如何深度分析jvm中dump文件

這篇文章將為大家詳細講解有關如何深度分析jvm中dump文件，文章內容質量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關知識有一定的了解。

JVM dump

java內存dump是jvm運行時內存的一份快照，利用它可以分析是否存在內存浪費，可以檢查內存管理是否合理，當發生OOM的時候，可以找出問題的原因。那么dump文件的內容是什么樣的呢？我們一步一步來

獲取JVM dump文件

獲取dump文件的方式分為主動和被動

i.主動方式：

1.利用jmap，也是最常用的方式：jmap -dump:[live],format=b,file=

2.利用jcmd，jcmd GC.heap_dump

3.使用VisualVM，可以界面操作進行dump內存

4.通過JMX的方式

MBeanServer server = ManagementFactory.getPlatformMBeanServer();  HotSpotDiagnosticMXBean mxBean = ManagementFactory.newPlatformMXBeanProxy(server, "com.sun.management:type=HotSpotDiagnostic", HotSpotDiagnosticMXBean.class); mxBean.dumpHeap(filePath, live);

ii.被動方式：

被動方式就是我們通常的OOM事件了，通過設置參數-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=

dump文件分析

結構示意圖

結構詳解

dump文件是堆內存的映射，由文件頭和一系列內容塊組成

文件頭

由musk, 版本，identifierSize, 時間4部分組成

1、musk：4個byte，內容為'J', 'A', 'V', 'A'即JAVA

2、version：若干byte，值有以下三種

" PROFILE 1.0\0",  " PROFILE 1.0.1\0",  " PROFILE 1.0.2\0"

3、identifierSize：4個byte數字，值為4或者8，表示一個引用所占用的byte數

4、time：8個byte，dump文件生成時間

說明：java一個類的成員變量有兩種類型

1. 鴻蒙官方戰略合作共建——HarmonyOS技術社區

2. 基本類型(8種基本類型)，它們占用byte數固定不變，每生成一個對象它們就需要給它們賦初始值，分配空間

3. 是引用類型，表示一個對象，在類中只有一個引用，引用只是一個數值，所占用的空間大小為identifierSize，被引用對象即將在堆中的另一個地方

      例如定義一個類

public class Person {   private int age;//4個byte   private String name;//identifierSize個byte   private double weight;//8個byte  }

當我們在new Person()的時候

它就需要申請一個空間，空間大小為 對象頭大小+4+identifierSize+8個byte

對象大小的測量：

jdk提供一個測試對象占用內存大小的工具Instrumentation，但是Instrumentation沒法直接引用到，需要通過agent來引用到

定義一個Premain類, javac Premain.java

//Premain.java  public class Premain {      public static java.lang.instrument.Instrumentation inst;      public static void premain(String args, java.lang.instrument.Instrumentation inst) {          Premain.inst = inst;      }  }

編寫一個Manifest文件

manifest.mf  Manifest-Version: 1.0  Premain-Class: Premain  Can-Redefine-Classes: true  Can-Retransform-Classes: true

打包

jar -cmf manifest.mf premain.jar Premain.class

定義一個執行類, javac PersonTest.java

//PersonTest.java  public class PersonTest {      public static void main(String[] args) throws Exception {          Class clazz = Class.forName("Premain");          if (clazz != null) {              Person p = new Person();              java.lang.instrument.Instrumentation inst = (java.lang.instrument.Instrumentation)clazz.getDeclaredField("inst").get(null);              System.out.println("person size:[" + inst.getObjectSize(p) + "]B");              System.out.println("class size:[" + inst.getObjectSize(p.getClass()) + "]B");         }      }  }

帶agent執行

java -javaagent:premain.jar PersonTest

結果：

person size:[32]B  class size:[504]B

內容塊

每個塊都是塊頭和塊體組成

塊頭

塊頭由1個byte的塊類型，4個byte的時間time，4個byte的長度表示此內容塊占用byte數

type類型一般有5種，字符串，類，棧楨，棧，及dump塊

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2. 字符串，由identifierSize個byte的字符串id，后面是(length-identifierSize)個byte的字符串內容(后續對字符串是直接引用的這里面的id)

3. 類，由4個byte的類序列(在棧楨中使用)，identifierSize個byte的類id(解析類的時候用到)，4個byte的序列id(暫未使用),identifierSize個byte的類名id

4. 棧楨，由identifierSize個byte的楨id,identifierSize個byte的方法名id,identifierSize個byte的方法標識id，identifierSize個byte的類文件名id,4個byte的類序列，4個byte的行號

5. 棧，由4個byte的棧序號，4個byte的線程序號，4個byte的楨數量，后面就是若干個identifierSize個byte的楨id

6. dump塊就是所有對象的內容了，每個對象由1個byte的子類型，和對象內容結成，子類型有6種，gc root, 線程對象，類，對象，基本類型數組，對象數組

gc root

gc root有4種結構，8種類型

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2. identifierSize個byte的對象id，類型有SYSTEM_CLASS,BUSY_MONITOR, 及未UNKNOWN

3. identifierSize個byte的對象id，4個byte的線程序列號，類型有NATIVE_STACK，THREAD_BLOCK

4. identifierSize個byte的對象id，4個byte的線程序列號，4個byte的棧楨深度，類型有JAVA_LOCAL，NATIVE_LOCAL

5. identifierSize個byte的對象id，identifierSize個byte的global refId（暫未使用），類型有NATIVE_STATIC

gc root示意圖

gc root為垃圾收集追溯的源頭，每個gc root都指向一個初始對象，無法追溯的對象是要被回收掉的

系統類，只有classLoader為null的類才是gc root，每個類都是一個gc root

線程棧，線程中方法參數，局部變量都是gc root，每個對象都是一個gc root

系統保留對象，每個對象都是一個gc root

類對象

1、基本信息：

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2. identifierSize個byte的類對象id

3. 4個byte的棧序列號，

4. identifierSize個byte的父類對象id，

5. identifierSize個byte的classLoader對象id，

6. identifierSize個byte的Signer對象id，

7. identifierSize個byte的protection domain對象id，

8. identifierSize個byte的保留id1和id2,

9. 4個byte的類實例對象大小，

10. 2個byte的常量個數，后面是每個常量的,2個byte的下標，1個byte的常量類型，和若干個byte的內容，內容根據類型來決定(boolean/byte為1個byte, char/short為2個byte，float/int為4個byte, double/long為8個byte，引用類型為identifierSize個byte)

   10. 2個byte的靜態變量個數，后面是每個靜態變量的，identifierSize個byte的變量名id, 1個byte的變量類型，和若干個byte的內容，內容根據類型來決定(見類對象基本信息的第9條)

    11.  2個byte的成員變量個數，后面是每個成員變量的，identifierSize個byte的變量名id，1個byte的變量類型

2、說明：

（1）類里面的常量很多地方都沒有用上，所以常量個數一般為0

（2）類的靜態變量的名稱類型及值是放在類對象里面的，成員變量的名稱和類型也是放在類對象里面的，但是實例的值是放在實例對象里面的

實例對象

1、基本信息：

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2. identifierSize個byte的實例對象id

3. 4個byte的棧序列號

4. identifierSize個byte的類id

5. 4個byte的占用字節數

6. 實例的變量的值

2、說明：

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2. 實例的值為實例對象的成員變量值，順序為當前類的變量值，順序為類對象基本信息中第11條中的順序，然后是父類的變量值

3. 變量的值基本類型都有默認值，引用類型默認值為0，占用字節數(見類對象基本信息的第9條)

基本類型數組

1、基本信息：

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2. identifierSize個byte的數組對象id

3. 4個byte的棧序列號

4. 4個byte的數組長度

5. 1個byte的元素類型

6. 元素的值列表

2、說明：

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2. 元素的值(見類對象基本信息的第9條)

對象數組

1、基本信息：

1. 鴻蒙官方戰略合作共建——HarmonyOS技術社區

2. identifierSize個byte的數組對象id

3. 4個byte的棧序列號

4. 4個byte的數組長度

5. identifierSize個byte的元素類id

6. 元素的值列表

內存分配

當一個線程啟動的時候，進程會去系統內存生成一個線程棧

每當發生一次方法調用，就會向棧中壓入一個棧楨，當方法調用完之后，棧楨會退出

在運行過程中，如果有對象的new操作的時候，進程會去堆區申請一塊內存

關于運行時內存的詳細情況，可以查找相關的資料

內存回收規則

如果一個對象不能騎過gc root引用可達，那么這個對象就可能要被回收

對象回收規則包括

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2. 實例屬性被實例引用，只有當實例被回收了實例屬性才能被回收(只針對強引用)

3. 類對象被實例引用，只有當一個類的所有實例都被回收了，類才能被回收

4. 類對象的父類，classLoader對象，signer對象, protection domain對象被類引用，只有當類被回收了，這些才能被回收

5. 局部變量(線程棧中)的作用域為一個大括號 

public void test(){  Object a = new Object();//obj 1  Object b = new Object();//obj 2  {  Object c = new Object();//obj 3  a = null;//obj 1可以被回收了  }//obj 3可以回收了  }//obj 2可以被回收了

分析工具簡介

分析dump文件，我們可以用jdk里面提供的jhat工具，執行

jhat xxx.dump

jhat加載解析xxx.dump文件，并開啟一個簡易的web服務，默認端口為7000，可以通過瀏覽器查看內存中的一些統計信息

一般使用方法

1、瀏覽器打開http:/127.0.0.1:7000

會列出一些功能，包括package下面各個類的概覽，及各個功能導航

2、點擊頁面的堆內存統計

有一個表格，對象類型，實例個數，實例所占用內存大小，哪種類型的對象占用了內存最多一目了然

3、點擊其中認為內存消耗太多的類名查看類詳情

主要展現該類下面各個實例的大小，以及一些鏈接導航

4、點擊references summary by type

如果某種類型的對象太多，那么有可能是引用它的那個類的對象太多

基本上一些簡單頁面的查詢，結合原代碼，就可以初步定位內存泄漏的地方

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