都是軟件中的內存泄漏惹的禍
最近,我們的軟件在運行過程中,遇到了一個很詭異的問題。
軟件在一個測試同事的win7 32位系統上運行1個多小時后會閃退崩潰。奇怪的是,在測試該產品的主要測試人員的win10電腦上,則從未出現過這個情況。
下面詳細介紹一下這個問題的排查過程,以及給我們的一些啟示!
1、初步分析
我們在軟件中安裝了異常信息捕獲機制,但是軟件發生閃退時,并沒有捕獲到有效dump文件(崩潰信息存放在dump文件中),生成的dump文件是空的!可能是在導出異常上下文信息時發生了二次崩潰,所以沒有生成有效的dump文件。
這個問題在他電腦上出現過好幾次了。于是,讓同事將windows系統上常用的軟件調試利器windbg掛載到目標進程上,看看復現閃退時能否抓到有效的信息。結果問題復現后,抓到的異常上下文對應的代碼模塊基本是不可能產生異常的,所以問題排查還是沒有頭緒!
突然無意中想到,軟件是運行一兩個小時后出現的,難道是軟件中有內存泄漏?把進程的虛擬內存耗完了,導致再申請內存時都失敗了,產生了空指針,導致空指針訪問違例,導致軟件閃退。這種假設可以解釋windbg捕獲到的不可能發生異常的代碼塊的現象了!
于是重新啟動軟件,觀察了任務管理器中我們軟件對應的進程的內存占用情況。看到我們軟件的進程的內存一直在增長,在運行1個多小時后竟然漲到1GB多了,這下基本可以確定,肯定是內存泄漏導致的內存被耗完,從而導致軟件再申請內存失敗了,導致訪問了空指針,導致軟件閃退了!
下面就是使用一些內存泄漏的檢測工具來來定位內存泄漏的模塊了!
2、使用騰訊的tMemMonitor內存泄漏檢測工具檢測內存泄露
最開始嘗試使用騰訊的tMemMonitor內存泄漏檢測工具,檢測一下內存泄漏發生在哪個模塊中。
具體的做法是,使用tMemMonitor將我們的軟件啟動起來:
讓軟件運行一個多小時,讓軟件產生1GB以上的內存泄漏,然后關閉軟件,如果檢測到內存泄漏就會彈出生成檢測報告的提示,打開報告就可以看到檢測結果了。
注意,tMemMonitor內存泄漏檢測工具只能檢測release版本的程序,被檢測程序必須由tMemMonitor啟動,并且被監測程序在退出時必須是正常退出的。如果關閉軟件時發生了崩潰,tMemMonitor是不會生成內存泄漏報告的。
檢測報告中會顯示發生內存泄漏的dll或exe的模塊名,并且會將相關的函數調用堆棧打印出來,比如:
但實際跑下來,看到檢測報告,并沒有看到有用的信息,檢測到泄漏內存的都比較小,和實際泄漏的內存大小相差甚遠!難道不是用戶態的內存泄漏?是內核態的內存泄漏?
3、使用windbg檢測內存泄漏
使用tMemMonitor工具分析不出來,于是又嘗試使用windbg分析了一把。使用此方法之前,要預先安裝好windbg工具。最新版本的windbg是從內置在微軟官方的SDK中的,可以自行到微軟的官方網站上下載安裝。
此內存泄漏檢測方法,會用到windbg安裝路徑下的gflags.exe和umdh.exe程序,如下所示:
具體的操作步驟是:
1)打開cmd窗口,切換到windbg的安裝目錄中,比如我的安裝路徑是:C:\Program Files\Windows Kits\10\Debuggers\\x86。
2)先使用命令設置用戶態函數棧回溯標記:gflags /i xxxxxxxxx.exe +ust,具體含義可以以“gflags /?”查看gflags相關命令行的參數說明:
3)使用umdh.exe將時刻1時的堆內存分配情況輸出到日志文件中:umdh.exe -pn:xxxxxxxxx.exe -f:E:\log1.txt。其中,umdh.exe是windows debug tools 下的一款命令行工具,它的全程是User Mode Dump Heap 這個工具會分析當前進程在堆上分配的內存。可以使用“umdh /?”查看umdh.exe支持的命令行參數,以及如何使用的:
然后讓程序運行一個多小時后,讓程序有足夠多的內存泄漏,然后再用命令:umdh.exe -pn:xxxxxxxxx.exe -f:E:\log2.txt,導出時刻2時的堆內存分配使用情況。
4)使用命令:umdh.exe E:\log1.txt E:\log2.txt -f:E:\result.txt,比較兩個時刻中間的時間段的堆內存的增長及使用情況,找出可能出現內存泄漏的地方:
這似乎還是有問題,明明泄漏了1GB多的內存,怎么檢測結果中最多泄漏的那項計算出來泄漏的內存才200MB,相差的比較多的,看來windbg似乎也不可信啊!
4、使用代碼分塊注釋的辦法,定位到發生內存泄漏的模塊
問題還是沒查出來,這個就比較頭疼了,軟件馬上要對外發布正式商用版本了,這個問題必須要解決啊!
最后沒辦法,只能采用逐步注釋代碼的方法,看看能否定位內存泄漏發生在哪個模塊中。經多次嘗試發現,與dcs數據協作模塊的庫有關系。然后查看了一下dcs服務器的連接狀態,服務器連不上,底層一直在不斷的定時重連,難道是每次重連失敗后沒有釋放socket套接字等資源導致的內存泄漏?
于是找到相關模塊的負責同事,讓他們排查,排查下來后發現,確實是服務器重連失敗后沒有將相關資源釋放掉導致的內存泄漏(使用websocket和服務器通信的)!
后來在我自己的兩臺電腦上驗證了一下,軟件運行在我win7 32位電腦上是有內存泄漏的,但在我另一臺win7 64位系統上則沒有內存泄漏。在測試同事的win10系統上,也詳細觀察了,win10系統上居然沒有內存泄漏,軟件運行一切正常!這個內存泄漏難道是和操作系統是強相關的?
5、進一步研究確認
知道大概的原因之后,我又用windbg和tMemMonitor都重新檢測了一下內存泄漏,看看哪個工具更好用,定位的更準確!
我們選擇檢測的時間段內,軟件已經占用了1.15GB的內存,內存泄漏估計得有900MB左右了。
此時windbg分析出來的內存泄漏模塊確實是對的,如下所示:
但是泄漏的內存只有200MB左右,這和實際的內存泄漏大小有很大的出入。當前windbg分析出的內存泄漏是用戶態的,可能有部分泄漏發生在程序的內核態?
而騰訊的tMemMonitor和windbg比要遜色不少,tMemMonitor不僅檢測出的泄漏內存大小比實際泄漏大小要小很多,而且根本沒有定位到發生內存泄漏的模塊。所以,windbg還是要強大不少的。
經后來驗證,在另一臺的win7 64位系統中,之前之所以沒有內存泄露,是因為這臺機器上登錄平臺的賬號是沒有dcs服務的權限,就不會登錄dcs服務器,就不會觸發dcs服務器的重連。而本例中的內存泄漏就是dcs重連失敗后沒有清理相關資源導致的。后來使用一個有dcs服務權限的賬號在這臺win7 64位系統中登錄我們的軟件,同樣也出現了內存泄漏。
但同樣的代碼、同樣的軟件在win10系統中卻沒有內存泄漏,通過打印日志可以確定win10系統中也觸發了dcs服務器的重連了,這可能是win10系統的內存管理機制和win7不同引起的吧!
6、總結
遇到問題后,要進行深入細致的研究,要搞清楚各種情況的來龍去脈!在詳細的研究過程中要多思考多驗證,會有新的發現和新的收獲!