使用Eclipse Memory Analyzer Tool（MAT）分析线上故障

小咪咪 2023-01-22 05:58 502阅读 0赞

Eclipse Memory Analyzer Tool（MAT）相关文章目录：

[使用Eclipse Memory Analyzer Tool（MAT）分析线上故障(一) - 视图&功能篇][Eclipse Memory Analyzer Tool_MAT_ -]

使用Eclipse Memory Analyzer Tool（MAT）分析线上故障(二) - 概念篇

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][1_Overview]

[2、Histogram视图][2_Histogram]

[3、Dominator Tree（支配树）视图][3_Dominator Tree]

[4、Group分组功能][4_Group]

[5、Thread Overview][5_Thread Overview]

[6、List objects][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）][7_Paths to GC Roots_GC Roots_ _ Merge Shortest Paths to GC roots_GC Roots]

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

# 视图 & 功能 #

## 1、Overview ##

![c7fcaf21c838910bd70425ef4d7b9d9d.png][]

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

![ba941a69c6618d245b416677cb1cb8b1.png][]

（2）点击工具栏的“histogram按钮”

![0f314967bbbc9c65600264022be2f093.png][]

**Histogram视图：**

![e5944251e4fe58e512fe60fbc7898371.png][]

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

![afd7b945e2f39b4c295bfce857f23bae.png][]

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

![a5389acf74e2ec6c1882b347e6e6a8ef.png][]

**Dominator Tree（支配树）视图：**

![b39e23018081cd4dc07ad87434087094.png][]

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...**

![ea247b35ebb6e0cd78ad219124654dd1.png][]

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：**

![8062bfa93c7b1bca3380f5932b6a7262.png][]

**Thread Overview：**

![37333eebe498d5f533bd115a08bfadf4.png][]

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

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

![7574becf20f316e7baf048d52f66bf65.png][]

## 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

![1ae7cee87b36ddb6ec6d17f02887c347.png][]

（2）直接在某个条目上点击右键，也可以选择到List object

![cfe9fd049eaccd7fbbca0da01f7e91be.png][]

**List objects --> with outgoing references ![9c9c76e02596738642c26e07995897c3.png][]：**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 ![e590308a82e041d10d93b0b50b8bb84f.png][]：**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：**

![ef388c723ccbf825bd7b48caea9d32e2.png][]

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 ![02d96140ce5eb1969f70e0464fb5dc9c.png][]：**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 ![c0b8ea7897a2dded30c0a363914dcf42.png][]：**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：

![9891a1f97f62db74b203d1a21758fc05.png][]

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

![0b6549b2ff6b3df2d17d30e24f7b49e2.png][]

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

![1b9738395fd1898a69bbea8d4d92ecc3.png][]

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**

![0710fb884193dbbce739c032ead545d9.png][]

（2）Overview页面的Reports部分

![04e98bb416f3d42b5ae783b142c43600.png][]

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

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p><strong>内存泄露的概念：</strong><br> 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<br> 2、这些对象是无用的，即程序以后不会再使用这些对象<br> 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</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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

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;
            }
        }
    }

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

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

![6822170765ac875f76361edc121a0dd9.png][]

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：**

![b51d6e755f97bc31cbb1cb53980baf3a.png][]

![d7a78e89d7a43ee9e9ce2d4f8766617f.png][]

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：**

![c2d1cc0a11d05c0763cbb05dc322912c.png][]

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**

![98cd259569eecab32e1f9016ad3682de.png][]

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**

![929667025efdd4f066168b7d65449b60.png][]

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**

![f3be93bc3428542c1ce51d85faee8b0a.png][]

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**

![231ceea88ad175f825b038af471454e8.png][]

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

[Eclipse Memory Analyzer Tool_MAT_ -]: http://www.cnblogs.com/trust-freedom/p/6744948.html
[1_Overview]: https://www.cnblogs.com/trust-freedom/p/6744948.html#overview
[2_Histogram]: https://www.cnblogs.com/trust-freedom/p/6744948.html#histogram
[3_Dominator Tree]: https://www.cnblogs.com/trust-freedom/p/6744948.html#dominator_tree
[4_Group]: https://www.cnblogs.com/trust-freedom/p/6744948.html#group
[5_Thread Overview]: https://www.cnblogs.com/trust-freedom/p/6744948.html#thread_overview
[6_List objects]: https://www.cnblogs.com/trust-freedom/p/6744948.html#list_objects
[7_Paths to GC Roots_GC Roots_ _ Merge Shortest Paths to GC roots_GC Roots]: https://www.cnblogs.com/trust-freedom/p/6744948.html#paths_to_gc_roots
[8_Leak Suspects Report]: https://www.cnblogs.com/trust-freedom/p/6744948.html#leak_suspects
[c7fcaf21c838910bd70425ef4d7b9d9d.png]: /images/20221020/0ee044e0957c440d94410850fe406dbf.png
[ba941a69c6618d245b416677cb1cb8b1.png]: /images/20221020/71ce3d63d1ae48b38bfaec2311e39d95.png
[0f314967bbbc9c65600264022be2f093.png]: /images/20221020/5bb3f855b808413d8fe51ce9bb7c74de.png
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[231ceea88ad175f825b038af471454e8.png]: /images/20221020/bb509fa54f0a419e93a2ee1ae2975989.png