程序内存一直在泄漏，原来是异步死循环了 !

时间：2021-10-13 11:38:46

程序内存一直在泄漏，原来是异步死循环了 !

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：

程序内存一直在泄漏，原来是异步死循环了 !

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。

  1. 0:000> .time
  2. Debug session time: Thu Oct 21 14:54:39.000 2021 (UTC + 8:00)
  3. System Uptime: 6 days 4:37:27.851
  4. Process Uptime: 0 days 0:40:14.000
  5. Kernel time: 0 days 0:01:55.000
  6. 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。

  1. 0:000> !address -summary
  3. --- State Summary ---------------- RgnCount ----------- Total Size -------- %ofBusy %ofTotal
  4. MEM_FREE 327 7dfc`c665a000 ( 125.987 TB) 98.43%
  5. MEM_RESERVE 481 201`e91a2000 ( 2.007 TB) 99.74% 1.57%
  6. MEM_COMMIT 2307 1`507f4000 ( 5.258 GB) 0.26% 0.00%
  8. 0:000> !eeheap -gc
  9. Number of GC Heaps: 2
  10. ------------------------------
  12. GC Allocated Heap Size: Size: 0x139923528 (5260850472) bytes.
  13. 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。

  1. 0:000> !dumpheap -stat
  2. Statistics:
  3. MT Count TotalSize Class Name
  4. 00007ffdeb1fc400 5362921 128710104 xxxBLLs.xxx.BundleBiz+<>c__DisplayClass20_0
  5. 00007ffdeaeff140 5362929 171613728 System.Collections.Generic.List`1[[xxx.xxx, xxx]]
  6. 00007ffdeaeff640 5362957 171615272 xxx.BLLs.Plan.Dto.xxx[]
  7. 00007ffde8171e18 16146362 841456072 System.String
  8. 00007ffdeb210098 5362921 1415811144 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+d__20, xxx]]
  9. 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：

程序内存一直在泄漏，原来是异步死循环了 !

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。

程序内存一直在泄漏，原来是异步死循环了 !

双击 used by 就能看到真正的调用代码,简化后如下：

  1. public async Task DistributionBundle(List list, List bwdList, xxx item, List sumDetails, List details, BundleParameter bundleParameter, IEnumerable<dynamic> labels)
  2. {
  3. int num = 0;
  4. foreach (xxx detail in sumDetails)
  5. {
  6. IEnumerable woDetails = details.Where((xxx w) => w.Size == detail.Size && w.Color == detail.Color);
  7. foreach (xxx item2 in woDetails)
  8. {
  9. xxx
  10. }
  11. woDetails = woDetails.OrderBy((xxx s) => s.Seq).ToList();
  12. num++;
  13. xxx
  14. Bundle bundle = new Bundle();
  15. Bundle bundle2 = bundle;
  16. bundle2.BundleId = await _repo.CreateBundleId();
  18. foreach (xxx item3 in woDetails)
  19. {
  20. item3.TaskQty = item3.WoQty + Math.Ceiling(item3.WoQty * item3.OverCutRate);
  21. decimal value = default(decimal);
  22. }
  24. await DistributionBundle(list, bwdList, item, sumDetails, details, bundleParameter, labels);
  25. }
  26. }

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。

  1. 0:000> !DumpHeap /d -mt 00007ffdeb210098
  2. Address MT Size
  3. 000001a297913a68 00007ffdeb210098 264
  4. 000001a297913b70 00007ffdeb210098 264
  6. 0:000> !gcroot 000001a297913a68
  7. Thread 5ac:
  8. 000000470B1EE4E0 00007FFE45103552 System.Threading.Tasks.Task.SpinThenBlockingWait(Int32, System.Threading.CancellationToken) [/_/src/System.Private.CoreLib/shared/System/Threading/Tasks/Task.cs @ 2922]
  9. rbp+10: 000000470b1ee550
  10. -> 000001A297A25D88 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[Microsoft.Extensions.Hosting.HostingAbstractionsHostExtensions+d__4, Microsoft.Extensions.Hosting.Abstractions]]
  11. -> 000001A29796D8C0 Microsoft.Extensions.Hosting.Internal.Host
  12. ...
  13. -> 000001A298213248 System.Data.SqlClient.TdsParserStateObjectNative
  14. -> 000001A32E6AB700 System.Threading.Tasks.TaskFactory`1+<>c__DisplayClass38_0`1[[System.Data.SqlClient.SqlDataReader, System.Data.SqlClient],[System.Data.CommandBehavior, System.Data.Common]]
  15. -> 000001A32E6AB728 System.Threading.Tasks.Task`1[[System.Data.SqlClient.SqlDataReader, System.Data.SqlClient]]
  16. -> 000001A32E6ABB18 System.Threading.Tasks.StandardTaskContinuation
  17. -> 000001A32E6ABA80 System.Threading.Tasks.ContinuationTaskFromResultTask`1[[System.Data.SqlClient.SqlDataReader, System.Data.SqlClient]]
  18. -> 000001A32E6AB6C0 System.Action`1[[System.Threading.Tasks.Task`1[[System.Data.SqlClient.SqlDataReader, System.Data.SqlClient]], System.Private.CoreLib]]
  19. -> 000001A32E6AB428 System.Data.SqlClient.SqlCommand+<>c__DisplayClass130_0
  20. ...
  21. -> 000001A32E6ABC08 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.String, System.Private.CoreLib],[Dapper.SqlMapper+d__34`1[[System.String, System.Private.CoreLib]], Dapper]]
  22. -> 000001A32E6ABD20 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.String, System.Private.CoreLib],[xxx.DALs.xxx.BundleRepo+d__12, xxx]]
  23. -> 000001A32E6ABD98 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+d__20, xxx]]
  24. -> 000001A32E6A6BD8 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+d__20, xxx]]
  25. -> 000001A433250520 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+d__20, xxx]]
  26. -> 000001A32E69E0F8 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+d__20, xxx]]
  27. -> 000001A433247D28 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+d__20, xxx]]
  28. -> 000001A433246330 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+d__20, xxx]]
  29. -> 000001A32E69A568 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+d__20, xxx]]
  30. -> 000001A433245408 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[xxx.BundleBiz+d__20, xxx]]
  31. ...

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。

  1. 0:000> !t
  2. ThreadCount: 30
  3. UnstartedThread: 0
  4. BackgroundThread: 24
  5. PendingThread: 0
  6. DeadThread: 5
  7. Hosted Runtime: no
  8. Lock
  9. DBG ID OSID ThreadOBJ State GC Mode GC Alloc Context Domain Count Apt Exception
  10. 0 1 5ac 000001A29752CDF0 202a020 Preemptive 0000000000000000:0000000000000000 000001a29754c570 0 MTA
  11. 4 2 1e64 000001A29752A490 2b220 Preemptive 0000000000000000:0000000000000000 000001a29754c570 0 MTA (Finalizer)
  12. ...
  15. 0:000> !clrstack
  16. OS Thread Id: 0x5ac (0)
  17. Child SP IP Call Site
  18. 000000470B1EE1D0 00007ffe5eb30544 [GCFrame: 000000470b1ee1d0]
  19. 000000470B1EE318 00007ffe5eb30544 [HelperMethodFrame_1OBJ: 000000470b1ee318] System.Threading.Monitor.ObjWait(Boolean, Int32, System.Object)
  20. 000000470B1EE440 00007ffe45103c25 System.Threading.ManualResetEventSlim.Wait(Int32, System.Threading.CancellationToken)
  21. 000000470B1EE4E0 00007ffe45103552 System.Threading.Tasks.Task.SpinThenBlockingWait(Int32, System.Threading.CancellationToken) [/_/src/System.Private.CoreLib/shared/System/Threading/Tasks/Task.cs @ 2922]
  22. 000000470B1EE550 00007ffe451032cf System.Threading.Tasks.Task.InternalWaitCore(Int32, System.Threading.CancellationToken) [/_/src/System.Private.CoreLib/shared/System/Threading/Tasks/Task.cs @ 2861]
  23. 000000470B1EE5D0 00007ffe45121b04 System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.HandleNonSuccessAndDebuggerNotification(System.Threading.Tasks.Task) [/_/src/System.Private.CoreLib/shared/System/Runtime/CompilerServices/TaskAwaiter.cs @ 143]
  24. 000000470B1EE600 00007ffe4510482d System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.GetResult() [/_/src/System.Private.CoreLib/shared/System/Runtime/CompilerServices/TaskAwaiter.cs @ 106]
  25. 000000470B1EE630 00007ffe4de36595 Microsoft.Extensions.Hosting.HostingAbstractionsHostExtensions.Run(Microsoft.Extensions.Hosting.IHost) [/_/src/Hosting/Abstractions/src/HostingAbstractionsHostExtensions.cs @ 49]
  26. 000000470B1EE660 00007ffde80f3b4b xxx.Program.Main(System.String[])
  27. 000000470B1EE8B8 00007ffe47c06c93 [GCFrame: 000000470b1ee8b8]
  28. 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。

程序内存一直在泄漏，原来是异步死循环了 !

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/kf2sIB3LykSsPV_Zg8ncTw

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