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記一次 .NET 某風控管理系統內存泄漏分析

作者：一線碼農聊技術
存儲 存儲軟件
從源碼邏輯看，我猜測朋友將 GetConfig 方法標記成 static 后就以為是單例化了，再次調用不會重復 new AppConfig(settingfile)，所以問題就出在這里。

[[432706]]

一、背景

1. 講故事

上個月中旬，星球里的一位朋友在微信找我，說他的程序跑著跑著內存會不斷的緩慢增長并無法釋放，尋求如何解決 ?

得，看樣子星球還得好好弄!!!不管怎么說，先上 windbg 說話。

二、Windbg 分析

1. 經驗推理

從朋友的截圖看，有大量的 8216 字節的 byte[]，這表示什么呢?追隨本系列的朋友應該知道，有一篇 某三甲醫院 的內存暴漲的dump中，也同樣有此 size= (8216-24=8192) 的 byte[] 數組， 他的問題是 Oracle 中讀取某大字段時sdk里的 OraBuf 出了問題，換句話說，這肯定又是底層或者第三方庫中的池對象搞出來的東西，接下來從 托管堆 看起。

2. 查看托管堆

  1. 0:000> !dumpheap -stat 
  2. Statistics: 
  3. 00007ffe107248f0   483707     15478624 System.Threading.PreAllocatedOverlapped 
  4. 00007ffe1079c160   483744     15479808 System.Threading.ThreadPoolBoundHandle 
  5. 00007ffe1079cff8   483701     23217648 System.Threading._IOCompletionCallback 
  6. 00007ffe106e7a90   483704     23217792 Microsoft.Win32.SafeHandles.SafeFileHandle 
  7. 00007ffe1079b088   483703     30956992 System.IO.FileSystemWatcher+AsyncReadState 
  8. 00007ffe1079ceb0   483707     34826904 System.Threading.OverlappedData 
  9. 00007ffe1079ccb0   483707     34826904 System.Threading.ThreadPoolBoundHandleOverlapped 
  10. 0000016c64651080   245652   1473128080      Free 
  11. 00007ffe105abf30   488172   3977571092 System.Byte[] 

掃完托管堆，臥槽 ，byte[] 沒吸引到我，反而被 System.IO.FileSystemWatcher+AsyncReadState 吸引到了，畢竟被 System.IO.FileSystemWatcher 折騰多次了，它已經深深打入了我的腦海。。。畢竟讓程序卡死，讓句柄爆高的都是它。。。這一回八成又是它惹的禍，看樣子還是有很多程序員栽在這里哈。

為做到嚴謹，我還是從最大的 System.Byte[] 入手，按size對它進行分組再按totalsize降序，丑陋的腳本我就不發了，直接上腳本的輸出結果。

  1. !dumpheap -mt 00007ffe105abf30 
  2. size=8216,count=483703,totalsize=3790M 
  3. size=8232,count=302,totalsize=2M 
  4. size=65560,count=6,totalsize=0M 
  5. size=131096,count=2,totalsize=0M 
  6. size=4120,count=11,totalsize=0M 
  7. size=56,count=301,totalsize=0M 
  8. size=88,count=186,totalsize=0M 
  9. size=848,count=16,totalsize=0M 
  10. size=152,count=85,totalsize=0M 
  11. size=46,count=242,totalsize=0M 
  12. size=279,count=38,totalsize=0M 
  13.  
  14. !dumpheap -mt 00007ffe105abf30 -min 0n8216 -max 0n8216 -short 
  15.  
  16. 0000016c664277f0 
  17. 0000016c66432a48 
  18. 0000016c6648ef88 
  19. 0000016c6649daa8 
  20. 0000016c6649fb00 
  21. 0000016c664a8b90 
  22. ... 

從輸出結果看，size=8216 的 byte[] 有 48w 個，然后腳本也列出了一些 8216 大小的 address 地址，接下來用 !gcroot 看下這些地址的引用。

  1. 0:000> !gcroot 0000016c664277f0 
  2. HandleTable: 
  3.     0000016C65FC28C0 (async pinned handle) 
  4.     -> 0000016C6628DEB0 System.Threading.OverlappedData 
  5.     -> 0000016C664277F0 System.Byte[] 
  6.  
  7. Found 1 unique roots (run '!gcroot -all' to see all roots). 
  8. 0:000> !gcroot 0000016c667c80d0 
  9. HandleTable: 
  10.     0000016C65FB7920 (async pinned handle) 
  11.     -> 0000016C663260F8 System.Threading.OverlappedData 
  12.     -> 0000016C667C80D0 System.Byte[] 

從輸出中可以看到這些 byte[] 都是 async pinned，也就是當異步IO回來的時候需要給 byte[] 填充的存儲空間，接下來我們看看如何通過 OverlappedData 找到源碼中定義為 8192 大小的 byte[] 地方。

如果你了解 FileSystemWatcher ，反向查找鏈大概是這樣的 OverlappedData -> ThreadPoolBoundHandleOverlapped -> System.IO.FileSystemWatcher+AsyncReadState -> Buffer[]， 這中間涉及到 ThreadPool 和 SafeHandle 的綁定。

  1. 0:000> !do 0000016C663260F8 
  2. Name:        System.Threading.OverlappedData 
  3. MethodTable: 00007ffe1079ceb0 
  4. EEClass:     00007ffe107ac8d0 
  5. Size:        72(0x48) bytes 
  6. File:        C:\Program Files\dotnet\shared\Microsoft.NETCore.App\5.0.10\System.Private.CoreLib.dll 
  7. Fields: 
  8.               MT    Field   Offset                 Type VT     Attr            Value Name 
  9. 00007ffe106e3c08  40009ce        8  System.IAsyncResult  0 instance 0000000000000000 _asyncResult 
  10. 00007ffe104a0c68  40009cf       10        System.Object  0 instance 0000016c66326140 _callback 
  11. 00007ffe1079cb60  40009d0       18 ...eading.Overlapped  0 instance 0000016c663260b0 _overlapped 
  12. 00007ffe104a0c68  40009d1       20        System.Object  0 instance 0000016c667c80d0 _userObject 
  13. 00007ffe104af508  40009d2       28                  PTR  0 instance 00000171728f66e0 _pNativeOverlapped 
  14. 00007ffe104aee60  40009d3       30        System.IntPtr  1 instance 0000000000000000 _eventHandle 
  15. 00007ffe104ab258  40009d4       38         System.Int32  1 instance                0 _offsetLow 
  16. 00007ffe104ab258  40009d5       3c         System.Int32  1 instance                0 _offsetHigh 
  17. 0:000> !do 0000016c663260b0 
  18. Name:        System.Threading.ThreadPoolBoundHandleOverlapped 
  19. MethodTable: 00007ffe1079ccb0 
  20. EEClass:     00007ffe107ac858 
  21. Size:        72(0x48) bytes 
  22. File:        C:\Program Files\dotnet\shared\Microsoft.NETCore.App\5.0.10\System.Private.CoreLib.dll 
  23. Fields: 
  24.               MT    Field   Offset                 Type VT     Attr            Value Name 
  25. 00007ffe1079ceb0  40009d6        8 ...ng.OverlappedData  0 instance 0000016c663260f8 _overlappedData 
  26. 00007ffe1079b818  40009c0       10 ...ompletionCallback  0 instance 0000016f661ab8a0 _userCallback 
  27. 00007ffe104a0c68  40009c1       18        System.Object  0 instance 0000016c667ca0e8 _userState 
  28. 00007ffe107248f0  40009c2       20 ...locatedOverlapped  0 instance 0000016c66326090 _preAllocated 
  29. 00007ffe104af508  40009c3       30                  PTR  0 instance 00000171728f66e0 _nativeOverlapped 
  30. 00007ffe1079c160  40009c4       28 ...adPoolBoundHandle  0 instance 0000000000000000 _boundHandle 
  31. 00007ffe104a7238  40009c5       38       System.Boolean  1 instance                0 _completed 
  32. 00007ffe1079b818  40009bf      738 ...ompletionCallback  0   static 0000016f661ab990 s_completionCallback 
  33. 0:000> !do 0000016c667ca0e8 
  34. Name:        System.IO.FileSystemWatcher+AsyncReadState 
  35. MethodTable: 00007ffe1079b088 
  36. EEClass:     00007ffe107a9dc0 
  37. Size:        64(0x40) bytes 
  38. File:        C:\Program Files\dotnet\shared\Microsoft.NETCore.App\5.0.10\System.IO.FileSystem.Watcher.dll 
  39. Fields: 
  40.               MT    Field   Offset                 Type VT     Attr            Value Name 
  41. 00007ffe104ab258  400002b       30         System.Int32  1 instance                1 <Session>k__BackingField 
  42. 00007ffe105abf30  400002c        8        System.Byte[]  0 instance 0000016c667c80d0 <Buffer>k__BackingField 
  43. 00007ffe106e7a90  400002d       10 ...es.SafeFileHandle  0 instance 0000016c66326028 <DirectoryHandle>k__BackingField 
  44. 00007ffe1079c160  400002e       18 ...adPoolBoundHandle  0 instance 0000016c66326058 <ThreadPoolBinding>k__BackingField 
  45. 00007ffe107248f0  400002f       20 ...locatedOverlapped  0 instance 0000016c66326090 <PreAllocatedOverlapped>k__BackingField 
  46. 00007ffe1079b8c8  4000030       28 ...eSystem.Watcher]]  0 instance 0000016c66326078 <WeakWatcher>k__BackingField 

上面的 k__BackingField 就是當初丟給 OverlappedData 作為 異步IO 讀寫的緩沖，然后看下 System.IO.FileSystemWatcher+AsyncReadState 的源碼。

有了這些原理之后，接下來就可以問朋友是否有對 appsettings 設置了 reloadonchange=true 的情況，朋友找了下代碼，寫法大概如下：

  1. public object GetxxxFlag() 
  2. { 
  3.     string value = AppConfig.GetConfig("appsettings.json").GetValue("xxxx", "0"); 
  4.  
  5.     return new 
  6.     { 
  7.         state = 200, 
  8.         data = value 
  9.     }; 
  10. } 
  11.  
  12. public class AppConfig 
  13. { 
  14.     public static AppConfig GetConfig(string settingfile = "appsettings.json") 
  15.     { 
  16.         return new AppConfig(settingfile); 
  17.     } 
  18. } 
  19.  
  20. public class AppConfig 
  21. { 
  22.     private AppConfig(string settingfile) 
  23.     { 
  24.         _config = new ConfigurationBuilder().AddJsonFile(settingfile, optional: true, reloadOnChange: true).Build(); 
  25.         _settingfile = settingfile; 
  26.     } 
  27. } 

從源碼邏輯看，我猜測朋友將 GetConfig 方法標記成 static 后就以為是單例化了，再次調用不會重復 new AppConfig(settingfile)，所以問題就出在這里。

不過有意思的是，前面二篇的 FileSystemWatcher 都會造成程序卡死，那這一篇為啥沒有呢?恰好他沒有在程序根目錄中放日志文件，不然的話。。。，可萬萬沒想到逃過了卡死卻沒逃過一個 watcher 默認 8byte 空間的靈魂拷問。。。

三、總結 

總的來說，設置 reloadOnChange: true 一定要慎重， 可能它會造成你的程序卡死，句柄泄漏，內存泄漏 等等!!!

責任編輯：武曉燕 來源： 一線碼農聊技術
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