前言

快速定位性能故障并非一朝一夕之功，需要我們對很多概念有很深刻的理解担汤，在前文中，我們介紹了heap dump的相關概念和其獲取方式选浑，今天我們一起來了解一下什么是：
Shallow 和 retained sizes杖玲。

GC ROOT是什么顿仇？

在java語言中，都是通過可達性分析來判定對象是否存活的摆马。此算法的基本思路是：通過一系列的稱為“GC Roots”的對象作為起點臼闻，從這些節(jié)點向下搜索，搜索所走過的路徑稱為引用鏈（Reference Chain）囤采，當一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈相連述呐，則證明此對象是不可達的。

file

在上圖右側中蕉毯，我們可以看到乓搬，對象5/6/7雖然有依賴關聯(lián)思犁，但是他們到GC ROOT根節(jié)點是不可達的，所以這三個節(jié)點對象會被判定為是可回收的进肯。

GC ROOT的定義比較特別抒倚，他們不屬歸屬于對象圖中，對象也不能反向的依賴他們坷澡，這也確保了不會出現(xiàn)循環(huán)引用的問題托呕。因此也容易得出，只有引用類型的變量才被認為是Roots频敛，值類型的變量永遠不被認為是Roots项郊。

在Java中，可作為GC Roots的對象包括以下幾種：

虛擬機棧（棧幀中的局部變量表斟赚，Local Variable Table）中引用的對象着降。
方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對象。
方法區(qū)中常量引用的對象拗军。
本地方法棧中JNI（即一般說的Native方法）引用的對象任洞。

看到這里你可能要問，選擇這些對象的依據(jù)是什么呢发侵？

首先交掏，GCROOT的目標對象是要以當前還在存活的對象集合，因此必須要選取確定存活的引用類型對象刃鳄，GC管理的區(qū)域是java的堆盅弛，虛擬機棧、方法區(qū)和本地方法棧不被GC所管理叔锐，因此選用這些區(qū)域內引用的對象作為GC Roots挪鹏，是不會被GC回收的。

其中虛擬機棧和本地方法棧都是線程私有的內存區(qū)域愉烙，只要線程沒有終止讨盒，就能確保它們中引用的對象的存活。而方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對象是顯然存活的步责。常量引用的對象在當前可能存活返顺，因此，也可能是GC roots的一部分勺择。

下圖是使用MAT工具中的 “path to GC roots ”功能分析出來的引用鏈创南。

file

它標識從當前對象到GC roots的路徑，這個路徑解釋了為什么當前對象還能存活省核，對分析內存泄露很有幫助稿辙。

在查詢到GC root的路徑時，默認是包含所有引用的气忠，從GC角度說邻储，一個對象無法被GC赋咽，一定是因為有強引用存在，其它引用類型在GC需要的情況下都是可以被GC掉的吨娜，所以這里我使用 exclude all phantom/weak/soft etc. references 只查看GC路徑上的強引用脓匿。

shallow heap和retained heap

直譯過來是淺層堆和保留堆的意思。先說一說其基本的概念宦赠。

shallow heap

表示對象本身占用內存的大小陪毡，也就是對象頭加成員變量（不是成員變量的值）的總和。

如一個引用占用32或64bit勾扭，一個integer占4bytes毡琉，Long占8bytes等。

如簡單的一個類里面只有一個成員變量int i妙色，那么這個類的shallow size是12字節(jié)桅滋，因為對象頭是8字節(jié)，成員變量int是4字節(jié)身辨。

常規(guī)對象（非數(shù)組）的Shallow size有其成員變量的數(shù)量和類型決定丐谋，數(shù)組的shallow size有數(shù)組元素的類型（對象類型、基本類型）和數(shù)組長度決定煌珊。

對象的值是分配給存儲對象本身的內存量号俐，不考慮所引用的對象。常規(guī)(非數(shù)組)對象的淺大小取決于其字段的數(shù)量和類型怪瓶。數(shù)組的淺尺寸取決于數(shù)組的長度及其元素(對象萧落、基本類型)的類型践美。一組對象的淺尺寸表示該集合中所有對象的淺尺寸之和洗贰。

retained heap

如果一個對象被釋放掉，那會因為該對象的釋放而減少引用進而被釋放的所有的對象（包括被遞歸釋放的）所占用的heap大小陨倡，即對象被垃圾回收器回收后能被GC從內存中移除的所有對象之和敛滋。相對于shallow heap，Retained heap可以更精確的反映一個對象實際占用的大行烁铩（若該對象釋放绎晃，retained heap都可以被釋放）。

實際案例分析

file

正如上圖所示：
在這兩張圖中杂曲，我們畫出了GC ROOT到所有對象引用鏈。在這里我們著重分析一下Retained size。

對于obj1這個對象：
GC ROOT指向它封寞，并且它依賴于obj2刀崖、obj3、obj4棚饵，但是由于obj3同樣也被GC ROOT所指煤裙。
所以：

分析obj1:

對于圖1掩完，retained size包括：obj1+obj2+obj4

對于圖2，retained size包括：obj1+obj2+obj3+obj4

分析obj2:

對于圖1：retained size包括：obj2+obj4

對于圖2：retained size包括：obj2+obj3+obj4

總結

本篇文章圍繞內存分析中的Shallow 和Retained heap擴展了解了幾個知識點如下：

• gc root的定義和概念的了解硼砰。
• 對象可達性分析和選擇gc root的依據(jù)且蓬。
• 針對單個對象使用“path to GC roots”查看其引用樹。
• shallow heap和retained heap的基本概念题翰。