深度分析java dump文件

目錄

JVM dump

java內存dump是jvm運行時(shí)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(fā)生OOM的時(shí)候，可以找出問(wèn)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(lái)

獲取JVM dump文件

獲取dump文件的方式分為主動(dòng)和被動(dòng)

主動(dòng)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(jìn)行dump內存

4.通過(guò)JMX的方式

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

參考()

被動(dòng)方式：

被動(dòng)方式就是我們通常的OOM事件了，通過(guò)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(shí)間4部分組成

1、musk：4個(gè)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(gè)byte數字，值為4或者8，表示一個(gè)引用所占用的byte數

4、time：8個(gè)byte，dump文件生成時(shí)間

java一個(gè)類(lèi)的成員變量有兩種類(lèi)型

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

2.是引用類(lèi)型，表示一個(gè)對象，在類(lèi)中只有一個(gè)引用，引用只是一個(gè)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(gè)地方

例如定義一個(gè)類(lèi)

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

當我們在new Person()的時(shí)候

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

對象大小的測量：

jdk提供一個(gè)測試對象占用內存大小的工具Instrumentation，但是Instrumentation沒(méi)法直接引用到，需要通過(guò)agent來(lái)引用到
定義一個(gè)Premain類(lèi), 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(xiě)一個(gè)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(gè)執行類(lèi), 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(gè)塊都是塊頭和塊體組成

塊頭

塊頭由1個(gè)byte的塊類(lèi)型，4個(gè)byte的時(shí)間time，4個(gè)byte的長(cháng)度表示此內容塊占用byte數
type類(lèi)型一般有5種，字符串，類(lèi)，棧楨，棧，及dump塊

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

2.類(lèi)，由4個(gè)byte的類(lèi)序列(在棧楨中使用)，identifierSize個(gè)byte的類(lèi)id(解析類(lèi)的時(shí)候用到)，4個(gè)byte的序列id(暫未使用),identifierSize個(gè)byte的類(lèi)名id

3.棧楨，由identifierSize個(gè)byte的楨id,identifierSize個(gè)byte的方法名id,identifierSize個(gè)byte的方法標識id，identifierSize個(gè)byte的類(lèi)文件名id,4個(gè)byte的類(lèi)序列，4個(gè)byte的行號

4.棧，由4個(gè)byte的棧序號，4個(gè)byte的線(xiàn)程序號，4個(gè)byte的楨數量，后面就是若干個(gè)identifierSize個(gè)byte的楨id

5.dump塊就是所有對象的內容了，每個(gè)對象由1個(gè)byte的子類(lèi)型，和對象內容結成，子類(lèi)型有6種，gc root, 線(xiàn)程對象，類(lèi)，對象，基本類(lèi)型數組，對象數組

gc root

gc root有4種結構，8種類(lèi)型

1,identifierSize個(gè)byte的對象id，類(lèi)型有SYSTEM_CLASS,BUSY_MONITOR, 及未UNKNOWN

2.identifierSize個(gè)byte的對象id，4個(gè)byte的線(xiàn)程序列號，類(lèi)型有NATIVE_STACK，THREAD_BLOCK

3.identifierSize個(gè)byte的對象id，4個(gè)byte的線(xiàn)程序列號，4個(gè)byte的棧楨深度，類(lèi)型有JAVA_LOCAL，NATIVE_LOCAL

4.identifierSize個(gè)byte的對象id，identifierSize個(gè)byte的global refId（暫未使用），類(lèi)型有NATIVE_STATIC

gc root示意圖

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

系統類(lèi)，只有classLoader為null的類(lèi)才是gc root，每個(gè)類(lèi)都是一個(gè)gc root
線(xiàn)程棧，線(xiàn)程中方法參數，局部變量都是gc root，每個(gè)對象都是一個(gè)gc root
系統保留對象，每個(gè)對象都是一個(gè)gc root

類(lèi)對象

基本信息

1.identifierSize個(gè)byte的類(lèi)對象id

2.4個(gè)byte的棧序列號

3.identifierSize個(gè)byte的父類(lèi)對象id，

4.identifierSize個(gè)byte的classLoader對象id，

5.identifierSize個(gè)byte的Signer對象id，

6.identifierSize個(gè)byte的protection domain對象id，

7.identifierSize個(gè)byte的保留id1和id2,

8.4個(gè)byte的類(lèi)實(shí)例對象大小，

9.2個(gè)byte的常量個(gè)數，后面是每個(gè)常量的,2個(gè)byte的下標，1個(gè)byte的常量類(lèi)型，和若干個(gè)byte的內容，內容根據類(lèi)型來(lái)決定(boolean/byte為1個(gè)byte, char/short為2個(gè)byte，float/int為4個(gè)byte, double/long為8個(gè)byte，引用類(lèi)型為identifierSize個(gè)byte)

10.2個(gè)byte的靜態(tài)變量個(gè)數，后面是每個(gè)靜態(tài)變量的，identifierSize個(gè)byte的變量名id, 1個(gè)byte的變量類(lèi)型，和若干個(gè)byte的內容，內容根據類(lèi)型來(lái)決定(見(jiàn)類(lèi)對象基本信息的第9條)

11.2個(gè)byte的成員變量個(gè)數，后面是每個(gè)成員變量的，identifierSize個(gè)byte的變量名id，1個(gè)byte的變量類(lèi)型

說(shuō)明

（1）類(lèi)里面的常量很多地方都沒(méi)有用上，所以常量個(gè)數一般為0

（2）類(lèi)的靜態(tài)變量的名稱(chēng)類(lèi)型及值是放在類(lèi)對象里面的，成員變量的名稱(chēng)和類(lèi)型也是放在類(lèi)對象里面的，但是實(shí)例的值是放在實(shí)例對象里面的

實(shí)例對象

1、基本信息：

• identifierSize個(gè)byte的實(shí)例對象id
• 4個(gè)byte的棧序列號
• identifierSize個(gè)byte的類(lèi)id
• 4個(gè)byte的占用字節數
• 實(shí)例的變量的值

2、說(shuō)明：

• 實(shí)例的值為實(shí)例對象的成員變量值，順序為當前類(lèi)的變量值，順序為類(lèi)對象基本信息中第11條中的順序，
• 然后是父類(lèi)的變量值變量的值基本類(lèi)型都有默認值，引用類(lèi)型默認值為0，占用字節數(見(jiàn)類(lèi)對象基本信息的第9條)

基本類(lèi)型數組

基本信息

• identifierSize個(gè)byte的數組對象id
• 4個(gè)byte的棧序列號
• 4個(gè)byte的數組長(cháng)度
• 1個(gè)byte的元素類(lèi)型
• 元素的值列表

說(shuō)明

元素的值(見(jiàn)類(lèi)對象基本信息的第9條)

對象數組

基本信息：

• identifierSize個(gè)byte的數組對象id
• 4個(gè)byte的棧序列號
• 4個(gè)byte的數組長(cháng)度
• identifierSize個(gè)byte的元素類(lèi)id
• 元素的值列表

內存分配

當一個(gè)線(xiàn)程啟動(dòng)的時(shí)候，進(jìn)程會(huì )去系統內存生成一個(gè)線(xiàn)程棧
每當發(fā)生一次方法調用，就會(huì )向棧中壓入一個(gè)棧楨，當方法調用完之后，棧楨會(huì )退出
在運行過(guò)程中，如果有對象的new操作的時(shí)候，進(jìn)程會(huì )去堆區申請一塊內存
關(guān)于運行時(shí)內存的詳細情況，可以查找相關(guān)的資料

內存回收規則

如果一個(gè)對象不能騎過(guò)gc root引用可達，那么這個(gè)對象就可能要被回收

對象回收規則包括

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

類(lèi)對象被實(shí)例引用，只有當一個(gè)類(lèi)的所有實(shí)例都被回收了，類(lèi)才能被回收類(lèi)

對象的父類(lèi)，classLoader對象，signer對象, protection domain對象被類(lèi)引用，只有當類(lèi)被回收了，這些才能被回收

局部變量(線(xiàn)程棧中)的作用域為一個(gè)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(jiǎn)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(kāi)啟一個(gè)簡(jiǎn)易的web服務(wù)，默認端口為7000，可以通過(guò)瀏覽器查看內存中的一些統計信息

一般使用方法

瀏覽器打開(kāi)http:/127.0.0.1:7000

會(huì )列出一些功能，包括package下面各個(gè)類(lèi)的概覽，及各個(gè)功能導航

點(diǎn)擊頁(yè)面的堆內存統計

有一個(gè)表格，對象類(lèi)型，實(shí)例個(gè)數，實(shí)例所占用內存大小，哪種類(lèi)型的對象占用了內存最多一目了然

點(diǎn)擊其中認為內存消耗太多的類(lèi)名查看類(lèi)詳情

主要展現該類(lèi)下面各個(gè)實(shí)例的大小，以及一些鏈接導航

點(diǎn)擊references summary by type

如果某種類(lèi)型的對象太多，那么有可能是引用它的那個(gè)類(lèi)的對象太多

基本上一些簡(jiǎn)單頁(yè)面的查詢(xún)，結合原代碼，就可以初步定位內存泄漏的地方

綜上，dump文件結構還是比較簡(jiǎn)單的，這對于分析線(xiàn)程的執行情況非常有用，也是每一個(gè)Java程序員必須掌握的高級技能之一，你學(xué)會(huì )了嗎？

以上就是深度分析java dump文件的詳細內容，更多關(guān)于java dump文件的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！