了MAT工具的功能列表，下一篇文章将要经过实例详细进行分析。