41. 如何使用jmap和jhat命令分析Java堆内存？

PangHu大约 4 分钟

jmap 和 jhat 是JDK自带的工具，用于分析Java堆内存，帮助开发者排查内存泄漏、分析内存使用情况等。通过这些工具，开发者可以获取JVM的堆内存快照，并深入分析对象分布和内存占用情况。

1. 使用 `jmap` 生成堆内存快照

jmap 是一个用于生成Java堆转储（Heap Dump）或打印内存统计信息的命令行工具。堆转储是JVM内存的快照，包含所有对象的详细信息，包括对象的类、字段、引用关系等。

1.1 生成堆转储

使用 jmap 生成堆转储文件（Heap Dump），可以捕获JVM在指定时刻的内存快照。

jmap -dump:format=b,file=<heap_dump_file_path> <vmid>

<heap_dump_file_path>：堆转储文件的路径及文件名。
<vmid>：目标JVM的进程ID（PID），可以通过 jps 命令获取。

示例：

jmap -dump:format=b,file=/tmp/heapdump.hprof 12345

这条命令会生成一个名为 heapdump.hprof 的堆转储文件，保存到 /tmp/ 目录，目标进程的PID为 12345。

1.2 查看堆内存使用情况

使用 jmap 查看当前JVM堆内存的使用情况，包括新生代、老年代、元空间等的详细信息。

jmap -heap <vmid>

示例：

jmap -heap 12345

这条命令会输出目标JVM的堆内存结构和使用情况，包括各内存区域的大小和GC算法信息。

1.3 查看对象实例分布

jmap 还可以查看JVM中所有对象的统计信息，显示每种类型的对象数量及其占用的内存大小。

jmap -histo <vmid>

示例：

jmap -histo 12345

这条命令会输出目标JVM中所有类的实例数和内存使用情况。

2. 使用 `jhat` 分析堆转储文件

jhat 是一个用于分析堆转储文件的工具，它提供了一个基于Web界面的交互式分析环境，可以方便地查询和浏览堆转储中的对象。

2.1 启动 `jhat`

jhat 需要使用已经生成的堆转储文件。启动 jhat 时，堆转储文件会被解析，并提供一个Web服务器来浏览这些数据。

jhat <heap_dump_file_path>

示例：

jhat /tmp/heapdump.hprof

这条命令会启动 jhat，加载 /tmp/heapdump.hprof 文件，并在默认端口（7000）启动一个Web服务器。

2.2 访问 `jhat` Web界面

启动 jhat 后，可以在浏览器中访问以下URL来浏览堆转储内容：

http://localhost:7000

在这个Web界面上，可以执行以下操作：

浏览所有类：查看堆转储中所有的类，以及每个类的实例数量。
查看类的实例：点击某个类，可以查看其所有实例的详细信息，包括字段值、引用关系等。
对象查询语言（OQL）：jhat 支持使用类似SQL的OQL（Object Query Language）来查询堆中的对象。例如，查找所有实例数量超过100的类。

示例：

select count(*) from java.lang.String

这个查询会返回 java.lang.String 类的实例数量。

3. 示例：排查内存泄漏

假设你发现应用程序的内存使用不断增加，并怀疑存在内存泄漏，可以使用以下步骤进行分析：

生成堆转储：
- 运行 jmap生成堆转储文件，例如：
```
jmap -dump:format=b,file=/tmp/heapdump.hprof 12345
```
启动 jhat 分析堆转储：
- 通过 jhat 加载并分析堆转储文件：
```
jhat /tmp/heapdump.hprof
```
- 在浏览器中访问 http://localhost:7000。
分析对象分布：
- 在 jhat Web界面中，浏览内存中对象的分布情况，查看哪些类的实例占用内存最多，是否有大量的、预期之外的对象实例存在。
使用OQL进行深入查询：
- 使用OQL查询特定类的实例，查看这些对象的引用链，确认是否存在循环引用或无法释放的资源。

4. 结合其他工具使用

VisualVM：jhat 功能虽然强大，但它的Web界面较为简单。可以使用 VisualVM 来加载和分析堆转储文件，它提供了更丰富的图形化界面和分析功能。
MAT（Memory Analyzer Tool）：Eclipse MAT 是一个功能强大的堆分析工具，能够深入分析内存泄漏、对象保留集（Retained Set）等问题。MAT可以处理大型堆转储文件，提供更专业的内存分析能力。

总结

通过 jmap 和 jhat 命令，开发者可以轻松生成并分析Java应用的堆转储文件，帮助诊断内存泄漏和优化内存使用。虽然 jhat 提供了基础的Web界面分析能力，但结合如 VisualVM 和 MAT 这样的工具，可以获得更全面、更深入的堆内存分析结果，从而更好地提升Java应用的性能和稳定性。