MAT工具使用使用MAT工具检测内存泄露问题

89 阅读 0 评论 59 点赞

我是靠谱客的博主任性大碗，最近开发中收集的这篇文章主要介绍MAT工具使用使用MAT工具检测内存泄露问题，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

使用MAT工具检测内存泄露问题

Loy.ouyang

一、内存泄露的定义

Android 依靠GC（GarbageCollection，垃圾回收）来回收掉一些不再使用的对象，但是GC并不能防止出现内存泄露。对于那些GCRoot可达（仍然存在引用的对象）且无用的对象，GC就无法对其回收，因此造成内存泄露。对于Android这种内存小的设备，内存泄露会严重影响APP体验。

GC机制我就不详细展出来了，简书的这篇还算详细：

https://www.jianshu.com/p/5db05db4f5ab

二、使用Eclipse MemoryAnalyzer（MAT）工具分析内存泄露

1、获取MAT工具

MAT工具下载网址：

http://www.eclipse.org/mat/downloads.php

解压后，直接双击打开MemoryAnalyzer.exe即可打开MAT。

2、获取.hprof文件

在使用工具之前，我们使用Android studio生成.hprof文件：

打开DDMS界面，操作步骤：

1、在左侧面板中选择你要观察的应用程序进程；

2、点击Update Heap按钮；

3、接着在右侧面板中点击Heap标签，之后操作app，不停地点击Cause GC按钮来实时地观察应用程序内存的使用情况即可；

4、点击DumpHprof files按钮，选择目录存放.hpfor文件

具体如下图：

下面我们来模拟一种Activity内存泄漏的场景，内部类相信大家都有用过，如果我们在一个类中又定义了一个非静态的内部类，那么这个内部类就会持有外部类的引用。现在我在com.android.calculator2.Calculator.java程序中加入一段代码：

...
private class LeakClassextends Thread{
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            Log.e("Calculator","ouyang");
        }
    }
}

@Override
protected void onCreate(BundlesavedInstanceState) {
    LeakClass leakClass = new LeakClass();
    leakClass.start();
    ...
}
...

如果说内部类的存活时间不超过类的存活期，是不会出现泄露，但是如上代码所示，显然内部类一直都存活（死循环），这样就会导致LeakClass一直持有Calculator（Activity）的引用，Calculator就无法释放，从而导致内存泄露。

我们运行程序，如果一直来回切换Calculator，就会导致前面创建的Activity一直无法释放，那么长时间操作下我们的应用程序所占用的内存就会越来越高，最终出现OutOfMemoryError。

运行程序后，并来回切换主界面，几次之后，然后按下Cause GC（这步一定要做，避免一些可以GC掉的对象因为未GC而扰乱我们的分析），然后点击Dump Hprof files，获取.hprof文件，这个文件记录着我们应用程序内部的所有数据。我把.hprof文件存放在（随意位置都行）：

C:Usersloy.ouyangDesktopmat分析hprofoldcom.android.calculator2.hprof

但是目前MAT还是无法打开这个文件的，我们还需要将这个但是MAT无法直接打开这个.hprof文件，我们需要使用AndroidSDKSdkplatform-tools中的hprof-conv.exe工具将HPROF文件从Dalvik格式转换成J2SE格式。打开cmd终端，使用hprof-conv命令就可以完成转换工作，如下所示：

hprof-convC:Usersloy.ouyangDesktopmat分析hprofoldcom.android.calculator2.hprofC:Usersloy.ouyangDesktopmat分析hprofoutcom.android.calculator2.hprof

前一个路径是DDMS生成的.hprof文件，后面的路劲是转化后的.hprof文件路径。

打开MAT工具，点击File->OpenFile…，找到

C:Usersloy.ouyangDesktopmat分析hprofoutcom.android.calculator2.hprof

然后加载com.android.calculator2.hprof文件，最后点击finish，加载完成。

如果没有出来overview界面，就点击最左边的restore按钮展开overview界面。

MAT中提供了非常多的功能，这里我们只要学习几个最常用的就可以了。上图最中央的那个饼状图展示了最大的几个对象所占内存的比例，这张图中提供的内容并不多，我们可以忽略它。在这个饼状图下就有几个非常有用的工具了，我们来学习一下。

Histogram可以列出内存中每个对象的名字、数量以及大小。

Dominator Tree会将所有内存中的对象按大小进行排序，并且我们可以分析对象之间的引用结构。

一般最常用的就是以上两个功能了，那么我们先从DominatorTree开始学起。

现在点击Dominator Tree，结果如下图所示：

1. 最上面一栏ShallowHeap和Retain Heap:

ShallowHeap: 对象本身占用内存的大小，不包含其引用的对象，没有多少参考价值；

RetainHeap： 包含所有引用或被引用对象占用的内存，比Shallow Heap更有参考价值。

2. 下面一栏Regex：

<Regex>：可以输入正则表达式去寻找你想要查看的class。

3. 再下来就是各种class条目，右键条目可以看到很多菜单选项，我这里列几条常用的：

Listobjects -> with incoming references：查看这个对象被哪些外部对象引用；

Listobjects -> with outcoming references：查看这个对象持有哪些外部对象引用；

PathTo GC Roots -> exclude all phantim/weak/soft etc.references：查看这个对象的GC Root，不包含虚、弱引用、软引用，剩下的就是强引用。从GC上说，除了强引用外，其他的引用在JVM需要的情况下是都可以被GC掉的，如果一个对象始终无法被GC，就是因为强引用的存在，从而导致在GC的过程中一直得不到回收，因此就内存溢出了；

PathTo GC Roots -> exclude weak/soft references：查看这个对象的GCRoot，不含弱引用和软引用所有的引用；

MergeShortest path to GC root：找到从GC根节点到一个对象或一组对象的共同路径。

4. 条目最右侧SystemClass，Thread等字样，是指可能的GC root：

SystemClass：系统Class Loader加载的类. 例如java运行环境中rt.jar中类, 比如java.util.*package中的类;

JNILocal/ JNI Global：JNI 中的本地/全局变量, 用户自定义的JNI代码或是JVM内部的;

ThreadBlock：当前活动线程块引用的对象;

Thread：运行中的线程;

BusyMonitor：调用了wait(),notify()，或者是synchronized。例如，如果调用了synchronized(Object)，或者进入了synchronized方法，那么静态方法指的类，非静态方法指的是对象；

JavaLocal：Java本地实例, 比如方法的入参和方法内创建的变量；

NativeStack：native代码里的传入参数或是返回值，比如file/net/IO方法以及反射的参数；

Finalizable：在一个队列里等待它的finalizer 运行的对象；

Unfinalized：一个有finalize方法的对象，还没有被finalize，同时也没有进入finalizer队列等待finalize；

Unreachable：引用到达不了的对象，在MAT里被标记为root用来retain object，否则是不会在分析中出现的；

JavaStack Frame：java栈帧包含了本地变量，当dump被解析时且在preferences里设置过把栈帧当做对象，这时才会产生；

Unknown：未知的Root类型。

这张图包含的信息非常多，我来带着大家一起解析一下。首先Retained Heap表示这个对象以及它所持有的其它引用（包括直接和间接）所占的总内存，因此从上图中看，前两行的Retained Heap是最大的，我们分析内存泄漏时，内存最大的对象也是最应该去怀疑的。我们点击GroupResult by…按钮（红色横线），选择Package，这样我们就可以按照自己APP的包名去定位，如下图：

另外大家应该可以注意到，在每一行的最左边都有一个文件型的图标，这些图标有的左下角带有一个红色的点，有的则没有。带有红点的对象就表示是可以被GC Roots访问到的，根据上面的讲解，可以被GC Root访问到的对象都是无法被回收的。那么这就说明所有带红色的对象都是泄漏的对象吗？当然不是，因为有些对象系统需要一直使用，本来就不应该被回收。我们可以注意到，上图当中所有带红点的对象最右边都有写一个System Class，说明这是一个由系统管理的对象，并不是由我们自己创建并导致内存泄漏的对象，无需查看。

那么上图中就无法看出内存泄漏的原因了吗？确实，内存泄漏本来就不是这么容易找出的，我们还需要进一步进行分析。上图当中，除了带有SystemClass的行之外，最大的就是第一行的CalculatorText对象了，虽然CalculatorText对象现在不能被GC Roots访问到，但不代表着CalculatorText所持有的其它引用也不会被GCRoots访问到。现在我们可以对着第一行点击右键->Path To GC Roots -> exclude allphantim/weak/soft etc.references，我们这里直接把强引用之外的全部排除掉，结果如下图所示：

这里可以清楚的看到，LeakClass持有了CalculatorText对象，Root类型是Thread，就是线程持有对象，导致对象无法回收，造成了泄露。

通过这种方式，我们成功的找到了内存泄露的原因。这是DominatorTree中比较常用的一种分析方式，即搜索大内存对象通向GCRoots的路径，因为内存占用越高的对象越值得怀疑。

接下来我们再来学习一下Histogram的用法，回到Overview界面，点击Histogram，结果如下图所示：

图中，我们可以看到类实例对象的个数和大小。那么我们现在就通过Histogram又怎么去分析内存泄漏的原因。我们怀疑主Activity存在泄露，那么直接搜索Calculator，搜索结果如下图：

发现Calculator数目是13个，这太不正常，通常情况下一个Activity只有一个实例才对。接下来对Calculator右键，点开List objects -> with incomingreferences，查看一下到底是哪些外部对象持有了Calculator实例，结果如下图：

我们只需要查看强引用的部分，于是右键一条，选择Path To GC Roots -> exclude allphantim/weak/soft etc.references，结果如下图：

这里可以清楚的看到，也是LeakClass的Thread持有对象造成的内存泄漏，和之前分析的结果是一样的，内存泄露的原因同样找到了。

我再介绍几个MAT比较有用的功能菜单，这里我介绍三个，Group菜单，Export菜单，Compare菜单，其他功能可自行研究，菜单位置如下图：

1. Group Result by…菜单

回到Overview界面，点击Histogram，点Group Result by…菜单，有Group by Class，Group by superclass， Group by class loader，Group by package，举个例子，选择Group by package（按包名列组），如下图：

点开自己的包名，就可以清楚的看到自己的类里面的对象个数和占用内存大小了，更快的分析自己的应用各个类内存使用情况。

2. Export菜单

刚才我们得到了内存泄露的原因所在，如果我们想导出来，就可以按这个按钮，到处类型有Html，Text和CSV类型。

3. Compare to another heap Dump菜单

要使用这个菜单功能，必须Open 两个以上.hprof文件。我举个例子，我再打开一个com.android.calculator2_2.hprof文件，然后同样Groupby package，结果如下：