如果您像我一樣對Java性能充滿熱情，那么堆轉儲分析對您來說應該不是一個謎。 如果是這樣，那么好消息是您將有機會提高您的Java故障診斷技能和JVM知識。

JVM現已發展到今天，與舊的JDK 1.0 – JDK 1.4天相比，今天生成和分析JVM堆轉儲要容易得多。

堆轉儲分析不應視為替代配置文件和JVM分析工具（例如JProfiler或Plumbr），而是可以互補的。 在對Java堆內存泄漏和java.lang.OutOfMemoryError問題進行故障排除時，此功能特別有用。

這篇文章將為您提供JVM堆轉儲的概述以及對它的期望。 它還將提供有關如何以及何時應該花時間分析堆轉儲的建議。 未來的文章將包括有關分析過程本身的教程。

Java堆轉儲概述

JVM堆轉儲基本上是給定時間的Java堆內存的“快照”。 它與作為線程快照的JVM線程轉儲完全不同。

此類快照包含有關Java對象和在Java堆上分配的類的低級詳細信息，例如：

• Java對象，例如Class，字段，原始值和引用
• 與類加載器相關的數據，包括靜態字段（對于類加載器泄漏問題很重要）
• 可從堆外部訪問的垃圾收集根或對象（系統類加載器已加載資源，例如rt.jar，JNI或本機變量，線程，Java Locals等）
• 與線程相關的數據和堆棧（對于突然出現的Java堆增加問題特別有用，尤其是與線程轉儲分析結合使用時）

請注意，通常建議在完整GC之后生成堆轉儲，以消除未引用對象中不必要的“噪音”。

分析保留給精英？

在過去的十年中，與生產支持團隊一起工作時，我發現一個普遍的誤解是給人留下深刻印象，即更深入的分析任務（例如性能分析，堆轉儲或線程轉儲分析）留給了“精英”或產品供應商（Oracle，IBM等）。 。

我完全不同意。

作為Java開發人員，您編寫的代碼可能在高度并發的線程環境中運行，從而在JVM上管理數百個對象。 您不僅要擔心并發問題，還要擔心垃圾回收和應用程序的內存占用。 由于您是應用程序的專家，因此您處于執行此分析的最佳位置。

在下面找到您應該能夠回答的典型問題：

• 根據負載預測，需要多少個并發線程來并發運行我的應用程序？ 每個活動線程在完成任務之前要消耗多少內存？
• 我的應用程序的靜態內存占用量是多少？ （庫，類加載器占用空間，內存中緩存數據結構等）
• 負載下我的應用程序的動態內存占用量是多少？ （會話足跡等）
• 您是否對應用程序進行了概要分析，以防內存泄漏？

負載測試，對應用程序進行性能分析以及分析Java堆轉儲（例如：在負載測試或生產問題期間捕獲）將使您能夠回答上述問題。 然后，您將可以實現以下目標：

• 降低生產實施后出現性能問題的風險
• 通過為生產和產能管理團隊提供額外的指導和事實，為您的工作和客戶增加價值； 允許他們采取適當的IT改進措施
• 分析影響客戶IT生產環境的內存泄漏或占用空間問題的根本原因
• 通過學習這些性能分析原理和技術來提高您的技術技能
• 通過提高您對JVM，垃圾回收和Java對象生命周期的了解來提高JVM技能

您想要了解的最后一件事是技能“高原”。 如果您不喜歡這種類型的分析，那么我的建議如下：

• 要求團隊中更高級的成員執行堆轉儲分析并確定他的工作和方法
• 一旦您感到更自在，就請自己自愿執行相同的分析（針對不同的問題案例），這一次請一位經驗豐富的成員來完成您的分析工作
• 最終，學生（您）將成為導師

何時使用

每次遇到Java堆問題（例如OutOfMemoryError）時，都不應分析JVM堆轉儲。 由于這可能是一個耗時的分析過程，因此我建議針對以下情況進行此分析：

• 需要了解和調整您的應用程序和/或周圍的API或Java EE容器本身的內存占用量
• Java堆內存泄漏故障排除
• Java類加載器內存泄漏
• 突然的Java堆增加問題或觸發事件（必須與線程轉儲分析結合起來作為起點）

現在，在下面找到與堆轉儲分析相關的一些限制：

• JVM堆轉儲生成是一項繁重的計算任務，它將使您的JVM掛起直到完成。 需要進行適當的盡職調查，以減少對生產環境的影響
• 分析堆轉儲不會提供完整的Java進程內存占用量，例如本機堆。 為此，您將需要依賴其他工具和OS命令
• 您可能會遇到打開和解析從舊版本的JDK（例如1.4或1.5）生成的堆轉儲時遇到的問題

堆轉儲生成技術

JVM堆轉儲通常是通過以下2個操作生成的：

• 由于java.lang.OutOfMemoryError（例如Java Heap，PermGen或本機堆耗盡）而自動生成或觸發
• 通過使用諸如jmap，VisualVM（通過JMX）或OS級命令之類的工具手動生成

＃自動觸發的堆轉儲

如果您使用的是HotSpot Java VM 1.5+或JRockit R28 +，則需要在JVM啟動時在下面添加以下參數：

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

上面的參數將使HotSpot VM在OOM事件之后自動生成堆轉儲。 這些JVM類型的堆轉儲格式為HPROF（* .hprof）。

如果您使用的是IBM JVM 1.4.2+，那么默認情況下會啟用OOM事件導致的堆轉儲。 IBM JVM的堆轉儲格式為PHD（* .phd）。

＃手動觸發的堆轉儲

可以按以下方式手動生成JVM堆轉儲：

• jmap在HotSpot 1.5+中的使用
• VisualVM for HotSpot 1.6+的使用*推薦*

**請對您的生產環境進行適當的盡職調查，因為JVM堆轉儲生成是一個侵入性過程，它將使您的JVM進程掛起直到完成**

如果使用的是IBM JVM 1.4.2，則需要從JVM啟動中添加以下環境變量：

export IBM_HEAPDUMP=true
export IBM_HEAP_DUMP=true

對于IBM JVM 1.5+，您將需要在Java啟動時添加以下參數：

-Xdump:heap

例如：

java -Xdump:none -Xdump:heap:events=vmstop,opts=PHD+CLASSIC
JVMDUMP006I Processing Dump Event 'vmstop', detail '#00000000' - Please Wait.
JVMDUMP007I JVM Requesting Heap Dump using
'C:\sdk\jre\bin\heapdump.20050323.142011.3272.phd'
JVMDUMP010I Heap Dump written to
C:\sdk\jre\bin\heapdump.20050323.142011.3272.phd
JVMDUMP007I JVM Requesting Heap Dump using
'C:\sdk\jre\bin\heapdump.20050323.142011.3272.txt'
JVMDUMP010I Heap Dump written to
C:\sdk\jre\bin\heapdump.20050323.142011.3272.txt
JVMDUMP013I Processed Dump Event 'vmstop', detail '#00000000'.

請查看IBM JVM1.5 +的Xdump文檔。

對于Linux和AIX?，通過kill –QUIT或kill -3發送IBM JVM堆轉儲信號。 此OS命令將觸發JVM堆轉儲生成（PHD格式）。

我建議您查看MAT摘要頁面，以了解如何通過各種JVM和OS組合獲取JVM堆轉儲。

堆轉儲分析工具

我推薦的用于打開和分析JVM堆轉儲的主要工具是Eclipse Memory Analyzer （MAT）。 到目前為止，這是SAP和IBM等貢獻者中最好的工具。 該工具提供了豐富的界面和先進的堆轉儲分析功能，其中包括“泄漏可疑”報告。 MAT還支持HPROF和PHD堆轉儲格式。

我建議在較早的文章中獲得有關如何使用MAT和分析您的第一個JVM堆轉儲的快速教程 。 我也有一些堆轉儲分析案例研究對您的學習過程很有用。

最后的話

我真的希望您能像我一樣喜歡JVM堆轉儲分析。 以后的文章將為您提供有關如何分析JVM堆轉儲以及從何處開始的通用教程。 請隨時提供您的意見。

參考： Java堆轉儲：您可以完成任務嗎？ 從我們的JCG合作伙伴 Pierre-Hugues Charbonneau在Java EE支持模式和Java教程博客中獲得。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2012/11/java-heap-dump-are-you-up-to-the-task.html