如果您像我一樣對Java性能充滿熱情，那麼堆轉儲分析對您來說應該不是一個謎。 如果是這樣，那麼好消息是您将有機會提高您的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檔案和JVM分析工具（例如JProfiler或Plumbr），而是可以互補的。 在對Java堆記憶體洩漏和java.lang.OutOfMemoryError問題進行故障排除時，此功能特别有用。
這篇文章将為您提供JVM堆轉儲的概述以及對它的期望。 它還将提供有關如何以及何時應該花時間分析堆轉儲的建議。 未來的文章将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堆記憶體的“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堆上配置設定的類的低級詳細資訊，例如：
- Java對象，例如Class，字段，原始值和引用
- 與類加載器相關的資料，包括靜态字段（對于類加載器洩漏問題很重要）
- 可從堆外部通路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）
- 與線程相關的資料和堆棧（對于突然出現的Java堆增加問題特别有用，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之後生成堆轉儲，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，與生産支援團隊一起工作時，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”或産品供應商（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作，進而在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式的記憶體占用。 由于您是應用程式的專家，是以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作我的應用程式？ 每個活動線程在完成任務之前要消耗多少記憶體？
- 我的應用程式的靜态記憶體占用量是多少？ （庫，類加載器占用空間，記憶體中緩存資料結構等）
- 負載下我的應用程式的動态記憶體占用量是多少？ （會話足迹等）
- 您是否對應用程式進行了概要分析，以防記憶體洩漏？
負載測試，對應用程式進行性能分析以及分析Java堆轉儲（例如：在負載測試或生産問題期間捕獲）将使您能夠回答上述問題。 然後，您将可以實作以下目标：
- 降低生産實施後出現性能問題的風險
- 通過為生産和産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； 允許他們采取适當的IT改進措施
- 分析影響客戶IT生産環境的記憶體洩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
您想要了解的最後一件事是技能“高原”。 如果您不喜歡這種類型的分析，那麼我的建議如下：
- 要求團隊中更進階的成員執行堆轉儲分析并确定他的工作和方法
- 一旦您感到更自在，就請自己自願執行相同的分析（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）将成為導師
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，是以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式和/或周圍的API或Java EE容器本身的記憶體占用量
- Java堆記憶體洩漏故障排除
- Java類加載器記憶體洩漏
- 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，它将使您的JVM挂起直到完成。 需要進行适當的盡職調查，以減少對生産環境的影響
- 分析堆轉儲不會提供完整的Java程序記憶體占用量，例如本機堆。 為此，您将需要依賴其他工具和OS指令
- 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級指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
上面的參數将使HotSpot VM在OOM事件之後自動生成堆轉儲。 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+，那麼預設情況下會啟用OOM事件導緻的堆轉儲。 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*
**請對您的生産環境進行适當的盡職調查，因為JVM堆轉儲生成是一個侵入性過程，它将使您的JVM程序挂起直到完成**
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+，您将需要在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'.
請檢視IBM JVM1.5 +的Xdump文檔。
對于Linux和AIX®，通過kill –QUIT或kill -3發送IBM JVM堆轉儲信号。 此OS指令将觸發JVM堆轉儲生成（PHD格式）。
我建議您檢視MAT摘要頁面，以了解如何通過各種JVM和OS組合擷取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“洩漏可疑”報告。 MAT還支援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。
最後的話
我真的希望您能像我一樣喜歡JVM堆轉儲分析。 以後的文章将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。 請随時提供您的意見。
參考： Java堆轉儲：您可以完成任務嗎？ 從我們的JCG合作夥伴 Pierre-Hugues Charbonneau在Java EE支援模式和Java教程部落格中獲得。
翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2012/11/java-heap-dump-are-you-up-to-the-task.html