详细介绍了Java内存分析工具MAT(Memory Analyzer Tool)的常见使用方法，MAT可以帮助Java程序员快速进行内存分析，定位问题。

MAT(Memory Analyzer Tool)，一个基于Eclipse的跨平台的内存分析工具，是一个快速、功能丰富的JAVA heap分析工具，它通过读取应用程序运行时由 Java 运行时环境生成的转储文件快照，可以帮助我们查找内存泄漏和减少内存消耗。使用内存分析工具从众多的对象中进行分析，快速的计算出在内存中对象的占用大小，看看是谁阻止了垃圾收集器的回收工作，并可以通过报表直观的查看到可能造成这种结果的对象。

官网地址：https://www.eclipse.org/mat/。

Memory Analyzer 可以用来处理 HPROF 二进制 Heap Dump 文件、 IBM 系统 dump 文件（经过处理后）、以及来自各个平台上的 IBM portable Heap Dump s (PHD) 文件。通过Memory Analyzer 能够直观的看到Heap Dump文件中的：

对象信息：类、成员变量、直接量以及引用值；
类信息类加载器、名称、超类、静态成员；
Garbage Collections Roots JVM 可达的对象；
线程栈以及本地变量获取快照时的线程栈信息以及局部变量的详细信息。

文章目录

1 下载MAT
2 获取Dump文件
3 编写错误程序
4 转储Heap Dump
4 使用MAT
- 4.1 OverView概览视图
- 4.2 Histogram直方图
- - 4.2.1 outgoing reference与incoming reference
- 4.3 Dominator Tree支配树
- 4.4 Thread Overview线程视图
- 4.5 Leak Suspects泄露分析报告

1 下载MAT

官方下载地址：https://www.eclipse.org/mat/downloads.php。

下载完毕之后，解压，可以看到MemoryAnalyzer.exe文件，打开即可使用。

2 获取Dump文件

获取Heap Dump文件的方式有很多，通常是通过参数配置在特定的条件下触发堆转储，也可以通过工具来获取。常见命令的方式有如下两个：

启动时添加JVM参数-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError，将会在发生系统OutOfMemoryError后自动转储一份HPROF二进制Heap Dump文件。
该配置会把快照保存在项目目录或者tomcat目录下，也可以通过 -XX:HeapDumpPath=/xxx/heapdump.hprof来显示指定路径。
OnOutOfMemoryError参数还允许用户指定当出现OOM时，指定某个脚本来完成一些动作，比如自动重启tomcat：-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/xxx/heapdump.hprof -XX:OnOutOfMemoryError="sh ~/restart.sh"
使用jmap参数，jmap -dump:[live,]format=b,file=<filename>，将会立即将生成堆转储快照到指定的位置指定的文件中。

3 编写错误程序

我们编写一个简单的代码，循环的创建UUID字符串拼接并添加到一个list中：

public class TestJvmOOM {public static void main(String[] args) {List<Object> list = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < 1000000; i++) {String str = "";for (int j = 0; j < 100; j++) {str += UUID.randomUUID().toString();}list.add(str);}System.out.println("ok");}
}

4 转储Heap Dump

设置启动参数，最大内存为4m，并且自动转储Heap Dump：-Xms4m -Xmx4m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError，IDEA这么设置：

运行程序之后很快抛出了OOM，并且自动生成了Heap Dump文件：

默认位置在项目目录下面：

下面开始分析！

4 使用MAT

双击MemoryAnalyzer.exe文件，打开：

点击File，Open Heap即可选择一个Heap Dump文件，我们选择刚才生成的文件。

选择打开的模式，我们选择第一个Leak Suspects Report模式，即用于分析内存泄漏，点击Finish即可打Heap Dump文件：

常见选项的含义：

Leak Suspects Report：内存泄漏可疑点报告，自动检查堆转储是否存在泄漏嫌疑，报告哪些对象被保存起来，为什么它们没有被垃圾收集，最常用的模式。
Component Report：元件报告，分析一组对象是否存在可疑的内存问题：重复的字符串、空集合、终结器、弱引用等。
Re-open previously run reports：打开以前的运行报告；

4.1 OverView概览视图

Dump文件越大，打开的时间就越长，打开之后，OverView界面如下，Overview视图，显示了此份Dump文件的概要的信息，并展示了MAT常用的一些功能：

Details：显示了一些统计信息，包括HeapDump的大小、类（Class）的数量、对象（Object）的数量、类加载器（Class Loader)的数量。
Biggest Objects by Retained Size ：以饼图的方式直观地显示了在dump中最大的几个对象，当鼠标光标移到某块区域的时候会在左边Inspector和Attributes窗口中显示详细的信息，在区块上点击左键可以通过菜单获取更详细的信息。
Actions ：几种常用到的操作，包括Histogram、Dominator Tree、Top Consumers、Duplicate Classes。
Reports ：列出了常用的报告信息，包括Leak Suspects和Top Components。
Step By Step ：以向导的方式逐步的引导使用功能，包括Component Report。

下面我们来看看其他常用的功能。

4.2 Histogram直方图

Histogram直方图，用于展示每个类型的实例的数量，以及 shallow size 和 retained size ：

shallow size：浅堆，代表了对象本身的内存占用，包括对象自身的内存占用，以及“为了引用”其他对象所占用的内存。
非数组类型的对象的 shallow heap=对象头+各成员变量大小之和+对齐填充。其中，各成员变量大小之和就是实例数据，如果存在继承的情况，需要包括父类成员变量
数组类型的对象的shallow heap=对象头+类型变量大小*数组长度+对齐填充，如果是引用类型，则是四字节或者八字节（64 位系统），如果是 boolean 类型，则是一个字节。这里类型变量大小*数组长度就是数组实例数据，强调是变量不实际是对象本身。
Retained heap：深堆，一个统计结果，会循环计算引用的具体对象所占用的内存。但是深堆和“对象大小”有一点不同，深堆指的是一个对象被垃圾回收后，能够释放的内存大小，这些被释放的对象集合，叫做保留集（Retained Set）。

4.2.1 outgoing reference与incoming reference

当右键单击任何对象时，将看到下拉菜单，如果选择“ListObjects”菜单项，可以查看对象的outgoing reference（对象的引出）和incoming reference（对象的引入）。

Incomming Reference 指的是引用当前对象的对象，Outgoing Reference 指的是当前对象引用的对象。对象的incomming reference 保证对象处于 alive 从而免于被垃圾回收掉；Outgoing reference 则展示了对象内部的具体内容，有助于我们分析对象的属性。

我们看看第一个最大的char[]的Incomming Reference：

可以看到，它们几乎都是被一个String对象的value属性引用的，实际上这个String就是我们拼接的UUID字符串。

4.3 Dominator Tree支配树

列出Heap Dump中处于活跃状态中的最大的几个对象，默认按 retained size进行排序，因此很容易找到占用内存最多的对象。

排在第一的最大的对象就是占用内存最多的对象，它在树中的子节点都是被该对象直接或间接引用的对象（这意味着当这个对象被回收的时候它的子节点对象也会被回收）。

一般定位OOM的时候，都是直接查看支配树的最大的对象，我们的Heap Dump中的支配树中，很明显ArrayList占用了最大的内存，里面的元素就是一个个拼接的UUID字符串，就是因为这个原因导致了OOM。

4.4 Thread Overview线程视图

点击上面的黄色齿轮，可以生成Heap Dump文件的时候线程视图Thread Overview，查看线程的运行情况，抛出的异常的分析。

我们的Heap Dump中的Thread Overview，结果如下，很明显OutOfMemoryError是由main线程抛出的：

4.5 Leak Suspects泄露分析报告

MAT会分析 Heap Dump 文件并检测内存泄漏的可能，比如一个或一组异常大的对象。Leak Suspects用于生成内存泄漏嫌疑分析报告，非常有用，能够帮组我们快速的定位OOM的原因。

查看我们的Heap Dump中的Thread Overview，结果如下，如果此前的几项你还不确定OOM的原因的话，那么这里可以说直接告诉你原因了：

可以看到，有66.79%的内存由Object[]数组占有，所以比较可疑，这是非常有可能出现内存溢出的。点击Details查看详情：

可以看到集合中存储了大量的UUID字符串。实际上这里已经告诉我们是不是因此导致的内存溢出了，我们在details详情的最下面可以看到：

就是这个大对象数组（list集合使用数组存放的元素)，因为需要分配连续的内存，而内存不足导致的OOM。

至此，分析完毕！

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