ヒープダンプ（heap dump）は、Java仮想マシン（JVM）の内部状態を把握するうえで欠かせないトラブルシューティングツールです。
Javaアプリケーションがクラッシュしたり、メモリリークの疑いがあるとき、ヒープダンプを取得して解析することで、問題の原因を特定しやすくなります。
本記事では、ヒープダンプの基本的な仕組み、取得方法、分析ツールの使い方、実際の活用事例までを、Java開発の実務視点で詳しく解説します。
ヒープダンプとは？
JVMのヒープ領域とは？
Javaアプリケーションは、実行時にJVM（Java Virtual Machine）上で動作します。
JVMはプログラム実行のためにメモリ領域を確保し、その中で主にオブジェクトインスタンスや変数を保存する領域をヒープ（heap）と呼びます。
このヒープ領域の状態は、アプリケーションの挙動やメモリの使い方に強く影響し、メモリリークやOutOfMemoryErrorといったパフォーマンス問題の要因となる場合があります。
ヒープダンプの定義
ヒープダンプとは、JVMのヒープ領域に格納されているすべての情報をスナップショットとしてファイルに出力したものです。
ファイル形式はJVMの実装によって異なりますが、Oracle製JVMでは「.hprof」拡張子のバイナリファイルとして保存されます。
ヒープダンプの取得方法
自動出力の設定（JVMオプション）
アプリケーションの異常終了時に自動でヒープダンプを出力するには、以下のようなJVM起動オプションを指定します：
この設定により、OutOfMemoryError発生時にヒープダンプが自動生成されるようになります。
手動取得ツール
jmapコマンドの使用例
jmapは、実行中のJVMプロセスから手動でヒープダンプを取得するコマンドラインツールです。
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<PID>：対象のJVMプロセスID -
file：出力先ファイル名
この方法は、アプリケーションが異常終了していないが挙動が重い場合などに活用されます。
ヒープダンプの解析方法と活用ツール
Memory Analyzer（MAT）の活用
取得した.hprofファイルは、Eclipse Memory Analyzer Tool（MAT）などを用いて解析できます。
MATは以下のような情報を提供します：
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オブジェクトのインスタンス数とメモリサイズ
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クラスごとのメモリ使用状況
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メモリリークの疑いがある参照パターン
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ドミネーター・ツリー（メモリ支配関係）
実例：メモリリークの特定
あるWebアプリで、長時間稼働後にOutOfMemoryErrorが頻発。
ヒープダンプを取得してMATで解析したところ、java.util.HashMapに未使用のオブジェクト参照が大量に残存していたことが発覚。
キャッシュ実装のバグが原因とわかり、修正に至ったケースです。
ヒープダンプを活用する場面
主な活用例
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OutOfMemoryError発生時の原因調査
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メモリ使用量が異常に増加するケースの調査
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ガベージコレクション（GC）では解消できないリファレンスの特定
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ステージング環境での負荷テスト後の状態確認
実務でのベストプラクティス
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定期的なヒープダンプの自動取得は避ける（ファイルサイズが大きいため）
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本番環境では取得タイミングに注意（パフォーマンスに影響を与える可能性あり）
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取得後は分析→原因特定→再発防止策の実装という流れが重要
まとめ
ヒープダンプ（heap dump）は、Javaアプリケーションのメモリ状態を静的に可視化するための強力なツールです。
JVMのヒープ領域全体をファイルに出力し、Memory Analyzerなどの専用ツールで解析することで、メモリリークやリソース管理の問題を迅速に特定できます。
Javaを扱う開発者にとって、ヒープダンプの仕組みと活用方法を正しく理解し、状況に応じた対応ができることは不可欠なスキルです。
適切なタイミングでの取得と分析を通じて、信頼性の高いアプリケーション運用を実現しましょう。