一文深度讲解JVM 内存分析工具 MAT及实践（建议收藏）

1.前言

熟练掌握MAT是Java高手的必备能力，但实践时大家往往需面对众多功能，眼花缭乱不知如何下手，小编也没有找到一篇完善的教学素材，所以整理本文帮大家系统掌握MAT分析工具。

本文详细讲解MAT众多内存分析工具功能，这些功能组合使用异常强大，熟练使用几乎可以解决所有的堆内存离线分析的问题。我们将功能划分为4类：内存分布详情、对象间依赖、对象状态详情、按条件检索。每大类有多个功能点，本文会逐一讲解各功能的场景及用法。此外，添加了原创或引用案例加强理解和掌握。

如图所示：

为减少对眼花缭乱的菜单的迷茫，可以通过下图先整体熟悉下各功能使用入口，后续都会讲到。

2.内存分布详解及实战

2.1全局信息概览

功能

：展现堆内存大小、对象数量、class数量、classloader数量、GCRoot数量、环境变量、线程概况等全局统计信息。

使用入口

：MAT主界面→HeapDumpOverview。

举例

：下面是对象数量、classloader数量、GCRoot数量，可以看出classloader存在异常。

举例

：下图是线程概况，可以查看每个线程名、线程的RetainedHeap、daemon属性等。

使用场景

全局概览呈现全局统计信息，重点查看整体是否有异常数据，所以有效信息有限，下面几种场景有一定帮助：

方法区溢出时（Java8后不使用方法区，对应堆溢出），查看class数量异常多，可以考虑是否为动态代理类异常载入过多或类被反复重复加载。

方法区溢出时，查看classloader数量过多，可以考虑是否为自定义classloader被异常循环使用。

GCRoot过多，可以查看GCRoot分布，理论上这种情况极少会遇到，笔者只在JNI使用一个存在BUG的库时遇到过。

线程数过多，一般是频繁创建线程但无法执行结束，从概览可以了解异常表象，具体原因可以参考本文线程分析部分内容，此处不展开。

2.2Dominatortree

注：笔者使用频率的Top1，是高效分析Dump必看的功能。

功能

展现对象的支配关系图，并给出对象支配内存的大小（支配内存等同于RetainedHeap，即其被GC回收可释放的内存大小）

支持排序、支持按package、classloader、superclass、class聚类统计

使用入口

：全局支配树：MAT主界面→Dominatortree。

举例：

下图中通过查看Dominatortree，了解到内存主要是由ThreadAndListHolder-thread及main两个线程支配（后面第2.6节会给出整体案例）。

使用场景

开始Dump分析时，首先应使用Dominatortree了解各支配树起点对象所支配内存的大小，进而了解哪几个起点对象是GC无法释放大内存的原因。

当个别对象支配树的RetainedHeap很大存在明显倾斜时，可以重点分析占比高的对象支配关系，展开子树进一步定位到问题根因，如下图中可看出最终是SameContentWrapperContainer对象持有的ArrayList过大。

在Dominatortree中展开树状图，可以查看支配关系路径（与outgoingreference的区别是：如果X支配Y，则X释放后Y必然可释放；如果仅仅是X引用Y，可能仍有其他对象引用Y，X释放后Y仍不能释放，所以Dominatortree去除了incomingreference中大量的冗余信息）。

有些情况下可能并没有支配起点对象的RetainedHeap占用很大内存（比如classX有100个对象，每个对象的RetainedHeap是10M，则classX所有对象实际支配的内存是1G，但可能Dominatortree的前20个都是其他class的对象），这时可以按class、package、classloader做聚合，进而定位目标。

下图中各GCRoots所支配的内存均不大，这时需要聚合定位爆发点。

在Dominatortree展现后按class聚合，如下图：

可以定位到是SomeEntry对象支配内存较多，然后结合代码进一步分析具体原因。

在一些操作后定位到异常持有RetainedHeap对象后（如从代码看对象应该被回收），可以获取对象的直接支配者，操作方式如下。

2.3Histogram直方图

注：笔者使用频率Top2

功能

罗列每个类实例的数量、类实例累计内存占比，包括自身内存占用量（ShallowHeap）及支配对象的内存占用量（RetainHeap）。

支持按对象数量、RetainedHeap、ShallowHeap（默认排序）等指标排序；支持按正则过滤；支持按package、classloader、superclass、class聚类统计，

使用入口

：MAT主界面→Histogram；注意Histogram默认不展现RetainedHeap，可以使用计算器图标计算，如下图所示。

使用场景

有些情况Dominatortree无法展现出热点对象（上文提到Dominatortree支配内存排名前20的占比均不高，或者按class聚合也无明显热点对象，此时Dominatortree很难做关联分析判断哪类对象占比高），这时可以使用Histogram查看所有对象所属类的分布，快速定位占据RetainedHeap大头的类。

使用技巧

Integer，String和Object[]一般不直接导致内存问题。为更好的组织视图，可以通过classloader或package分组进一步聚焦，如下图。

Histogram支持使用正则表达式来过滤。例如，我们可以只展示那些匹配com.q.*的类。

可以在Histogram的某个类继续使用outgoingreference查看对象分布，进而定位哪些对象是大头

2.4LeakSuspects

功能

：具备自动检测内存泄漏功能，罗列可能存在内存泄漏的问题点。

使用入口

：一般当存在明显的内存泄漏时，分析完Dump文件后就会展现，也可以如下图在MAT主页→LeakSuspects。

使用场景

：需要查看引用链条上占用内存较多的可疑对象。这个功能可解决一些基础问题，但复杂的问题往往帮助有限。

举例

下图中LeakSuspects视图展现了两个线程支配了绝大部分内存。

下图是点击上图中Keywords中"Details",获取实例到GCRoot的最短路径、dominator路径的细信息。

2.5TopConsumers

功能

：最大对象报告，可以展现哪些类、哪些classloader、哪些package占用最高比例的内存，其功能Histogram及Dominatortree也都支持。

使用场景

：应用程序发生内存泄漏时，查看哪些泄漏的对象通常在Dump快照中会占很大的比重。因此，对简单的问题具有较高的价值。

2.6综合案例一

使用工具项

：Heapdumpoverview、Dominatortree、Histogram、ClassLoaderExplorer（见3.4节）、incomingreferences（见3.1节）

程序代码

packagecom.q.mat;importjava.util.*;importorg.objectweb.asm.*;publicclassClassLoaderOOMOpsext