MAT使用

1 MAT主界面介绍

1.1 导入hprof文件

导入文件之后,显示OverView界面

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如果选择了第一个,则会生成一个报告

1.2 OverView 界面

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需要关注的是下面的Actions区域

  • Histogram: 列出内存中的对象,对象的个人以及大小

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  • Dominator Tree: 列出最大的对象以及其依赖存活的Object(大小以Retained Heap为标准的排序)

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  • Top Consumers: 通过图形列出最大的Object

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    一般Histogram和 Dominator Tree是最常用的。

2. MAT 中一些概念

要看懂MAT的列表信息,Shallow heap、Retained Heap、GC Root这几个概念一定要弄懂。

2.1 Shallow heap

Shallow size 就是对象本身占用内存的大小,不包含其引用的对象

  • 常规对象(非数组)的Shallow size有其成员变量的数量和类型决定
  • 数组的shallow size 有数组元素的类型(对象类型,基本类型)和数组长度决定

因为不像c++的对象本身可以存放大量内存,java的对象成员都是些引用。真正的内存都在堆上,看起来是一堆原生的byte[], char[], int[],所以我们如果只看对象本身的内存,那么数量都很小。所以我们看到Histogram图是以Shallow size进行排序的,排在第一位第二位的是byte,char 。

2.2 Retained Heap

Retained Heap的概念,它表示如果一个对象被释放掉,那会因为该对象的释放而减少引用进而被释放的所有的对象(包括被递归释放的)所占用的heap大小。于是,如果一个对象的某个成员new了一大块int数组,那这个int数组也可以计算到这个对象中。相对于shallow heap,Retained heap可以更精确的反映一个对象实际占用的大小(因为如果该对象释放,retained heap都可以被释放)。

这里要说一下的是,Retained Heap并不总是那么有效。例如我在A里new了一块内存,赋值给A的一个成员变量。此时我让B也指向这块内存。此时,因为A和B都引用到这块内存,所以A释放时,该内存不会被释放。所以这块内存不会被计算到A或者B的Retained Heap中。为了纠正这点,MAT中的Leading Object(例如A或者B)不一定只是一个对象,也可以是多个对象。此时,(A, B)这个组合的Retained Set就包含那块大内存了。对应到MAT的UI中,在Histogram中,可以选择Group By class, superclass or package来选择这个组。

为了计算Retained Memory,MAT引入了Dominator Tree。加入对象A引用B和C,B和C又都引用到D(一个菱形)。此时要计算Retained Memory,A的包括A本身和B,C,D。B和C因为共同引用D,所以他俩的Retained Memory都只是他们本身。D当然也只是自己。我觉得是为了加快计算的速度,MAT改变了对象引用图,而转换成一个对象引用树。在这里例子中,树根是A,而B,C,D是他的三个儿子。B,C,D不再有相互关系。把引用图变成引用树,计算Retained Heap就会非常方便,显示也非常方便。对应到MAT UI上,在dominator tree这个view中,显示了每个对象的shallow heap和retained heap。然后可以以该节点位树根,一步步的细化看看retained heap到底是用在什么地方了。要说一下的是,这种从图到树的转换确实方便了内存分析,但有时候会让人有些疑惑。本来对象B是对象A的一个成员,但因为B还被C引用,所以B在树中并不在A下面,而很可能是平级。

为了纠正这点,MAT中点击右键,可以List objects中选择with outgoing references和with incoming references。这是个真正的引用图的概念,

  • outgoing references :表示该对象的出节点(被该对象引用的对象)。
  • incoming references :表示该对象的入节点(引用到该对象的对象)。

为了更好地理解Retained Heap,下面引用一个例子来说明:

把内存中的对象看成下图中的节点,并且对象和对象之间互相引用。这里有一个特殊的节点GC Roots,这就是reference chain(引用链)的起点:

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2.3 GC Root

GC发现通过任何reference chain(引用链)无法访问某个对象的时候,该对象即被回收。名词GC Roots正是分析这一过程的起点,例如JVM自己确保了对象的可到达性(那么JVM就是GC Roots),所以GC Roots就是这样在内存中保持对象可到达性的,一旦不可到达,即被回收。通常GC Roots是一个在current thread(当前线程)的call stack(调用栈)上的对象(例如方法参数和局部变量),或者是线程自身或者是system class loader(系统类加载器)加载的类以及native code(本地代码)保留的活动对象。所以GC Roots是分析对象为何还存活于内存中的利器。

3. MAT 中一些有用的视图

3.1 Thread OvewView

Thread OvewView可以查看这个应用的Thread信息:

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3.2 Group

在Histogram和Domiantor Tree界面,可以选择将结果用另一种Group的方式显示(默认是Group by Object),切换到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。

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3.3 Path to GC Root

在Histogram或者Domiantor Tree的某一个条目上,右键可以查看其GC Root Path:

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这里也要说明一下Java的引用规则: 从最强到最弱,不同的引用(可到达性)级别反映了对象的生命周期。

  • Strong Ref(强引用):通常我们编写的代码都是Strong Ref,于此对应的是强可达性,只有去掉强可达,对象才被回收。
  • Soft Ref(软引用):对应软可达性,只要有足够的内存,就一直保持对象,直到发现内存吃紧且没有Strong Ref时才回收对象。一般可用来实现缓存,通过java.lang.ref.SoftReference类实现。
  • Weak Ref(弱引用):比Soft Ref更弱,当发现不存在Strong Ref时,立刻回收对象而不必等到内存吃紧的时候。通过java.lang.ref.WeakReference和java.util.WeakHashMap类实现。
  • Phantom Ref(虚引用):根本不会在内存中保持任何对象,你只能使用Phantom Ref本身。一般用于在进入finalize()方法后进行特殊的清理过程,通过 java.lang.ref.PhantomReference实现。

点击Path To GC Roots –> with all references

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参考文章

Android内存优化之一:MAT使用入门

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