使用Eclipse Memory Analyzer Tool(MAT)分析故障

   Eclipse Memory Analyzer Tool(MAT)是一个强大的基于Eclipse的内存分析工具,可以帮助我们找到内存泄露,减少内存消耗。

    工作中经常会遇到一些内存溢出、内存泄露等问题,同时还可能导致CPU使用率也很高,因为在频繁的进行GC垃圾回收,这时候就需要分析导致问题的原因,MAT是一个比较好用的工具,但刚开始使用时对于其提供的一些功能还是不太了解,故在此总结一下个人觉得比较有用的一些MAT相关概念,其它功能暂时还未用到或者还没有理解使用方法,后续再补充。

 

    以下是本文的目录大纲:

    视图 & 功能

        1、Overview

        2、Histogram视图

        3、Dominator Tree(支配树)视图

        4、Group分组功能

        5、Thread Overview

        6、List objects

        7、Paths to GC Roots(从对象到GC Roots的路径) & Merge Shortest Paths to GC roots(从GC Roots到对象的共同路径)

        8、Leak Suspects Report(内存泄露报告)

 

    若有不正之处请多多谅解,欢迎批评指正、互相讨论。

    请尊重作者劳动成果,转载请标明原文链接:

    http://www.cnblogs.com/trust-freedom/p/6744948.html 

视图 & 功能

1、Overview

通过 File > Open Heap Dump... 打开dump文件,最先展示就是Overview概述界面,可以对Heap Dump有一个大致的了解,并提供了一些视图、报告的入口,这些视图、报告都对分析Heap Dump很有帮助,后续会介绍。

鼠标移动到饼图某个区域上方,在左侧会看到对象的详细信息,如左上方的 Inspector 展示了如:对象hashcode、类名、包名、Class类对象、父类、类加载器、shallow size、retained size、GC root类型。左下方展示了对象的一些属性信息、类层级信息。

2、Histogram视图

以下方式可以打开Histogram柱状图:

(1)点击Overview页面Actions区域内的“Histogram视图”链接

(2)点击工具栏的“histogram按钮”

Histogram视图:

 

该视图以Class类的维度展示每个Class类的实例存在的个数、 占用的 [Shallow内存] 和 [Retained内存] 大小,可以分别排序显示。

从Histogram视图可以看出,哪个Class类的对象实例数量比较多,以及占用的内存比较大,Shallow Heap与Retained Heap的区别会在后面的概念介绍中说明。

不过,多数情况下,在Histogram视图看到实例对象数量比较多的类都是一些基础类型,如char[](因为其构成了String)、String、byte[],所以仅从这些是无法判断出具体导致内存泄露的类或者方法的,可以使用 List objects 或 Merge Shortest Paths to GC roots 等功能继续钻取数据。如果Histogram视图展示的数量多的实例对象不是基础类型,是有嫌疑的某个类,如项目代码中的bean类型,那么就要重点关注了。

3、Dominator Tree(支配树)视图

以下方式可以打开Dominator Tree视图:

(1)点击Overview页面Actions区域内的“Dominator Tree视图”链接

(2)点击工具栏的“Dominator Tree按钮” ,为整个堆打开一个支配树视图

Dominator Tree(支配树)视图:

 

该视图以实例对象的维度展示当前堆内存中Retained Heap占用最大的对象,以及依赖这些对象存活的对象的树状结构

视图中展示了实例对象名、Shallow Heap大小、Retained Heap大小、以及当前对象的Retained Heap在整个堆中的占比

点开Dominator Tree实例对象左侧的“+”,会展示出下一层(next level),当所有引用了当前实例对象的引用都被清除后,下一层列出的objects就会被垃圾回收

这也阐明了“支配”的含义:父节点的回收会导致子节点也被回收,即因为父节点的存在使得子节点存活

Dominator Tree支配树可以很方便的找出占用Retained Heap内存最多的几个对象,并表示出某些objects的是因为哪些objects的原因而存活,在之后的 Dominator Tree概念 部分会对支配树做更详细的说明和举例

4、Group分组功能

使用Group分组功能的方法是,在 Histogram视图 和 Domiantor Tree视图时,点击工具栏的 Group result by...

可以选择以另一种分组方式显示(默认是No Grouping(objects),即以对象维度分组)

例如在Histogram视图 或 Dominator Tree视图,选择Group by package,可以更好地查看具体是哪个包里的类占用内存大,也很容易定位到自己的应用程序

5、Thread Overview

Thread视图的入口,在工具栏上:

 

Thread Overview:

 

在Thread Overview视图可以看到:线程对象/线程栈信息、线程名、Shallow Heap、Retained Heap、类加载器、是否Daemon线程等信息

在分析内存Dump的MAT中还可以看到线程栈信息,这本身就是一个强大的功能,类似于jstack命令的效果

而且还能结合内存Dump分析,看到线程栈帧中的本地变量,在左下方的对象属性区域还能看到本地变量的属性,真的很方便

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public  class  TestThreadOverview {
     private  String str1 =  "str1" ;
     private  String str2 =  "str2" ;
 
     public  static  void  main(String[] args) {
         TestThreadOverview test =  new  TestThreadOverview();
         
         String local_str =  "local_str" ;
         
         LockSupport.park();
     }
}

在上面代码的Heap Dump分析中,可以看到线程调用栈的信息,以及main线程的 本地变量TestThreadOverview 和 字符串local_str 的信息

   

上图中第一个框起来的部分是 new TestThreadOverview()对象(代码第6行),TestThreadOverview对象有两个属性str1、str2

第二个框起来的部分是main方法中的字符串变量local_str(代码第8行)

结合左侧的对象属性区域,可以更方便的看清线程中对象的具体情况

6、List objects

在 Histogram 或 Dominator Tree视图,想要看某个条目(对象/类)的引用关系图,可以使用 List objects 功能

(1)选择一个条目后,点击工具栏的 Query Browser > List objects,选择 with outgoing references 或 with incoming references

(2)直接在某个条目上点击右键,也可以选择到List object

 

List objects --> with outgoing references 查看当前对象持有的外部对象引用(在对象关系图中为从当前对象指向外的箭头)

List objects --> with incoming references 查看当前对象被哪些外部对象所引用(在对象关系图中为指向当前对象的箭头)

例如上面Thread Overview的例子代码中,查看main方法中第6行中的

TestThreadOverview test = new  TestThreadOverview();

outgoing references查询结果为:

  

可以看到TestThreadOverview对象存在3个引用,第一个是TestThreadOverview的Class类对象,因为所有Java类都继承自java.lang.Object,所以都有class对象的引用,后两个是成员变量str1、str2

即列出了当前main方法中的局部变量TestThreadOverview所持有的所有外部对象引用

incoming references查询结果为:

可以看到TestThreadOverview是main线程的一个本地局部变量,main线程本身还是一个GC root,而main线程在某个ThreadGroup中

7、Paths to GC Roots(从对象到GC Roots的路径) & Merge Shortest Paths to GC roots(从GC Roots到对象的共同路径)

Paths to GC Roots 从当前对象到GC roots的路径,这个路径解释了为什么当前对象还能存活,对分析内存泄露很有帮助,这个查询只能针对单个对象使用

Merge Shortest Paths to GC roots 从GC roots到一个或一组对象的公共路径

 

Path to GC roots 和 Merge shortest Paths to GC roots 这两个查询都有很多选项,如:

 

意思是在查询到GC root的路径时,是包含所有引用,还是排除一些类型的引用(如软引用、弱引用、虚引用),从GC角度说,一个对象无法被GC,一定是因为有强引用存在,其它引用类型在GC需要的情况下都是可以被GC掉的,所以可以使用 exclude all phantom/weak/soft etc. references 只查看GC路径上的强引用

 

Path to GC roots 和 Merge shortest Paths to GC roots 的入口和 List objects一样,可以从工具栏的 Query Browser 进入,或者在条目上直接点击右键进入

需要注意的是,Paths to GC roots是针对单个对象的,故在Histogram视图无法使用,因为Histogram视图是针对类的,只能使用Merge shortest Paths to GC roots查询

8、Leak Suspects Report(内存泄露报告)

使用MAT打开一个Dump文件时,会弹出向导窗口,保持默认选项,点Finish,就会导向 Leak Suspects内存泄露报告页面

如果打开Dump时跳过了的话,也可以从其它入口进入,如

(1)工具栏上的 Run Expect System Test > Leak Suspects

(2)Overview页面的Reports部分

 

Leak Suspects 是MAT帮我们分析的可能有内存泄露嫌疑的地方,可以体现出哪些对象被保持在内存中,以及为什么它们没有被垃圾回收

MAT提供了一个很贴心的功能,将报告的内容压缩打包到一个zip文件,并放在原始堆转储文件的目录下,一般命名为“xxx_Leak_Suspects.zip”,xxx是dump文件的名字,如果需要和同事一起分析这个内存问题的话,只需要把这个小小的zip包发给他就可以了,不需要把整个堆文件发给他。并且整个报告是一个HTML格式的文件,用浏览器就可以轻松打开

内存泄露的概念:
1、内存泄露的这些对象是从GC root可达的,从GC root存在通路可以与其相连
2、这些对象是无用的,即程序以后不会再使用这些对象
至于怎么定义程序不会再使用的对象,那就要看具体的程序逻辑了,说白了内存泄露就是该回收的内存没有被回收

 

下面用一个例子分析如何使用Leak Suspects Report内存泄露报告

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public  class  OOMHeapTest {
     public  static  void  main(String[] args){
         oom();
     }
     
     private  static  void  oom(){
         Map<String, OOMBean> map =  new  HashMap<String, OOMBean>();
         Object[] array =  new  Object[ 1000000 ];
         for ( int  i= 0 ; i< 1000000 ; i++){
             String d =  new  Date().toString();
             OOMBean o =  new  OOMBean(d, i);
             map.put(i+ "_oom" , o);
             array[i] = o;
         }
     }
}

上面的代码中创建了很多OOMBean,并放入了Map和数组中,由于是强引用,在主线程运行结束前,GC自然不会回收,一直到内存溢出。

在运行前设置一些VM参数:-Xms2m  -Xmx2m  -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

以便程序可以OutOfMemory,并在发生内存溢出时自动生成内存快照

程序运行一会儿后,控制台打印

java_pid10160.hprof 就是内存dump,可以在OOMHeapTest类所在工程的根目录下找到

 

Leak Suspects:

MAT工具分析了heap dump后在界面上非常直观的展示了一个饼图,该图深色区域被怀疑有内存泄漏,可以发现整个heap才6.8M内存,深色区域就占了92.11%。接下来是一个简短的描述,告诉我们main线程占用了大量内存,并且明确指出system class loader加载的“java.lang.Thread”实例有内存聚集,并建议用关键字“java.lang.Thread”进行检查。在下面还有一个“Details”链接,可以查看明细信息。

Details明细:

Details的最开始是Description描述,和前一个页面对内存泄露嫌疑点的描述一致,下面有一些与怀疑的内存泄露点关联的查询结果展示,是分析报告中认为可能会存在问题,协助我们深入分析问题根源的,具体如下:

(1)Shortest Paths To the Accumulation Point

 

实际上展开的视图是当前对象“java.lang.Thread @ 0xffc59ab0 main”的 Path to GC roots,即到GC roots的路径,点击标题右侧的按钮可以在另一窗口打开

这个视图的作用是可以分析是由于和哪个GC root相连导致当前Retained Heap占用相当大的对象无法被回收

由于是分析内存泄露的报告,找到导致当前对象无法被回收的GC roots,分析这些GC roots是否合理,是有必要的

但本例中由于main线程本身就是GC root,故只有一条数据

(2)Accumulated Objects in Dominator Tree

这个视图以对象的维度展示了以当前对象“java.lang.Thread @ 0xffc59ab0 main”为根的 Dominator Tree支配树,可以方便的看出受当前对象“支配”的对象中哪个占用Retained Heap比较大

观察Accumulated Objects部分,java.lang.Object[1000000]实例 和 java.util.HashMap 和 的Retained Heap(Size)最大,Retained Heap代表从该类实例沿着reference chain往下所能收集到的其他类实例的Shallow Heap(Size)总和,所以明显类实例都聚集在HashMap和Object数组中了

在Accumulated Objects视图中,Retained heap占用最多的是HashMap和object数组,为啥它们会占用这么大的heap呢?这个时候需要分析HashMap和object数组中存放了一些什么对象?接着往下看 Accumulated Objects by Class in Dominator Tree

(3)Accumulated Objects by Class in Dominator Tree

 

这个视图实际上是展示了以当前对象“java.lang.Thread @ 0xffc59ab0 main”为根的 Dominator Tree支配树,并以Class类分组

可以看到 OOMBean类 的实例最多,有11786个,程序中确实是在循环创建OOMBean实例,并放入object数据和HashMap中

这样就可以确定Heap占用大时由于OOMBean类的实例创建的太多的原因了

(4)Thread Detail

Detail明细的最后由于当前怀疑泄露点为main Thread线程对象,故展示了线程明细信息,调用栈信息,对分析内存溢出的发生位置很有帮忙 

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转载自www.cnblogs.com/runnerjack/p/10549360.html
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