关于Heap Dump

Heap Dump是什么?

Heap Dump也叫堆转储文件,是一个Java进程在某个时间点上的内存快照。Heap Dump是有着多种类型的。不过总体上heap dump在触发快照的时候都保存了java对象和类的信息。通常在写heap dump文件前会触发一次FullGC,所以heap dump文件中保存的是FullGC后留下的对象信息。

我们可以通过Heap Dump做哪些事情?

一般在Heap Dump文件中可以获取到(这仍然取决于heap dump文件的类型)如下信息:

  • 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。

也就是说我们可以对上面这些内容进行分析。通常可以基于Heap Dump分析如下类型的问题:

  • 找出内存泄漏的原因;
  • 找出重复引用的jar或类;
  • 分析集合的使用;
  • 分析类加载器。

总而言之我们对Heap Dump的分析就是对应用的内存使用进行分析,从而更加合理地使用内存。

怎样获取Heap Dump?

获取heap dump有多种方式,可以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。

1. 通过OutOfMemoryError获取heap dump

通过设置如下的JVM参数,可以在发生OutOfMemoryError后获取到一份HPROF二进制Heap Dump文件:

生成的文件会直接写入到工作目录。

这个方案适用于如下版本的虚拟机:Sun JVM (1.4.2_12 or higher and 1.5.0_07 or higher), HP-UX JVM (1.4.2_11 or higher) and SAP JVM (since 1.5.0)。

2. 主动触发Heap Dump

也可以为虚拟机设置下面的参数,这样就可以在需要的时候按下CTRL+BREAK组合键随时获取一份heap dump文件。

3. 使用HPROF agent

使用agent可以在程序执行结束时或者收到SIGQUIT信号时生成dump文件。使用agent也是要配置虚拟机参数的:

这种方式我没有试过,具体如何做的不是很清楚。

4. 使用jmap

这个算是用的最多的方式了吧。也很简单,执行下面的命令就可以了:

5. 使用jconsole

启动一个应用后,打开<JAVA_HOME>/bin/jconsole.exe,在jconsole中选择正在运行的应用:

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(在这个例子中选择的是eclipse,虽然进程名称为空,但是通过重启eclipse可以确认)。

建立连接后,选择页签MBean,执行com.sun.management. HotSpotDiagnostic下的操作dumpHeap。第一个参数p0是要获取的dump文件的完整路径名,记得文件要以.hprof作为扩展名(要在Memory AnalysisPerspective下打开扩展名必须是这个)。如果我们只想获取live的对象,第二个参数p1需要保持为true。

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建议将导出的dump文件保存到一个独立的文件夹,在接下来的分析中会通过这个文件创建很多图表文件。

6. 使用Memory Analyzer

如果要获取dump文件的Java进程和Memory Analyzer在同一台机器上,可以直接使用Memory Analyzer获取dump文件。采用这种方式获取dump文件后会直接将之解析并在Memory Analyzer中打开(这个方式我不太喜欢,因为会在用户目录下生成很多零碎的文件)。

获取heap dump是受虚拟机支持的一种特定的功能。Memory Analyzer提供了一些被称为Heap Dump Provider的概念:比如支持Sun虚拟机(需要用到Sun JDK的jmap功能)的Provider或支持IBM虚拟机(也需要一个IBM JDK)的Provider。此外,Memory Analyzer也提供了对用户自定义的Heap Dump Provider插件的扩展支持。

要使用Memory Analyzer获取dump文件需要先打开Memory AnalysisPerspective,而后点击File -> Acquire Heap Dump…菜单项。之后会打开如下窗口:

image

在上图中,根据具体的运行环境,预装的Heap Dump Provider按照默认设置展示了当前正在运行的java进程列表。一些Heap Dump Provider也允许(或者说需要)设置一些额外的参数(比如heap dump的类型),这个可以点击Configure按钮来设置。选择要dump的线程,点击Next按钮就可以生成dump文件了。

有的时候进程列表可能为空,这时有必要调整下Heap Dump Provider的设置了。点击Configure按钮,选择合适的provider并点击,然后找到要做调整的参数并做设置就好了。

此外,IBM的虚拟机还有自己的一套方法,这里就不写出了。

就这样!

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