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程序内存一直在泄漏,原来是异步死循环了 !
发布日期:2022-08-07 21:31     点击次数:107
一、背景

1. 讲故事

上个月有位朋友找到我,说他的程序出现了内存泄漏,不知道如何进一步分析,截图如下:

朋友这段话已经说的非常言简意赅了,那就上 windbg 说话吧。

二、Windbg 分析

1. 到底是哪一方面的泄漏

根据朋友描述,程序运行一段时间后,内存就炸了,应该没造成人员伤亡,不然也不会跟我wx聊天了,这里可以用 .time 看看当前的 process 跑了多久。

0:000> .time Debug session time: Thu Oct 21 14:54:39.000 2021 (UTC + 8:00) System Uptime: 6 days 4:37:27.851 Process Uptime: 0 days 0:40:14.000   Kernel time: 0 days 0:01:55.000   User time: 0 days 0:07:33.000 

看的出来,这个 dump 是在程序跑了 40min 之后抓的,接下来我们比较一下 process 的内存和 gc堆 占比, 看看到底是哪一块的泄漏。

0:000> !address -summary  --- State Summary ---------------- RgnCount ----------- Total Size -------- %ofBusy %ofTotal MEM_FREE                                327     7dfc`c665a000 ( 125.987 TB)           98.43% MEM_RESERVE                             481      201`e91a2000 (   2.007 TB)  99.74%    1.57% MEM_COMMIT                             2307        1`507f4000 (   5.258 GB)   0.26%    0.00%  0:000> !eeheap -gc Number of GC Heaps: 2 ------------------------------  GC Allocated Heap Size:    Size: 0x139923528 (5260850472) bytes. GC Committed Heap Size:    Size: 0x13bf23000 (5300695040) bytes. 

2. 到底是什么占用了如此大的内存

知道是 托管层 的泄漏,感觉一下子就幸福起来了,接下来用 !dumpheap -stat 看看有没有什么大对象可挖。

0:000> !dumpheap -stat Statistics:               MT    Count    TotalSize Class Name 00007ffdeb1fc400  5362921    128710104 xxxBLLs.xxx.BundleBiz+<>c__DisplayClass20_0 00007ffdeaeff140  5362929    171613728 System.Collections.Generic.List`1[[xxx.xxx, xxx]] 00007ffdeaeff640  5362957    171615272 xxx.BLLs.Plan.Dto.xxx[] 00007ffde8171e18 16146362    841456072 System.String 00007ffdeb210098  5362921   1415811144 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+<DistributionBundle>d__20, xxx]] 00007ffdea9ca260  5362921   2359685240 xxx.Bundle              

从输出看,内存主要被 xxx.Bundle 和 AsyncTaskMethodBuilder 两大类对象给吃掉了,数量都高达 536w,这里有一个非常有意思的地方,如果你了解异步,我相信你一看就能看出 AsyncTaskMethodBuilder + VoidTaskResult 是干嘛的,按照经验,这位朋友应该误入了 异步无限递归 ,那怎么去挖呢?接着往下看。

3. 寻找问题代码

看到上面的 xxx.BundleBiz+d__20 了吗?这个正是异步操作所涉及到的类和方法,接下来用 ILSpy 反射出 BundleBiz 下的匿名类 d__20 , 如下图所示:

虽然找到了源码,但代码是 ILSpy 反编译出来的异步状态机,接下来的一个问题是,如何根据状态机代码反向寻找到 await ,async 代码呢?在 ILSpy 中有一个 used by 功能,在这里可以用起来了。

双击 used by 就能看到真正的调用代码,简化后如下:

public async Task DistributionBundle(List<Bundle> list, List<xxx> bwdList, xxx item, List<xxx> sumDetails, List<xxx> details, BundleParameter bundleParameter, IEnumerable<dynamic> labels) {  int num = 0;  foreach (xxx detail in sumDetails)  {   IEnumerable<xxx> woDetails = details.Where((xxx w) => w.Size == detail.Size && w.Color == detail.Color);   foreach (xxx item2 in woDetails)   {             xxx   }   woDetails = woDetails.OrderBy((xxx s) => s.Seq).ToList();   num++;         xxx   Bundle bundle = new Bundle();   Bundle bundle2 = bundle;   bundle2.BundleId = await _repo.CreateBundleId();      foreach (xxx item3 in woDetails)   {    item3.TaskQty = item3.WoQty + Math.Ceiling(item3.WoQty * item3.OverCutRate);    decimal value = default(decimal);   }    await DistributionBundle(list, bwdList, item, sumDetails, details, bundleParameter, labels);  } } 

仔细看上面这段代码, 我去, await DistributionBundle(list, bwdList, item, sumDetails, details, bundleParameter, labels); 又调用了自身,看样子是某种条件下陷入了一个死递归。

有些朋友可能要问,除了经验之外,能从 dump 中分析出来吗?当然可以,从 500w+ 中抽一个看看它的 !gcroot 即可。

0:000> !DumpHeap /d -mt 00007ffdeb210098          Address               MT     Size 000001a297913a68 00007ffdeb210098      264      000001a297913b70 00007ffdeb210098      264    0:000> !gcroot 000001a297913a68 Thread 5ac:     000000470B1EE4E0 00007FFE45103552 System.Threading.Tasks.Task.SpinThenBlockingWait(Int32, System.Threading.CancellationToken) [/_/src/System.Private.CoreLib/shared/System/Threading/Tasks/Task.cs @ 2922]         rbp+10: 000000470b1ee550             ->  000001A297A25D88 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[Microsoft.Extensions.Hosting.HostingAbstractionsHostExtensions+<RunAsync>d__4,视频欣赏 Microsoft.Extensions.Hosting.Abstractions]]             ->  000001A29796D8C0 Microsoft.Extensions.Hosting.Internal.Host             ...             ->  000001A298213248 System.Data.SqlClient.TdsParserStateObjectNative             ->  000001A32E6AB700 System.Threading.Tasks.TaskFactory`1+<>c__DisplayClass38_0`1[[System.Data.SqlClient.SqlDataReader, System.Data.SqlClient],[System.Data.CommandBehavior, System.Data.Common]]             ->  000001A32E6AB728 System.Threading.Tasks.Task`1[[System.Data.SqlClient.SqlDataReader, System.Data.SqlClient]]             ->  000001A32E6ABB18 System.Threading.Tasks.StandardTaskContinuation             ->  000001A32E6ABA80 System.Threading.Tasks.ContinuationTaskFromResultTask`1[[System.Data.SqlClient.SqlDataReader, System.Data.SqlClient]]             ->  000001A32E6AB6C0 System.Action`1[[System.Threading.Tasks.Task`1[[System.Data.SqlClient.SqlDataReader, System.Data.SqlClient]], System.Private.CoreLib]]             ->  000001A32E6AB428 System.Data.SqlClient.SqlCommand+<>c__DisplayClass130_0             ...             ->  000001A32E6ABC08 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.String, System.Private.CoreLib],[Dapper.SqlMapper+<QueryRowAsync>d__34`1[[System.String, System.Private.CoreLib]], Dapper]]             ->  000001A32E6ABD20 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.String, System.Private.CoreLib],[xxx.DALs.xxx.BundleRepo+<CreateBundleId>d__12, xxx]]             ->  000001A32E6ABD98 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+<DistributionBundle>d__20, xxx]]             ->  000001A32E6A6BD8 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+<DistributionBundle>d__20, xxx]]             ->  000001A433250520 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+<DistributionBundle>d__20, xxx]]             ->  000001A32E69E0F8 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+<DistributionBundle>d__20, xxx]]             ->  000001A433247D28 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+<DistributionBundle>d__20, xxx]]             ->  000001A433246330 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+<DistributionBundle>d__20, xxx]]             ->  000001A32E69A568 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+<DistributionBundle>d__20, xxx]]             ->  000001A433245408 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+<DistributionBundle>d__20, xxx]]             ... 

从调用栈来看,代码貌似是从数据库读取记录的过程中陷入死循环的。

4. 为什么没有出现栈溢出

一看到无限循环,我相信很多朋友肯定要问,为啥没出现堆栈溢出,毕竟默认的线程栈空间仅仅 1M 而已,从 !gcroot 上看,这些引用都是挂在 5ac 线程上,也就是下面输出的 主线程 ,而且主线程栈也非常干净。

0:000> !t ThreadCount:      30 UnstartedThread:  0 BackgroundThread: 24 PendingThread:    0 DeadThread:       5 Hosted Runtime:   no                                                                                                             Lock    DBG   ID     OSID ThreadOBJ           State GC Mode     GC Alloc Context                  Domain           Count Apt Exception    0    1      5ac 000001A29752CDF0  202a020 Preemptive  0000000000000000:0000000000000000 000001a29754c570 0     MTA     4    2     1e64 000001A29752A490    2b220 Preemptive  0000000000000000:0000000000000000 000001a29754c570 0     MTA (Finalizer)  ...   0:000> !clrstack  OS Thread Id: 0x5ac (0)         Child SP               IP Call Site 000000470B1EE1D0 00007ffe5eb30544 [GCFrame: 000000470b1ee1d0]  000000470B1EE318 00007ffe5eb30544 [HelperMethodFrame_1OBJ: 000000470b1ee318] System.Threading.Monitor.ObjWait(Boolean, Int32, System.Object) 000000470B1EE440 00007ffe45103c25 System.Threading.ManualResetEventSlim.Wait(Int32, System.Threading.CancellationToken) 000000470B1EE4E0 00007ffe45103552 System.Threading.Tasks.Task.SpinThenBlockingWait(Int32, System.Threading.CancellationToken) [/_/src/System.Private.CoreLib/shared/System/Threading/Tasks/Task.cs @ 2922] 000000470B1EE550 00007ffe451032cf System.Threading.Tasks.Task.InternalWaitCore(Int32, System.Threading.CancellationToken) [/_/src/System.Private.CoreLib/shared/System/Threading/Tasks/Task.cs @ 2861] 000000470B1EE5D0 00007ffe45121b04 System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.HandleNonSuccessAndDebuggerNotification(System.Threading.Tasks.Task) [/_/src/System.Private.CoreLib/shared/System/Runtime/CompilerServices/TaskAwaiter.cs @ 143] 000000470B1EE600 00007ffe4510482d System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.GetResult() [/_/src/System.Private.CoreLib/shared/System/Runtime/CompilerServices/TaskAwaiter.cs @ 106] 000000470B1EE630 00007ffe4de36595 Microsoft.Extensions.Hosting.HostingAbstractionsHostExtensions.Run(Microsoft.Extensions.Hosting.IHost) [/_/src/Hosting/Abstractions/src/HostingAbstractionsHostExtensions.cs @ 49] 000000470B1EE660 00007ffde80f3b4b xxx.Program.Main(System.String[]) 000000470B1EE8B8 00007ffe47c06c93 [GCFrame: 000000470b1ee8b8]  000000470B1EEE50 00007ffe47c06c93 [GCFrame: 000000470b1eee50]  

如果你稍微了解一点异步的玩法,你应该知道这其中有一个 IO完成端口 的概念,它可以实现 句柄 和 ThreadPool 的绑定,无限递归只不过是进了 IO完成端口 的待回调队列中而已,理论上和栈空间没什么关系,也就不会出现栈溢出了。

三、总结

本次内存泄漏的事故主要还是因为程序员的大意,也许是长期的 996 给弄恍惚了 ??????,有了这些信息,修正起来相信会非常简单。

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