在接下来的内容中，将介绍MAT如何根据heap dump分析泄漏根源。因为绝大多数Android应用程序是用Java语言编写的，所以本小节先用一段Java代码来测试内存泄露。这段测试代码非常简单，很容易找出问题，希望读者能够借此举一反三。

一开始不得不说说ClassLoader，本质上，它的工作就是把磁盘上的类文件读入内存，然后调用java.lang.ClassLoader.defineClass方法告诉系统把内存镜像处理成合法的字节码。Java提供了抽象类ClassLoader，所有用户自定义类装载器都实例化自ClassLoader的子类。system class loader在没有指定装载器的情况下默认装载用户类，在Sun Java 1.5中即为sun.misc.Launcher$AppClassLoader。

（1）准备heap dump

请看下面的Pilot类的演示代码：

然后再看类OOMHeapTest是如何填满heap dump的。

在上面代码中，构造了很多的Pilot类实例，然后向数组和map中存放。由于是Strong Ref，GC自然不会回收这些对象，所以一直放在heap中直到溢出。当然在运行前，先要在Eclipse中配置VM参数“-XX：+HeapDumpOnOutOfMemoryError”。短时间之后，内存溢出，控制台打出如下信息。

文件java_pid3600.hprof就是我们需要的heap dump，读者可以在OOMHeapTest类所在的工程根目录下找到。

（2）使用MAT

使用MAT解析.hprof文件，在弹出向导后直接单击“Finish”按钮后会看到如图4-18所示的界面。

图4-18 MAT解析界面

由此可见，通过使用MAT工具分析heap dump之后，会在界面上非常直观的展示了一个“饼图”，该图深色区域被怀疑有内存泄漏。我们可以发现整个heap才64M内存，深色区域就占了99.5%。接下来是一个简短的描述，告诉我们main（）线程占用了大量内存，并且明确指出system class loader加载的“java.lang.Thread”实例有内存聚集，并建议用关键字“java.lang.Thread”进行检查。MAT通过简单的两句话就说明了问题所在，就算使用者没什么处理内存问题的经验也可找到问题所在。图4-19的下方有一个"Details"链接，在打开之前不妨考虑一个问题：为何对象实例会聚集在内存中，而未被GC？答案是因为Strong Ref，如图4-19所示。

图4-19 “Details”界面

由此可见，打开“Details”链接之后，除了在图4-20中看到的描述外，还有Shortest Paths To the Accumulation Point和Accumulated Objects部分，这里说明了从GC Root到聚集点的最短路径，以及完整的reference chain。观察Accumulated Objects部分，java.util.HashMap和java.lang.Object[1000000]实例的retained heap（size）最大，我们知道retained heap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，所以明显类实例都聚集在HashMap和Object数组中了。这里我们发现一个有趣的现象，既Object数组的shallow heap和retained heap一样，数组的shallow heap和一般对象（非数组）不同，依赖于数组的长度和里面的元素的类型，对数组求shallow heap，也就是求数组集合内所有对象的shallow heap之和。接下来再来看org.rosenjiang.bo.Pilot对象实例的shallow heap为何是16，因为对象头是8字节，成员变量int是4字节、String引用是4字节，所以总共16字节。

接下来再来看Accumulated Objects by Class区域，如图4-20所示。

图4-20 Accumulated Objects by Class区域

顾名思义，在Accumulated Objects by Class区域能找到被聚集的对象实例的类名。此处的类org.rosenjiang.bo.Pilot是头条，被实例化了290325次，再返回去看程序，其实是编者故意而为之。还有很多有用的报告可用来协助分析问题，只是本文中的例子太简单，所以也用不上。

（3）perm gen

perm gen是一个异类，在里面存储了类和方法数据（与class loader有关）以及interned strings（字符串驻留）。在heap dump中没有包含太多的perm gen信息。那么我们就用这些少量的信息来解决问题，利用interned strings把perm gen填满如下面的代码所示。

控制台会打印如下的信息，然后把java_pid1824.hprof文件导入到MAT。其实在MAT里，看到的状况应该和“OutOfMemoryError：Java heap space”差不多，因为heap dump并没有包含interned strings方面的任何信息。只是在这里需要强调，使用intern（）方法的时候应该多加注意。

开始思考如何把class loader填满，经过尝试会发现使用ASM（JavaScript的一个新领域）来动态生成类才能达到目的。ASM（http：//asm.objectweb.org）的主要作用是处理已编译类（compiled class），能对已编译类进行生成、转换、分析（功能之一是实现动态代理），而且它运行起来足够的快和小巧，文档也全面。ASM提供了core API和tree API，前者是基于事件的方式，后者是基于对象的方式，类似于XML的SAX、DOM解析，但是使用tree API性能会有损失。到此为止，我们已编译类的结构有：(www.daowen.com)

修饰符（如public、private）、类名、父类名、接口和annotation部分。

类成员变量声明，包括每个成员的修饰符、名字、类型和annotation。

方法和构造函数描述，包括修饰符、名字、返回和传入参数类型，以及annotation。当然还包括这些方法或构造函数的具体Java字节码。

常量池（constant pool）部分，constant pool是一个包含类中出现的数字、字符串、类型常量的数组。

已编译类和原来的类源码区别在于，已编译类只包含类本身，内部类不会在已编译类中出现，而是生成另外一个已编译类文件；其二，已编译类中没有注释；其三，已编译类没有package和import部分。已编译类对Java类型的描述：对于原始类型由单个大写字母表示，Z代表boolean、C代表char、B代表byte、S代表short、I代表int、F代表float、J代表long、D代表double；而对类类型的描述使用内部名（internal name）外加前缀L和后面的分号共同来表示，所谓内部名就是带全包路径的表示法，例如String的内部名是java/lang/String；对于数组类型，使用单方括号加上数据元素类型的方式描述；最后对于方法的描述；用圆括号来表示，如果返回是void用V表示，具体参照如图4-21所示。

图4-21 Java类型的描述

而在下面的代码中会使用ASM core API，在此需要注意接口ClassVisitor是核心，FieldVisitor、MethodVisitor都是辅助接口。ClassVisitor应该按照这样的方式来调用：

也就是说方法visit必须首先调用，再调用最多一次的visitSource，再调用最多一次的visitOuterClass方法，接下来再多次调用visitAnnotation和visitAttribute方法，最后是多次调用visitInnerClass、visitField和visitMethod方法。调用完后再调用visitEnd方法作为结尾。

另外还需要注意ClassWriter类，该类实现了ClassVisitor接口，通过toByteArray方法可以把已编译类直接构建成二进制形式。由于我们要动态生成子类，所以这里只对ClassWriter感兴趣。首先是抽象类原型：

其次是自定义类加载器，因为ClassLoader的defineClass方法都是受保护的，所以要想加载字节数组形式的类，只有通过继承自己后再实现。

最后看测试类的演示代码：

运行后控制台会报错，输出：

打开文件java_pid3023.hprof，如图4-22所示。我们着重看图中的Classes：88.1k和Class Loader：87.7k部分，可看出class loader加载了大量的类。

图4-22 打开文件java_pid3023.hprof

更进一步分析，需要单击图4-22中的按钮，然后选择“Java Basics”→“Class Loader Explorer”功能。打开后能看到图4-23所示的界面，第一列是class loader名字；第二列是class loader已定义类（defined classes）的个数，这里要说一下已定义类和已加载类（loaded classes）了，当需要加载类的时候，相应的class loader会首先把请求委派给父class loader，只有当父class loader加载失败后，该class loader才会自己定义并加载类；第三列是class loader所加载的类的实例数目。

图4-23 Class Loader Explorer功能

在Class Loader Explorer面板会发现class loader是否加载了过多的类。另外，还有Duplicate Classes功能，也能协助分析重复加载的类。在此可以肯定的是，MyAbsClass被重复加载了很多次。

注意：其实MAT工具已经非常强大了，我们的上述演示根本用不到MAT的其他分析功能。在上述演示中，对于OOM只列举了两种溢出错误，其实还有多种其他错误，但对于perm gen来说，如果实在找不出问题所在，建议使用JVM的-verbose参数，该参数会在后台打印出日志，可以用来查看哪个class loader加载了什么类，例如，“[Loaded org.rosenjiang.test.My AbsClass from org.rosenjiang.test.MyClassLoader]”。