MAT中的Shallow Heap和Retained Heap

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概述

在使用MAT分析内存快照的时候我们一般会关注对象占用的内存大小，在MAT中我们可以观察到两个数据Shallow Heap和Retained Heap，网上有很多文章介绍这两个数据的概念以及计算方式，但是很多文章都是有问题的(因此走了不少弯路)，所以自己研究了一下，接下来分别介绍。

PS:以下均以32位为例

Shallow Heap

Shallow Heap指的是对象本身占用的内存大小，包含两部分：

  • 对象头：可参考Java的对象头和对象组成详解，总结一下就是普通对象的对象头占8字节，数组对象占12字节(包括4字节的数组长度)
  • 成员变量：如果是基本类型则按照基本类型的大小来算(如int占用4字节，char占用2字节)，如果是对象引用则一律占用4个字节

由以上可得出Shallow Heap计算方法为

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Shallow Heap = sizeof(对象头) + sizeof(所有成员变量)

由于对象内存分配是以8字节为单位的，所以最终的Shallow Heap如果不是8的倍数则需要增加至8的倍数

Retained Heap

为了能够更好的理解，引入Retained Set 和 Dominator的概念

  • Dominator：如果GCRoot到对象B的所有路径中均包含对象A，则称A为B的Dominator，意味着如果A被回收，GCRoot将没有到B的链路，B成为可回收对象。
  • Retained Set：对象A的Retained Set指的是包含所有以A为Dominator的对象的集合

A的Retained Heap就是A和Retained Set中所有对象的Shallow Heap的合，可以理解为A被回收后进行一次GC，包括A可总共回收的内存就是Retained Heap。

Retained Heap计算方法为

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Retained Heap = shallowHeapOf(A) + shallowHeapOf(Retained Set内所有对象)

举例

接下来举一个例子来应用上述计算方法

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public class A {
    int i = 0;
    long l = 0;
    int[] intArray = new int[2];
    char[] charArray = new char[2];
    B b = new B();
}

public class B {
    int i = 0;
    long l = 0;
}

public static void main(String[] args) {
	A a = new A();
}

内存中有一个对象A，A持有对象B，我们首先来计算A、B的Shallow Heap

计算Shallow Heap

A持有两个基本类型的变量i、l和三个对象引用(数组也是对象！)，所以

Shallow Heap = 8(对象头) + 4(int) + 8(long) + 4(对象引用) + 4(对象引用) + 4(对象引用) = 32

B就只有两个基本类型的变量，所以

Shallow Heap = 8(对象头) + 4(int) + 8(long) = 20

但是20不是8的倍数，所以真正的Shallow Heap为24

计算Retained Heap

由于B没有持有任何对象引用，所以Retained Heap就是Shallow Heap，为24
A持有三个对象引用，所以

Retained Heap(A) = Shallow Heap(A) + 三个对象的Retained Heap

intArray不持有对象，只持有基本类型int，所以

Retained Heap(intArray) = Shallow Heap(intArray) = 12(对象头) + 4(int) * 2 = 20 -> 24

charArray同样不持有对象，只持有基本类型char，所以

Retained Heap(charArray) = Shallow Heap(charArray) = 12(对象头) + 2(char) * 2 = 16

综上

Retained Heap(A) = 32(Shallow Heap) + 24(int[]) + 16(char[]) + 24(b) = 96

参考文章

Shallow and retained heap
Java的对象头和对象组成详解
Immediate Dominators