MAT（堆分析/内存泄漏排查）

MAT：堆转储分析的利器

MAT（Memory Analyzer Tool）是 Eclipse 提供的专业堆转储分析工具，专门用于排查内存泄漏和内存占用问题。它能处理数 GB 的大堆转储，分析能力远超 jhat 和 VisualVM 自带的 HeapWalker。

安装与启动

安装方式

bash

# 方式一：独立安装（推荐）
# 下载地址：https://eclipse.dev/mat/downloads/
# 下载 mat-macosx-cocoa-aarch64_*.tar.gz 或对应版本
tar -xzf mat-macosx-cocoa-aarch64_*.tar.gz
./mat/MemoryAnalyzer

# 方式二：Eclipse 插件
# Help → Eclipse Marketplace → 搜索 "Memory Analyzer"

# 方式三：命令行版本（无需 GUI）
# MAT 也提供命令行工具，适合服务器环境
./ParseHeapDump.sh heap.hprof org.eclipse.mat.api:suspects

内存配置

处理大堆转储时，建议增加 MAT 内存：

bash

# 修改 MemoryAnalyzer.ini
# 内存建议为堆转储文件的 1/3 到 1/2
-vmargs
-Xmx4g        # 根据堆转储大小调整
-XX:+UseG1GC

打开堆转储文件

支持的格式

MAT 支持的堆转储格式：
1. .hprof          → 标准 HPROF 格式（jmap、jcmd 生成）
2. .phd            → IBM Portable Heap Dump
3. .dprof          → DTFJ 格式（IBM JVM）
4. .yarp           → SAP JVM 格式

打开方式

bash

# 方式一：MAT 界面打开
# File → Open Heap Dump → 选择 .hprof 文件

# 方式二：命令行打开
MemoryAnalyzer -hprofPath heap.hprof

# 方式三：指定报告类型
./ParseHeapDump.sh heap.hprof org.eclipse.mat.api:suspects

概览仪表盘（Overview）

打开堆转储后，首先看到的是 Overview 页面：

Overview 页面包含：

1. Leak Suspects → 内存泄漏嫌疑人（自动分析）
2. Top Components → 占用最多的组件
3. Biggest Objects → 最大的对象
4. Actions → 常用分析操作
5. Step-by-Step Tutorials → 引导式分析

Leak Suspects（泄漏嫌疑人）

MAT 的自动分析会列出可疑的内存泄漏区域：

Leak Suspects 报告示例：
---
1. One instance of "com.example.Cache" loaded by
   "<system class loader>" occupies 512,345,678 bytes.
   ...
   → 点击「Details」查看详细信息

2. The thread java.lang.Thread @ 0x12345678 keeps
   causing OutOfMemoryError...
   → 线程持有的对象导致的 OOM

Histogram（直方图）

Histogram 是最基础的视图，显示每个类的实例数量和内存占用。

基本用法

查看方式：
  导航栏 → Java Basics → Histogram

显示内容：
  Class Name        | 对象数量 | Shallow Heap | Retained Heap
  java.lang.String  |   45,678 |    2,678,901 |   15,234,567
  char[]            |   23,456 |    4,567,890 |   10,123,456
  com.example.User  |    1,234 |      456,789 |    2,345,678

关键概念：Shallow Heap vs Retained Heap

Shallow Heap（浅堆）：
  → 对象本身占用的内存
  → 包含：对象头 + 实例字段

Retained Heap（深堆）：
  → 对象本身 + 所有可达对象的总和
  → 如果对象被 GC，可释放的总内存
  → 包含了对象引用的子树

示例：
  User 对象 → shallow: 100B, retained: 500KB
              (User 对象本身 100B，
               持有的 List 中所有对象 499.9KB)

常用操作

Histogram 常用操作：

1. 按内存排序
   → 点击「Retained Heap」列排序

2. 搜索类
   → 搜索框输入类名

3. 过滤
   → 右键 → Show Objects by Class → with class loader
   → 右键 → List Objects → with incoming references

4. 正则过滤
   → 支持 Java 正则表达式，如 "java\\.util\\..*"

Dominator Tree（支配树）

Dominator Tree 是 MAT 中最重要的视图之一，用于快速定位大内存占用者。

什么是支配关系

支配关系定义：
  对象 A 支配对象 B，当且仅当：
  所有从 GC Root 到 B 的路径都经过 A

支配树的特点：
  → 如果 A 被 GC，所有被 A 支配的对象都会被回收
  → 树的根节点通常是 GC Root
  → 子节点是被父节点直接/间接支配的对象

常用操作

Dominator Tree 视图：

  Class Name                | Retained Heap | Percentage
  com.example.Cache         |   512,345,678 |    45.2%
  └─ java.util.HashMap      |   456,789,012 |    40.3%
     └─ java.util.HashMap$Entry[2048] | 345,678,901 | 30.5%

操作：
1. 按 Retained Heap 排序
2. 展开树节点查看子节点
3. 右键 → View → Path to GC Roots
4. 右键 → Merge Shortest Paths to GC Roots

GC Root 路径分析

Path to GC Roots（到 GC Root 的路径）：
  → 从对象出发，追溯到 GC Root 的最短路径
  → 用于判断对象为什么不能被回收

GC Root 类型：
1. Class → 由 Bootstrap ClassLoader 加载的类
2. Thread → 活动线程
3. Stack Local → 栈上的局部变量
4. Monitor → 持有监视器锁的对象
5. Native Static → 静态变量

Top Consumers（最大内存消费者）

Top Consumers 自动列出内存占用的主要区域：

Top Consumers 报告：

1. by Class → 按类统计内存占用
2. by Package → 按包统计
3. by ClassLoader → 按类加载器统计

 Biggest Objects → 按单个对象大小排序
  对象实例                      | Retained Heap
  byte[1024000]                |    1,000,000
  com.example.BigCache          |      500,000
  char[500000]                 |      500,000

OQL（对象查询语言）

OQL 允许用 SQL-like 语法查询堆：

基本语法

sql

SELECT * FROM java.lang.String

SELECT * FROM char[] WHERE length > 1000

SELECT * FROM com.example.MyClass WHERE field != null

常用查询示例

sql

-- 查找所有 String 内容包含 "error" 的实例
SELECT s.value.toString() FROM java.lang.String s
WHERE s.value.toString().contains("error")

-- 查找大于 1MB 的数组
SELECT * FROM array.* WHERE length > 1048576

-- 查找持有大量内存的 HashMap
SELECT * FROM java.util.HashMap
WHERE size() > 10000

-- 查找线程局部变量
SELECT * FROM java.lang.ThreadLocal$ThreadLocalMap

-- 查找特定类加载器加载的所有类
SELECT * FROM java.lang.Class
WHERE classLoader.class.name.toString() = "org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader"

-- 查找 String.intern() 过的不该存在的字符串
SELECT * FROM java.lang.String s WHERE s.count > 100

OQL 辅助函数

sql

-- toHexString: 转换为十六进制地址
SELECT toHexString(addr) FROM com.example.MyClass

-- objects to Retained Heap
-- 统计某个类的总 retained heap
SELECT sum(retainedHeap(obj)) FROM "com.example.MyClass"

-- 按 retained heap 排序
SELECT * FROM com.example.MyClass
ORDER BY retainedHeap(this) DESC

-- 查看对象字段
SELECT fields(this) FROM com.example.MyClass

内存泄漏分析实战

场景一：Cache 导致内存泄漏

bash

# 1. 生成堆转储
jmap -dump:live,format=b,file=heap.hprof <pid>

# 2. 用 MAT 打开
MemoryAnalyzer -hprofPath heap.hprof

# 3. 查看 Leak Suspects
# Overview → Leak Suspects → 点击 Details

# 4. 查看 Histogram
# Java Basics → Histogram
# 按 Retained Heap 排序
# 找到 Cache 相关的类（如 ConcurrentHashMap）

# 5. 查看 Dominator Tree
# Java Basics → Dominator Tree
# 展开 Cache 对象
# 查看持有的数据量

# 6. 追溯 GC Root
# 右键 Cache 对象 → Path to GC Roots → exclude weak/soft references
# 分析为什么 Cache 没有被回收：
#  - 静态变量持有？
#  - 线程局部变量持有？
#  - 监听器/回调持有？

# 7. 定位泄漏原因
# 常见原因：
#  - 静态 Map 无上限增长
#  - Listener 没有正确移除
#  - ThreadLocal 没有清理

场景二：线程导致的 OOM

bash

# 1. 查看 OOM 时的堆转储
# 或者：jmap -dump:live,format=b,file=heap.hprof <pid>

# 2. 查看 Leak Suspects
# Overview → Leak Suspects
# 如果报告指出某个线程导致 OOM

# 3. 查看线程
# Java Basics → Thread Overview
# 或：Java Basics → Thread Details

# 4. 查看线程持有的对象
# 选择具体线程 → 查看其 Stack Frames
# 查看局部变量引用的对象

# 5. 分析线程栈
# System Thread → java.lang.Thread
# 查看状态和堆栈

场景三：类加载器泄漏

bash

# 场景：应用反复部署后内存持续增长（类加载器泄漏）

# 1. 查看 Histogram
# 按 ClassLoader 分组
# 右键 → Group By → Class Loader

# 2. 查看重复的类加载器
# 同一类加载器加载的类数量是否过多？

# 3. 查看对象
# 选择类加载器 → List Objects → with outgoing references
# 查看该加载器加载的所有类

# 4. 追溯 GC Root
# 右键 → Path to GC Roots
# 找出什么持有类加载器导致无法卸载

快捷操作

MAT 常用快捷键：
  Ctrl + F     → 查找
  Ctrl + I     → 检查对象
  Ctrl + L     → OQL 控制台
  Ctrl + 1     → Quick Fix
  F5           → 刷新

常用右键菜单：
  Path to GC Roots → 追溯 GC Root 路径
  Merge Shortest Paths → 合并多条路径
  List Objects → 列出对象
  Compare to Another Heap Dump → 对比两个堆转储

本节小结

MAT 核心功能速查：

功能	用途	入口
Leak Suspects	自动分析内存泄漏嫌疑人	Overview
Histogram	按类统计实例数和内存	Java Basics
Dominator Tree	按支配关系显示内存占用	Java Basics
Top Consumers	最大内存消费者排名	Reports
OQL	SQL-like 堆查询	工具栏 OQL
Thread Overview	线程及持有对象	Java Basics

使用技巧：先看 Leak Suspects 快速定位，再通过 Histogram/Dominator Tree 深入分析，最后用 Path to GC Roots 追溯原因。

下一节，我们来看 JProfiler（安装/内存/CPU/线程分析）。

虚拟机栈（核心）

堆空间（核心）

方法区（永久代/元空间）

G1 回收器（核心）

命令行工具

GUI 工具

Arthas（核心）

MAT（堆分析/内存泄漏排查）

MAT：堆转储分析的利器

安装与启动

安装方式

内存配置

打开堆转储文件

支持的格式

打开方式

概览仪表盘（Overview）

Leak Suspects（泄漏嫌疑人）

Histogram（直方图）

基本用法

关键概念：Shallow Heap vs Retained Heap

常用操作

Dominator Tree（支配树）

什么是支配关系

常用操作

GC Root 路径分析

Top Consumers（最大内存消费者）

OQL（对象查询语言）

基本语法

常用查询示例

OQL 辅助函数

内存泄漏分析实战

场景一：Cache 导致内存泄漏

场景二：线程导致的 OOM

场景三：类加载器泄漏

快捷操作

本节小结

MAT（堆分析/内存泄漏排查） ​

MAT：堆转储分析的利器 ​

安装与启动 ​

安装方式 ​

内存配置 ​

打开堆转储文件 ​

支持的格式 ​

打开方式 ​

概览仪表盘（Overview） ​

Leak Suspects（泄漏嫌疑人） ​

Histogram（直方图） ​

基本用法 ​

关键概念：Shallow Heap vs Retained Heap ​

常用操作 ​

Dominator Tree（支配树） ​

什么是支配关系 ​

常用操作 ​

GC Root 路径分析 ​

Top Consumers（最大内存消费者） ​

OQL（对象查询语言） ​

基本语法 ​

常用查询示例 ​

OQL 辅助函数 ​

内存泄漏分析实战 ​

场景一：Cache 导致内存泄漏 ​

场景二：线程导致的 OOM ​

场景三：类加载器泄漏 ​

快捷操作 ​

本节小结 ​

MAT（堆分析/内存泄漏排查）

MAT：堆转储分析的利器

安装与启动

安装方式

内存配置

打开堆转储文件

支持的格式

打开方式

概览仪表盘（Overview）

Leak Suspects（泄漏嫌疑人）

Histogram（直方图）

基本用法

关键概念：Shallow Heap vs Retained Heap

常用操作

Dominator Tree（支配树）

什么是支配关系

常用操作

GC Root 路径分析

Top Consumers（最大内存消费者）

OQL（对象查询语言）

基本语法

常用查询示例

OQL 辅助函数

内存泄漏分析实战

场景一：Cache 导致内存泄漏

场景二：线程导致的 OOM

场景三：类加载器泄漏

快捷操作

本节小结