利用MAT分析JVM內存問題，從入門到精通（二）

上一篇文章MAT入門到精通（一）介紹了MAT的使用場景和基本概念，這篇文章開始介紹MAT的基本功能，后面還有兩篇，一篇是MAT的高級功能，另一篇是MAT實戰(zhàn)案例分析。

三、歡迎頁

使用MAT打開一個heap dump文件，解析完成后，默認會進入歡迎頁，歡迎頁里包含了一些常見的分析：最大內存占用分析、常見的分析動作、常用的分析報告、MAT使用教程等等。

我們看下下面這張圖，可以看出MAT的主要結構和功能：

1. inspector：透視圖，用于展示一個對象的詳細信息，例如內存地址、加載器名稱、包名、對象名稱、對象所屬的類的父類、對象所屬的類的加載器對象、該對象的堆內存大小和保留大小，gc root信息。
2. inspector窗口的下半部分是展示類的靜態(tài)屬性和值、對象的實例屬性和值、對象所屬的類的繼承結構。
3. Heap Dump History：用于列舉最近分析過的文件
4. 常用功能欄，從左到右依次是：概覽、類直方圖、支配樹、OQL查詢、線程視圖、報告相關、詳細功能。其中概覽就是在剛解析完后展示的這個頁面，詳細功能按鈕則是提供了一些更細致的分析能力。
5. 概覽中的餅圖：該餅圖用于展示retained size最大的對象
6. 常用的分析動作：類直方圖、支配樹、按照類和包路徑獲取消耗資源最多的對象、重名類。
7. 報告相關：Leak Suspects用于查找內存泄漏問題，以及系統概覽
8. Components Report：這個功能是一組功能的集合，用于分析某一類性的類的實例的問題，例如分析java.util.*開頭的類的實例對象的一些使用情況，例如：重復字符串、空集合、集合的使用率、軟引用的統計、finalizer的統計、Map集合的碰撞率等等。

四、基本功能

關于概覽頁面，我們再上一節(jié)已經進行過分析，這里不再贅述。我們在這一小節(jié)，將重點放在功能欄那一欄，即類直方圖、支配樹、OQL查詢、線程視圖等功能。

4.1 類直方圖

堆直方圖是從類的角度看哪些類及該類的實例對象占用著內存情況，默認是按照某個類的shallow heap大小從大到小排序。

Retained Heap這一列的值是空的，因為對于某個類的所有實例計算總的retained heap非常慢，因此使用者需要按需計算。

在直方圖頁面，可以選擇某個條目右鍵進行分析，例如對所有類的對象做一些分析動作。

在直方圖頁面，還有一個重要的特性——可以選擇一些其他維度進行分類分析，例如superclass、class loader、package。

如果選擇按照package來分類，則可以看到下面這種視圖

4.2 支配樹

支配樹可以用于查看heap dump中占用內存最大的對象。在支配樹中，對于某一層的節(jié)點來說，如果它們的parent節(jié)點沒有被其他對象引用了，那么這寫節(jié)點都會被垃圾收集器回收。

支配樹可以用來排查是哪些對象導致了其他對象無法被垃圾收集器回收，跟類直方圖類似，支配樹也從類加載器、package等角度來看。

[圖片上傳失敗...(image-ec386f-1550075801691)]

4.3 OQL查詢

MAT提供另一種類似SQL的對象查詢語言——OQL，可以用類似SQL語句的方式查詢heap dump中的對象。OQL和關系型數據庫具備類似的數據模型：將某個類看作是一張表，將該類的實例對象看作是該表中的行，每個對象中的屬性看作是構成行的列。

OQL語言的語法結構如下：

SELECT *
FROM [ INSTANCEOF ] <class name="name">
[ WHERE <filter-expression> ]
</filter-expression></class>

OQL編輯器分為兩個區(qū)域：

• 上半部分的區(qū)域用于輸入查詢語句
• 下半部分的區(qū)域用于展示查詢語句執(zhí)行的結果

下圖是查詢當前堆里所有的String對象的語句和結果：

4.4 線程視圖

通過上圖中的那個按鈕，可以查看線程視圖，線程視圖首先給出了在生成快照那個時刻，JVM中的Java線程對象列表。這個按鈕的功能，等同于下圖中的這個操作：

在線程視圖這個表中，可以看到以下幾個信息：線程對象的名字、線程名、線程對象占用的堆內存大小、線程對象的保留堆內存大小、線程的上下文加載器、是否為守護線程。

選中某個線程對象展開，可以看到線程的調用棧和每個棧的局部變量，通過查看線程的調用棧和局部變量的內存大小，可以找到在哪個調用棧里分配了大量的內存。

因此，heap dump和MAT不僅僅用于排查內存相關的問題，也有助于排查線程相關的問題。

4.5 問題分析

上圖中的這個按鈕，是MAT提供的一些常見的問題分析能力。因為這些問題特別常見，所以MAT就提供了對應的組合功能，幫用戶快速定位常見問題。

1. Heap Dump Overview
   Heap Dump Overview就是整個堆的概括情況，例如：堆內存大小、對象個數、類的個數、類加載器的個數、GC root的個數、堆內存文件的格式、文件的創(chuàng)建時間、位置等信息。這個頁面還開一個看一些系統屬性、線程概覽、Top內存耗費組件、類直方圖等信息。

2. Leak Suspects
   如下圖所示，這個功能用于排查潛在的內存泄漏問題。

3. Top Components
   針對那些占用堆內存超過整個堆內存1%大小的組件做一系列的分析，例如：Top Consumers、保留集合、潛在的內存浪費問題等其他問題。

這一系列的分析，有很多層次，可以用下面這張思維導圖理解：

4.6 對象查找

MAT支持根據對象的十六進制地址查找對象的outbound引用視圖，如下圖所示：

這個功能等同于在直方圖中選中某個對象，然后右鍵列舉該對象的outbound引用視圖：

本號專注于后端技術、JVM問題排查和優(yōu)化、Java面試題、個人成長和自我管理等主題，為讀者提供一線開發(fā)者的工作和成長經驗，期待你能在這里有所收獲。