Android进阶——性能优化之MAT的使用

前言

在开发过程中，经常遇到测试提出的内存增长明显的测试报告或者是测试提出的OOM问题，此时就需要跟测试获取hprof文件对内存增长和内存泄漏等问题进行排查，那么MAT就是我们必须学会的排查内存增长或泄漏等问题的工具

概念

• MAT：MemoryAnalyzer，内存的分析工具，通过工具可以分析堆内存的使用情况和检测内存泄漏等问题
• hprof文件：指的是当前Android堆内存的快照情况，当前设备的堆内存会全部保存在hporf中，可以通过MAT工具进行打开

分析内存

1、生成hprof文件导出

2、打开MAT 导入我们的2个hprof文件

其中1个是旋转多次屏幕之后的文件（属于内存泄漏部分），另1个是没有内存泄漏的文件，通过以下操作打开：Open File->选择文件->Leak Suspects Report->Finish

在打开文件的时候，经常会遇到Parsing heap dump from xxx has encountered a problem. Error opening heap dump xxx.hprof这个错误，由于MAT是适用于eclipse的版本，需要将导出来的hprof文件转换一下格式，通过Android SDK自带的工具，在命令行中输入

hprof-conv 1.hprof 2.hprof

3、在OverView视图找到Histogram

4、进入Histogram，查看内存使用情况

该视图以Class类的维度展示每个Class类的实例存在的个数、占用的[Shallow内存]和[Retained内存]大小，可以分别排序显示

• Objects：当前Class的实例存在的个数
• Shallow内存：代表当前类所有实例所占用的内存大小
• Retained内存：代表从该类实例沿着reference chain往下所能收集到的其他类实例的Shallow Heap(Size)总和

5、分别在2个hprof文件中做如下动作，将Histogram视图添加到对比栏

6、点击对比

7、通过比较后就会生成一个比较结果表ComPared Tables，我们通过输入我们自己的包名，找到对应的比较结果

并且在上面的可以设置不同的对比方式

8、通过比较发现我们的程序存在内存泄漏，那么下面就要在内存泄漏的文件中找到泄漏的根源

9、回到泄漏的文件中，找到Histogram入口，输入我们发现泄漏的类名

10、通过右键，查看MainActivity实例被哪些对象使用

• with outgoing references：查看当前对象持有的外部对象引用，从箭头可以看出，当前对象下面还有谁
• with incoming references：查看当前对象被哪些外部对象所引用，从箭头可以看出，当前对象上头还有谁

11、由于使用的对象大多数为系统级别的引用，很难让我们去分辨具体的内存泄漏，所以我们通过遍历GC Root树去将那些有可能被GC回收的实例将他们去除，右键取出可能会被GC的虚/弱/软引用

• Paths to GC Roots：从当前对象到GC roots的调用链，这个调用链解释了为什么当前对象还能存活
• Merge Shortest Paths to GC roots：从GC roots到一个或一组对象的调用树

由于Paths to GC roots是针对单个对象的，故在Histogram视图无法使用，可以在dominator_tree上用

12、最后只剩下我们泄漏的内存

常用用法

1、Dominator Tree

该视图以实例对象的维度展示当前堆内存中Retained Heap占用最大的对象，以及依赖这些对象存活的对象的树状结构

2、Immediate Dominator

右键选择Immediate Dominator来查看某个对象被谁直接引用

3、Duplicate Classes

该视图列出被加载多次的类，结果按类加载器进行分组，目标是加载同一个类多次被类加载器加载。使用该工具很容易找到部署应用的时候使用了同一个库的多个版本

4、Top Consumers

列出占用总堆内存超过1%的对象

5、Thread Overview

该视图可以看到：线程对象/线程栈信息、线程名、Shallow Heap、Retained Heap、类加载器、是否Daemon线程等信息

6、Group分组

可以选择以另一种分组方式显示（默认是No Grouping(objects)，即以对象维度分组）

7、Find Object by address

通过十六进制的地址查找对应的对象

8、OQL(Object Query Language)

类似SQL查询语言，可以过滤一些想要的内存信息

• 查找包名

select * from com.example.mat.Listener

• 查找size＝0并且未使用过的集合

select * from java.util.HashMap where size=0 and modCount=0
select * from java.util.Hashtable where count=0 and modCount=0
select * from java.util.ArrayList where size=0 and modCount=0

• 查找所有的Activity

select * from instanceof android.app.Activity

分析报告

从工具栏入口可以选择MAT默认提供的一些报告工具，有利于我们分析问题

1、Heap Dump Overview

查看整个堆的概括情况，例如：堆内存大小、对象个数、类的个数、类加载器的个数、GC root的个数、堆内存文件的格式、文件的创建时间、位置等信息

2、Leak Suspects

查看潜在的内存泄漏问题

3、Top Components

针对那些占用堆内存超过整个堆内存1%大小的组件做一系列的分析

分析集合

1、分析集合大小

分析集合的大小，可以更合理的去初始化集合的大小，达到性能合理利用

• 筛选目标对象

• 查找被回收时那些将被GC回收的对象集合

• 筛选指定的Object（Hash Map，ArrayList）并按照集合大小进行分组

• 查看哪个对象正在引用当前大小为0的集合

2、分析集合填充率

集合填充率是可以更好反映集合在自身大小确定的情况下，是否被完全填充满，推断出哪些集合具有预分配内存能力，填充率 = size / capacity（容量）

• Collections fill ratio

• 查看填充率

3、分析集合碰撞率

集合碰撞率指的是Hash碰撞，通过减少Hash碰撞冲突能优化集合性能，碰撞率 = 碰撞的实体/Hash表中所有实体

• Map Collision Ratio

• Immediate dominators

4、分析集合键值对

• Hash Entries查看key value

经验总结

1、在查找内存泄漏问题时

通常内存泄漏发生在IO流，内部类，Handler，Activity，Cursor，Receiver等组件中

• 如果是怀疑Activity组件泄漏的时候，可以使用Dominator Tree功能，优先过滤Activity字段快速找到是否存在泄漏的对象
• 如果是怀疑Activity组件泄漏的时候，可以通过OQLselect * from instanceof android.app.Activity并移除所有虚/弱/软引用

2、在查找内存增长问题时

通常内存增长的情况有很多种，具体还是得找到怀疑点，看代码逻辑解决

• 可以使用Leak Suspects Report功能，查看工具分析出来的内存占用情况，优先分析报告中提出来的问题
• 可以使用Dominator Tree功能，过滤项目包名，通过Retained Heap排序，快速找到内存占用大的对象，进一步在代码中排查