android 如何分析應用的內存（十七）——使用MAT查看Android堆
前一篇文章，介紹了使用Android profiler中的memory profiler來查看Android的堆情況。
如Android 堆中有哪些對象，這些對象的引用情況是什么樣子的。
可是我們依然面臨一個比較嚴峻的挑戰：不管是app開發者，還是內存分析者而言，堆中的對象，非常之多，不僅有Android 原生的類，還有第三方庫使用的類。這些類在使用過程中，也可能因為有較大的shallow size 或者retained size而混淆內存的分析。
為了解決這樣的問題，我們更希望，通過不同時間點的堆，進行差分比較。即在時刻t1生成的堆heap1和t2時刻生成的堆heap2進行相互比較。
為此，我們將介紹java開發中重要的內存分析工具MAT。
MAT使用前的準備
在上一篇文章中，我們使用AS捕獲了堆，現在我們需要將其導出，用在MAT工具上。如下圖：
接下來將Android保存的heap dump進行格式轉換，以滿足MAT的需求。轉換格式的工具在Android SDK中。如下:
/Users/biaowan/Library/Android/sdk/platform-tools/hprof-conv ./mat/memory-test_malloc_int\[\].hprof mat_test1.hprof
MAT的使用
打開MAT之后，進入菜單欄->File->Open File。然后選擇剛才轉換之后的mat_test.hprof文件。如下圖
可見，主界面顯示一個overview的界面，該界面用英文詳細表述了具體細節，不在贅述。下面解釋上圖的八個標記。
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標記1:打開overview 界面。即上面的主界面。
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標記2:打開當前堆中的對象分布情況，默認按照類名進行排序。右鍵可以進行相應操作，各個操作什么意思，已經標明。如下圖
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標記3:顯示本heap中的所有dominator tree(注意：dominator tree，已經在上一篇文章中介紹：android 如何分析應用的內存（十六）——使用AS查看Android堆:http://t.csdn.cn/GTWpR). 而各個對象應該怎么查看其對應的dominator tree。見標記2對應的右鍵說明。
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標記4:Open Object Qurey Language,類似于使用SQL語句進行查詢。因為MAT提供的菜單功能已經完全夠Android使用，因此本文不再介紹
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標記5:展示線程的名字，堆棧，本地變量等。但是Android 沒有提供這個功能，因此無法使用
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標記6:打印各種報告，如下圖標記
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標記7:即為標記2中，右鍵支持的各種操作，詳見標記2
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標記8:搜索按鈕，可以按照地址進行搜索
為了能夠詳細說明，如何操作MAT，下文將會以各種問題作為模板，詳細介紹操作過程
問題1:如何查看某個類有哪些對象
- 點擊標記1，打開所有類的列表。
- 在第一行，鍵入需要查找的類，或者按照不同的大小進行排序和過濾
- 選中類，然后點擊右鍵，選擇List Objects.然后按照需求列出各個對象
問題2:如何查看某個對象到GC root的引用鏈
- 選中某個對象，右鍵選中Paths to GC root
- 再次選中exclude all xxx references
可見整個引用鏈清晰明了，不在繪圖說明
問題3:如何查看對象的Dominator tree(支配樹)
- 選中對象，右鍵選擇Java Basics
- 再次選中Open in Dominator tree
- 在彈出的框中，選擇finish。默認以對象排序
從圖中可以看到TaskRunable對象直接支配兩個對象，一個int數組，一個弱引用
問題4:如何查看一個對象的直接支配者
- 選中對象，然后右鍵，選擇immediate dominator
- 在彈出框中，選擇finish
可以看到我們選中的TaskRunable對象的直接支配者是一個Task對象
問題5:如何查看類加載器，是否重復加載同一個類
- 點擊標記1，打開overview界面
- 滾動界面到最底下
- 選擇Duplicate classes
問題6:如何查看堆中，最占內存的部分
- 點擊標記1，打開overview界面
- 滾動至最底下
- 選擇Top cosumer
從圖中可以看到，分別按照對象，類，類加載器，包名列出了最占內存的部分
問題7:如何查看堆的報告
- 點擊標記6.選擇Heap dump overview
- 在對報告中，點擊table of content 查看內容表（該字段，在報告的底部）
從中也可以直接查看最占內存的對象
問題8:如何進行泄露檢查
- 點擊標記6，選擇Leak Suspect
從圖中可以看到，有三個懷疑的對象，往下滾動，可以看到三個懷疑對象的詳細細節，如下
圖中，簡要說明了Task類，有2100個實例，占了29.51%的內容。點擊details它會顯示相應的引用鏈路徑。可清晰看到GC root的整個引用鏈。
多個Heap進行差分分析，查找內存問題
為了一步步演練，如何使用多個heap進行差分分析，我們選擇上一篇文章方案2中的例子：android 如何分析應用的內存（十六）——使用AS查看Android堆：http://t.csdn.cn/JYGFC。然后在同一個進程的兩個不同時刻，分別選取不同的heap,分別叫as_heap1.hprof和as_heap2.hprof.
場景1：MAT 自動分析兩個堆之間的內存泄露
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按照上文提及的hprof-conv工具，將as_heap1.hprof,as_heap2.hprof分別轉換為mat_heap1.hprof,mat_heap2.hprof。然后用mat工具將其打開。
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打開第二個heap的overvie操作欄，即標記1。滾動到最底部
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選擇Leak suspects by Snapshot comparision.
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在彈出的框中，選擇mat_heap1.hprof。然后點擊finish。讓mat_heap2.hprof與mat_heap1.hprof做差分分析，然后給出一個報告，如下(需要等待一段時間)
從圖中可以看到，懷疑com.example.test_malloc.Task對象泄露，它有4900個對象，占整個堆的49.26%。點擊details可以看到這個引用鏈，如下圖
從圖中可以看到，Task被DeviceManager的listener所持有，導致GC無法回收。所以找到了內存泄露點。
場景2：無法自動分析時，手動分析
當兩個heap堆，間隔時間較短，泄露的對象，占據整個堆的空間較小，此時mat無法進行自動分析。此時我們可以手動分析。
接下來，我們用時間間隔較小的兩個堆，分別叫mat_heap3.hprof和mat_heap4.hprof
注意：mat_heap3.hprof和mat_heap4.hprof是用AS 重新抓取的時間間隔較近的兩個堆
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用mat打開mat_heap3.hprof,和mat_heap4.hprof
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按照問題6，輸出消耗內存最大的部分。下面是mat_heap3.hprof的報告。
從中，我們看到，占據內存最大的首要對象是int數組。接下來我們手動分析兩個堆中的int數組之間的差距——即mat_heap4.hprof比mat_heap3.hprof多了哪幾個int數組
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點擊mat_heap3.hprof的統計信息，即標記2.然后選中int[]。右鍵列出所有的對象。如下圖
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點擊操作歷史記錄欄，右鍵list_objects… 然后點擊add to compare basket。如下圖
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因為我們需要比較兩個heap堆的int[]情況，因此選中mat_heap4.hprof之后，按照步驟3，4做同樣操作。將會在compare basket窗口兩個需要比較的對象。然后點擊感嘆號，開始比較即可。如下：
對測試結果，進行簡單排序，shallow_heap #1 升序排列。即可展示heap3中沒有而heap4中具有的對象。這也是從抓取heap3時刻，到抓取heap4時刻之間，堆中多出來的int數組對象。為前排的10個對象。
按照前文的問題2即可查看其引用鏈，從而分析被誰持有，為何沒有被釋放掉。
在第2步中，輸出的top comsumer除了int數組以外，還有其他的對象，因此按照步驟3，4，5即可進行兩個堆的比較。我們已經以int[]為例子，做了詳細說明，就不再一一比較。
除了使用top comsumer輔助定位需要比較的對象以外，還可以對任何懷疑的對象進行比較。步驟完全相同。
至此，MAT的使用介紹完畢。
MAT彌補了AS在內存分析上的如下不足：
- 無法自定義Retained Set(這對于大型應用很有用)
- 無法進行地址查找
- 無法進行堆之間的比較
- 無法按照需要進行排序
- 無法按照需要進行過濾等
雖然MAT已經足夠強大，但是依然還有一個內存問題，懸而未決——怎么才能知道這些內存泄露是由哪一個線程觸發，它們又有怎樣的調用棧？
在多線程編程中，對象的泄露，即可能是對象之間的引用不合理，也可能是線程之間的邏輯不合理，如生產線程和消費線程不夠合理等等。MAT無法解決Android線程所帶來的內存泄露。
接下里，請期待如何用工具找到這種多線程帶來的內存泄露。
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