利用MAT分析JVM記憶體問題，從入門到精通（二）

javaadu發表於2019-07-10

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，後面還有兩篇，一篇是MAT的高階功能，另一篇是MAT實戰案例分析。

三、歡迎頁

使用MAT開啟一個heap dump檔案，解析完成後，預設會進入歡迎頁，歡迎頁裡包含了一些常見的分析：最大記憶體佔用分析、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：
MAT的視窗布局

inspector：透檢視，用於展示一個物件的詳細資訊，例如記憶體地址、載入器名稱、包名、物件名稱、物件所屬的類的父類、物件所屬的類的載入器物件、該物件的堆記憶體大小和保留大小，gc root資訊。
inspector視窗的下半部分是展示類的靜態屬性和值、物件的例項屬性和值、物件所屬的類的繼承結構。
Heap Dump History：用於列舉最近分析過的檔案
常用功能欄，從左到右依次是：概覽、類直方圖、支配樹、OQL查詢、執行緒檢視、報告相關、詳細功能。其中概覽就是在剛解析完後展示的這個頁面，詳細功能按鈕則是提供了一些更細緻的分析能力。
概覽中的餅圖：該餅圖用於展示retained size最大的物件
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物件、重名類。
報告相關：Leak Suspects用於查詢記憶體洩漏問題，以及系統概覽
Components Report：這個功能是一組功能的集合，用於分析某一類性的類的例項的問題，例如分析java.util.*開頭的類的例項物件的一些使用情況，例如：重複字串、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。

關於概覽頁面，我們再上一節已經進行過分析，這裡不再贅述。我們在這一小節，將重點放在功能欄那一欄，即類直方圖、支配樹、OQL查詢、執行緒檢視等功能。

堆直方圖是從類的角度看哪些類及該類的例項物件佔用著記憶體情況，預設是按照某個類的shallow heap大小從大到小排序。類直方圖

Retained Heap這一列的值是空的，因為對於某個類的所有例項計算總的retained heap非常慢，因此使用者需要按需計算。
retained size是按需計算

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

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檢視

支配樹可以用於檢視heap dump中佔用記憶體最大的物件。在支配樹中，對於某一層的節點來說，如果它們的parent節點沒有被其他物件引用了，那麼這寫節點都會被垃圾收集器回收。

支配樹可以用來排查是哪些物件導致了其他物件無法被垃圾收集器回收，跟類直方圖類似，支配樹也從類載入器、package等角度來看。

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

MAT提供另一種類似SQL的物件查詢語言——OQL，可以用類似SQL語句的方式查詢heap dump中的物件。OQL和關係型資料庫具備類似的資料模型：將某個類看作是一張表，將該類的例項物件看作是該表中的行，每個物件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編輯器分為兩個區域：

下圖是查詢當前堆裡所有的String物件的語句和結果：

通過上圖中的那個按鈕，可以檢視執行緒檢視，執行緒檢視首先給出了在生成快照那個時刻，JVM中的Java執行緒物件列表。這個按鈕的功能，等同於下圖中的這個操作：

線上程檢視這個表中，可以看到以下幾個資訊：執行緒物件的名字、執行緒名、執行緒物件佔用的堆記憶體大小、執行緒物件的保留堆記憶體大小、執行緒的上下文載入器、是否為守護執行緒。

選中某個執行緒物件展開，可以看到執行緒的呼叫棧和每個棧的區域性變數，通過檢視執行緒的呼叫棧和區域性變數的記憶體大小，可以找到在哪個呼叫棧裡分配了大量的記憶體。

因此，heap dump和MAT不僅僅用於排查記憶體相關的問題，也有助於排查執行緒相關的問題。

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，幫使用者快速定位常見問題。

Heap Dump Overview
Heap Dump Overview就是整個堆的概括情況，例如：堆記憶體大小、物件個數、類的個數、類載入器的個數、GC root的個數、堆記憶體檔案的格式、檔案的建立時間、位置等資訊。這個頁面還開一個看一些系統屬性、執行緒概覽、Top記憶體耗費元件、類直方圖等資訊。
Leak Suspects
如下圖所示，這個功能用於排查潛在的記憶體洩漏問題。
Top Components
針對那些佔用堆記憶體超過整個堆記憶體1%大小的元件做一系列的分析，例如：Top Consumers、保留集合、潛在的記憶體浪費問題等其他問題。