1️⃣ 概念

jmap 是 Java Development Kit（JDK）自带的一个工具，用于生成Java堆转储文件（Heap Dump）。它的设计目的是为了帮助开发人员分析和调试Java应用程序在运行时产生的内存问题。

jmap 命令可以通过连接到运行中的Java进程，生成指定类型的Java堆转储文件。Java堆转储文件是应用程序在特定时间点的内存快照，记录了Java虚拟机中对象的详细信息、引用关系以及当前内存使用情况。

jmap可以生成多种格式的Java堆转储文件，包括二进制格式（默认）、文本格式和HPROF二进制格式，它支持在特定的进程ID下生成堆转储文件，也支持对远程虚拟机进行操作。
同时，jmap还提供了一些额外的选项，如打印类加载器信息、查看共享对象映射等。

jmap命令通过Java虚拟机提供的 HotSpot Diagnostic 接口，连接到正在运行的Java进程，并请求生成Java堆转储文件。它使用Java虚拟机的Heap Dumper功能收集堆内对象的详细信息，并保存到指定的输出文件中。

2️⃣ 优势和缺点

优点：

提供了一种快速生成Java堆转储文件的方式，方便开发人员获取内存快照；
可以生成各种格式的堆转储文件，如二进制格式、文本格式等，满足不同需求；
在处理大型堆转储文件时，jmap 的性能表现较好。

缺点：

jmap 需要连接到正在运行的Java进程，如果权限不足或者连接失败，可能无法使用该命令；
处理大型堆转储文件时，可能会占用较多的系统资源，包括CPU和内存；
jmap 生成的堆转储文件可能过于庞大，需要额外的工具来分析和解读。

3️⃣ 使用

3.1 语法格式

jmap 命令的使用语法如下：

Usage:
    jmap [option] <pid>
        (to connect to running process)(连接到正在运行的进程)
    jmap [option] <executable <core>
        (to connect to a core file)(连接到核心文件)
    jmap [option] [server_id@]<remote server IP or hostname>
        (to connect to remote debug server)(连接到远程调试服务器)

其中，[option] 是可选的一些命令参数选项，<pid> 是Java进程的进程ID。对于命令中可选参数汇总如下：

参数	说明
`<none>`	打印与`Solaris pmap`相同的信息
`-heap`	打印Java堆摘要信息
`-histo[:live]`	打印Java堆对象的直方图；如果指定"`live`"子选项，则只计算存活对象
`-clstats`	打印类加载器统计信息
`-finalizerinfo`	打印等待终止的对象信息
`-dump:<dump-options>`	以`hprof`二进制格式导出Java堆。转储选项`<dump-options>`： `live`：仅转储活动对象；如果没有指定，堆中的所有对象都被转储； `format=b` 二进制格式； `file=<file>` 将堆转储到`<file>` 。示例：`jmap-dump:live，format=b，file=heap.bin＜pid＞`
`-F`	强制操作。与`-dump:<dump-options> <pid>`或 `-histo`一起使用，当不响应时强制执行堆转储或直方图。此模式不支持"`live`"子选项
`-h \| -help`	打印帮助信息
`-J<flag>`	将参数直接传递给运行时系统

如果生成的堆转储文件过大，可以考虑使用压缩格式（如gzip）进行存储，以减少其占用空间。对于大型堆转储文件，可以使用 jhat 或其他分析工具来进一步解读和分析。

3.2 生成堆转储文件

jmap -dump:format=b,file=heapdump.hprof <pid>

上述命令会生成一个二进制格式的Java堆转储文件。如下图所示：

在这里插入图片描述

3.3 执行jmap命令查看内存使用情况

jmap -heap <pid>

运行上述命令可以输出Java堆的内存使用情况摘要信息，包括堆配置、空闲和已使用空间等。输出结果：

Attaching to process ID 172832, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.202-b08

using thread-local object allocation.
Parallel GC with 10 thread(s)

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio         = 0
   MaxHeapFreeRatio         = 100
   MaxHeapSize              = 2099249152 (2002.0MB)
   NewSize                  = 44040192 (42.0MB)
   MaxNewSize               = 699400192 (667.0MB)
   OldSize                  = 88080384 (84.0MB)
   NewRatio                 = 2
   SurvivorRatio            = 8
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB
   G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB)

Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
   capacity = 33554432 (32.0MB)
   used     = 4710360 (4.492149353027344MB)
   free     = 28844072 (27.507850646972656MB)
   14.03796672821045% used
From Space:
   capacity = 5242880 (5.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 5242880 (5.0MB)
   0.0% used
To Space:
   capacity = 5242880 (5.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 5242880 (5.0MB)
   0.0% used
PS Old Generation
   capacity = 88080384 (84.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 88080384 (84.0MB)
   0.0% used

3162 interned Strings occupying 259504 bytes.

这个执行结果显示了与Java堆配置和使用相关的信息。下面是对每个部分的解释：

Attaching to process ID 172832, please wait...：正在连接到进程ID为172832的进程，请稍等…
Debugger attached successfully.：成功附加调试器。
Server compiler detected.：检测到服务器编译器。说明正在使用JVM的C2（客户端编译器）进行即时编译。
JVM version is 25.202-b08：JVM版本号为25.202-b08。

接下来是Java堆的配置信息：

using thread-local object allocation.：使用线程本地对象分配。
Parallel GC with 10 thread(s)：采用并行GC（垃圾收集器），共有10个线程。

Heap Configuration 部分列出了Java堆的配置设置，包括以下目录：

MinHeapFreeRatio：最小的可用于自由空间的堆比例。
MaxHeapFreeRatio：最大的可用于自由空间的堆比例。
MaxHeapSize：堆的最大大小。
NewSize：新生代的初始大小。
MaxNewSize：新生代的最大大小。
OldSize：老年代的初始大小。
NewRatio：新生代与老年代的比例。
SurvivorRatio：Eden区和Survivor区的比例。
MetaspaceSize：元空间（Metaspace）的初始大小。
CompressedClassSpaceSize：压缩类空间的大小。
MaxMetaspaceSize：元空间的最大大小。
G1HeapRegionSize：使用G1收集器时的堆区域大小。

Heap Usage 部分显示了Java堆的使用情况，包括各个区域的容量、已用空间和空闲空间：

PS Young Generation：表示Parallel Scavenge GC中的新生代（Parallel Scavenge是一种垃圾收集器）
Eden Space：伊甸园区域的容量、已用空间和空闲空间。
From Space：幸存者（Survivor）区中的From区域的容量、已用空间和空闲空间。
To Space：幸存者（Survivor）区中的To区域的容量、已用空间和空闲空间。
PS Old Generation：表示Parallel Scavenge GC中的老年代。
capacity：容量。
used：已使用的空间。
free：可用的空闲空间。
最后一行 3162 interned Strings occupying 259504 bytes.：表示共有3162个interned字符串占用了259504字节的内存。

这些信息提供了有关Java堆配置和使用情况的详细数据，可用于分析和优化应用程序的内存使用。

3.4 执行jmap命令打印对象统计信息

jmap -histo <pid>

上述命令会输出Java堆中各个类的实例数目和内存占用情况，可以帮助开发人员了解应用程序的内存使用情况。输出结果：


 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
   1:           660        2093048  [I
   2:          1185        1171784  [B
   3:          7723         910880  [C
   4:          5893         141432  java.lang.String
   5:           691          78976  java.lang.Class
   6:          1294          60888  [Ljava.lang.Object;
   7:           791          31640  java.util.TreeMap$Entry
   8:           628          25120  java.util.LinkedHashMap$Entry
   9:           456          22144  [Ljava.lang.String;
  10:           365          11680  java.util.HashMap$Node
  11:            38          11584  [Ljava.util.HashMap$Node;
  12:           152          10944  java.lang.reflect.Field
  13:           435          10440  java.lang.StringBuilder
  14:           242           7744  java.util.Hashtable$Entry
  15:           233           7456  java.io.File
  16:           101           6464  java.net.URL
  17:           241           5784  java.lang.StringBuffer
  18:           125           5000  java.lang.ref.SoftReference
  19:           258           4128  java.lang.Integer
  20:           115           3680  java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Node
  21:            25           3648  [Ljava.util.Hashtable$Entry;
  22:            72           3456  java.nio.HeapCharBuffer
  23:            71           3408  java.nio.HeapByteBuffer
  24:            42           3360  [S
  25:             8           3008  java.lang.Thread
  26:             5           2568  [J
  27:            20           2496  [Ljava.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Node;
  28:            44           2464  sun.misc.URLClassPath$JarLoader
  29:             2           2384  [[Ljava.lang.Object;
  30:            89           2136  java.net.Parts
  31:             2           2080  [[C
  32:            26           2080  java.lang.reflect.Constructor
  ...
 369:             1             16  sun.util.resources.LocaleData$LocaleDataResourceBundleControl
Total         23572        4710360

这个执行结果是一个对象直方图，列出了不同类的实例数量和占用的内存大小。下面是对每个列的解释：

num：序号，表示第几行。
#instances：实例数量，表示内存中存在多少个该类的实例。
#bytes：内存大小，表示该类实例所占用的总字节数。
class name：类名，表示相应实例的类名。

接下来的表格显示了一系列对象的统计数据，从最多实例到最少实例进行排序。其中每一行对应一个类的统计信息。

例如，在第4行：

4: 5893 141432 java.lang.String
表示有5893个java.lang.String类的实例，占用141,432字节的内存。

最后一行 Total 23572 4710360 表示总共有23,572个对象实例，占用4,710,360字节的内存。

通过分析对象直方图，可以了解系统中不同类型的对象的创建情况和内存消耗，从而帮助开发人员找到内存相关的问题，并进行性能优化和内存管理。

4️⃣ 应用场景

分析Java应用程序的内存使用情况，包括堆大小、对象数量、内存泄漏等问题；
为内存相关的性能调优提供数据支持，比如查找常驻内存的对象、优化内存分配等；
在应用程序出现内存溢出或性能问题时，生成堆转储文件进行进一步分析和定位问题。

需要注意，jmap 需要操作系统级别的权限来连接到正在运行的Java进程，需要确保当前用户有足够的权限。在处理大型堆转储文件时，可能会占用较多的系统资源，请确保足够的CPU和内存。
而如果生成的堆转储文件非常庞大时，需要使用专门的工具（如 jhat、MAT等）进行解读和分析。

MAT（Memory Analyzer Tool）是一个Java堆分析器，它是一款强大的开源工具，用于分析Java应用程序在运行时产生的内存问题。MAT可以帮助开发人员快速定位和解决内存泄漏、大对象占用过多内存、内存溢出等常见的内存相关问题。

MAT提供了多种功能和特性：

内存快照分析：可以加载并分析通过jmap或者其他工具生成的Java堆转储文件（如hprof格式），以获取详细的内存使用情况。
强大的查询和筛选功能：支持丰富的查询语言和过滤条件，方便开发人员查找特定类型的对象，快速定位问题所在。
可视化对象图：以直观的方式展示Java堆中的对象及其引用关系，帮助开发人员理解对象之间的关联，从而更好地排查内存问题。
内存报告和统计：生成详细的内存报告，包括对象数量、内存占用、GC根引用等统计信息，帮助开发人员分析对象的分布和趋势。
内存泄漏检测：自动检测可能造成内存泄漏的对象，识别存在潜在泄漏的代码路径，辅助开发人员修复内存问题。
快速分析和低内存占用：MAT具有高效的内存使用和分析性能，即使在处理大型堆转储文件时也能保持较低的内存占用。

🌾 总结

jmap命令是Java开发工具包（JDK）中的一个有用工具，用于生成Java堆转储文件以及查看堆和对象统计信息。通过连接到运行中的Java进程，jmap提供了快速生成内存快照的方式，帮助开发人员检测和调试Java应用程序的内存问题。然而，使用时需要注意权限、资源消耗以及处理生成的大型转储文件的需求。综上所述，jmap是一个强大的工具，适用于各种Java内存分析和调优的场景。