MemoryAnalyze（MAT）的使用

1 生成Dump文件方式

1.1 VisualVM

先启动Java程序并且不能退出，打开VisualVM后就能看到了。如下图，鼠标双击

1.2 通过jmap获取

    #获取Java进程
    jps -l
    #根据jps查看的进程号获取dump文件
    jmap -dump:format=b,file='文件路径' '进程号'

1.3 mat

2 浅堆（Shallow heap）和深堆（Retained heap）

2.1 浅堆

指的是对象自身所占据的内存，不包含其内部引用对象的大小

2.2 深堆

只能通过该对象访问到的（直接或者间接）所有对象的浅堆之和，即当对象不再被引用时，垃圾回收器所能回收的总内存，包括对象自身所占据的内存，以及仅能够通过该对象引用到的其他对象所占据的内存。

如下图所示，A的浅堆大小为A本身，由于C被B引用，所有A的深堆大小为A+D；同理可计算B的浅堆大小为B，深堆大小为B+E

3 两种重要视图--直方图（histogram）和支配树（dominator tree）

如下图，是打开这两种视图的方式，可以看到两种视图的界面都会显示Shallow heap列和Retained heap列。

3.1 直方图（histogram）

MAT 的直方图和jmap的-histo子命令一样，都能够展示各个类的实例数目以及这些实例的 Shallow heap 总和。但是，MAT 的直方图还能够计算 Retained heap，并支持基于实例数目或 Retained heap 的排序方式（默认为 Shallow heap）。此外，MAT 还可以将直方图中的类按照超类、类加载器或者包名分组。

3.2 支配树（dominator tree）

在 A支配 B，且 A 不同于 B 的情况下（即 A严格支配 B），如果从 A节点到 B 节点的所有路径中不存在支配 B 的其他节点，那么 A直接支配（immediate dominate）B。这里的支配树指的便是由节点的直接支配节点所组成的树状结构。

支配树基本性质：

对象A的子树（所有被对象A支配的对象的集合）表示对象A的保留集（retained set），即深堆
如果对象A支配对象B，那么对象A的直接支配者也只支配对象B
支配树的边与对象引用图的边不直接对应

下图中，左图表示对象引用图，右图表示左图所对应的支配树。对象A和B由根对象直接支配，由于在到对象C的路径中，可以经过A，也可以经过B,因此对象 C的直接支配者也是根对象。对象F与对象D相互引用，因为到对象F的所有路径必然经过对象D,因此, 对象D是对象F的直接支配者。而到对象D的所有路径中，必然经过对象C，即使是从对象F 到对象D的引用，从根节点出发，也是经过对象C的，所以，对象D的直接支配者为对象C。

4 查看GC Root

打开一个dump文件，按照下图的方式可以查看GC Root列表

下图是执行了main方法的线程，展开后可以看到main方法里有哪些属性作为GC Root

更为详细的解释，可以参考下面这条链接：[https://help.eclipse.org/2020-03/topic/org.eclipse.mat.ui.help/concepts/gcroots.html?cp=59_2_4](https://help.eclipse.org/2020-03/topic/org.eclipse.mat.ui.help/concepts/gcroots.html?cp=59_2_4)

5 查看入引用和出引用

如下图，鼠标右键任意一个对象，选择List objects都会显示 "with outgoing referances" 和 "with incoming referances"两个选项，分别表示出引用（当前对象引用的外部对象）和入引用（引用当前对象的对象）

5.1 示例代码

该程序用于模拟用户访问网站后，将网站的URL记录下来。先初始化100条记录，根据用户id进行取余，条件符合后存入用户历史访问记录集合中。

    public class WebPage {
        private String url;
        private String content;
        //get set方法省略
    }
    
    public class Student {
        private int id;
        private String name;
        private List history = new Vector();
    
        public Student(int id, String name) {
            this.id = id;
            this.name = name;
             //get set方法省略
        }
    }
    
    public class TraceStudent {
        static List webpages = new Vector<>();
        public static void createWebPages(){
            for(int i = 0; i < 100; i++){
                WebPage wp = new WebPage();
                wp.setUrl("http://www."+ Integer.valueOf(i) + ".com");
                wp.setContent(Integer.toString(i));
                webpages.add(wp);
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            createWebPages();
            Student st3 = new Student(3,"billy");
            Student st5 = new Student(5,"alice");
            Student st7 = new Student(7,"taotao");
            for(int i = 0; i < webpages.size(); i++){
                if(i % st3.getId() == 0){
                    st3.getHistory().add(webpages.get(i));
                }
                if(i % st5.getId() == 0){
                    st5.getHistory().add(webpages.get(i));
                }
                if(i % st7.getId() == 0){
                    st7.getHistory().add(webpages.get(i));
                }
            }
            System.gc();
    
        }
    }

5.2 运行参数

运行这个程序并使用下面的jvm参数，使得程序退出前能获得堆信息

    -XX:+HeapDumpBeforeFullGC -XX:HeapDumpPath=D:/tmp/tmp/stu.hprof

5.3 查看main方法对应的线程

参照第4小结打开GC Root页面，展开Thread列表，选择main线程，可以看到对应的实例对象

由于0对任意数取余都等于0，所有程序中三个Student对象都存储了这条URL，选择"with incoming referances"查看那些对象引用了下标为0的URL

这里显示了四条，除了3个Student对象外。还有一个用户初始化存储的集合webpages 也引用了，所以总共是4个。

对任意一个Student对象使用"with outgoing referances"，可以查看当前对象引用了哪些外部对象

这个功能使用相对较少，因为在支配树（dominator tree）模式下，可以直接看到当前对象引用了哪些外部对象