JVM故障分析及性能優化實戰(VI)——JVM Heap Dump（堆轉儲文件）的生成和MAT的使用

2019 年 10 月 10 日
筆記

JVM Heap Dump（堆轉儲文件）的生成

正如Thread Dump文件記錄了當時JVM中執行緒運行的情況一樣，Heap Dump記錄了JVM中堆記憶體運行的情況。可以通過以下幾種方式生成Heap Dump文件：

使用 jmap 命令生成

jmap [https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jmap.html] 命令是JDK提供的用於生成堆記憶體資訊的工具，可以執行下面的命令生成Heap Dump：

jmap -dump:live,format=b,file=heap-dump.bin <pid>

其中的pid是JVM進程的id(可以通過jps命令獲取pid)，heap-dump.bin是生成的文件名稱，在執行命令的目錄下面。推薦此種方法。

使用 JConsole 生成

JConsole是JDK提供的一個基於GUI查看JVM系統資訊的工具，既可以管理本地的JVM，也可以管理遠程的JVM，可以通過下圖的 dumpHeap 按鈕生成 Heap Dump文件。

在JVM中增加參數生成

在JVM的配置參數中可以添加 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 參數，當應用拋出 OutOfMemoryError 時自動生成dump文件；在JVM的配置參數中添加 -Xrunhprof:head=site 參數，會生成java.hprof.txt 文件，不過這樣會影響JVM的運行效率，不建議在生產環境中使用（未親測）。

常見的Heap Dump文件分析工具

JVM Heap Dump文件可以使用常用的分析工具如下：

jhat

jhat [https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jhat.html] 是JDK自帶的用於分析JVM Heap Dump文件的工具，使用下面的命令可以將堆文件的分析結果以HTML網頁的形式進行展示：

jhat <heap-dump-file>

其中 heap-dump-file 是文件的路徑和文件名，可以使用 -J-Xmx512m 參數設置命令的記憶體大小。執行成功之後顯示如下結果：

Snapshot resolved. Started HTTP server on port 7000 Server is ready.

這個時候訪問 http://localhost:7000/ 就可以看到結果了。

Eclipse Memory Analyzer(MAT)

Eclipse Memory Analyzer(MAT) [https://www.eclipse.org/mat/] 是Eclipse提供的一款用於Heap Dump文件的工具，操作簡單明了，下面將詳細進行介紹。

IBM Heap Analyzer

IBM Heap Analyzer [https://www.ibm.com/developerworks/community/alphaworks/tech/heapanalyzer] 是IBM公司推出的一款用於分析Heap Dump資訊的工具，下載之後是一個jar文件，執行結果如下：

Memory Analyzer的安裝和使用

如前文所述，Eclipse Memory Analyzer（簡稱MAT）是一個功能豐富且操作簡單的JVM Heap Dump分析工具，可以用來輔助發現記憶體泄漏減少記憶體佔用。使用 Memory Analyzer 來分析生產環境的 Java 堆轉儲文件，可以從數以百萬計的對象中快速計算出對象的 Retained Size，查看是誰在阻止垃圾回收，並自動生成一個 Leak Suspect（記憶體泄露可疑點）報表。

下載與安裝

Eclipse Memory Analyzer（MAT）支援兩種安裝方式，一是Eclipse插件的方式，另外一個就是獨立運行的方式，建議使用獨立運行的方式。在 http://www.eclipse.org/mat/downloads.php 下載安裝MAT，啟動之後打開 File – Open Heap Dump… 菜單，然後選擇生成的Heap DUmp文件，選擇 "Leak Suspects Report"，然後點擊 "Finish" 按鈕。

主介面

第一次打開因為需要分析dump文件，所以需要等待一段時間進行分析，分析完成之後dump文件目錄下面的文件資訊如下：

上圖中 heap-27311.bin 文件是原始的Heap Dump文件，zip文件是生成的html形式的報告文件。

打開之後，主介面如下所示：

接下來介紹介面中常用到的功能：

Overview

Overview視圖，即概要介面，顯示了概要的資訊，並展示了MAT常用的一些功能。

Details 顯示了一些統計資訊，包括整個堆記憶體的大小、類（Class）的數量、對象（Object）的數量、類載入器（Class Loader)的數量。
Biggest Objects by Retained Size 使用餅圖的方式直觀地顯示了在JVM堆記憶體中最大的幾個對象，當游標移到餅圖上的時候會在左邊Inspector和Attributes窗口中顯示詳細的資訊。
Actions 這裡顯示了幾種常用到的操作，算是功能的快捷方式，包括 Histogram、Dominator Tree、Top Consumers、Duplicate Classes，具體的含義和用法見下面；
Reports 列出了常用的報告資訊，包括 Leak Suspects和Top Components，具體的含義和內容見下；
Step By Step 以嚮導的方式引導使用功能。