PerfView专题 (第四篇)：如何寻找 C# 中程序集泄漏

Posted 2022-08-22 dotNET跨平台

一：背景

前两篇我们都聊到了非托管内存泄漏，一个是 HeapAlloc ，一个是 VirtualAlloc，除了这两种泄漏之外还存在其他渠道的内存泄漏，比如程序集泄漏，这一篇我们就来聊一聊。

二：程序集也会泄漏？

在我分析的一百多dump中，程序集方面的泄漏主要有 XmlSerializer 和 Castle.Proxy 这两个入口，这里就来探讨 XmlSerializer 所造成的泄漏。

1. 问题代码

为了方便讲述，先上一段测试代码，百分百内存泄漏，如假包换。

internal class Program
    
        static void Main(string[] args)
        
            var xml = @" <FabrikamCustomer>
                              <Id>0001</Id>
                              <FirstName>John</FirstName>
                              <LastName>Dow</LastName>
                          </FabrikamCustomer>";

            Enumerable.Range(0, 30000)
                 .Select(i => GetCustomer(i, "FabrikamCustomer", xml))
                 .ToList();

            Console.WriteLine("处理完成！");
            Console.ReadLine();
        
        public static Customer GetCustomer(int i, string rootElementName, string xml)
        
            var xmlSerializer = new XmlSerializer(typeof(Customer),
                            new XmlRootAttribute(rootElementName));

            using (var textReader = new StringReader(xml))
            
                using (var xmlReader = XmlReader.Create(textReader))
                
                    Console.WriteLine(i);

                    return (Customer)xmlSerializer.Deserialize(xmlReader);
                
            

        
    
    public class Customer
    
        public string Id  get; set; 
        public string FirstName  get; set; 
        public string LastName  get; set; 
    

故意让程序调用 XmlSerializer 三万次，跑完后我们看一下内存占用情况。

从图中你会观察到，内存会一直往上飙，直到 1.35G 为止，很明显这么简单的代码会有这么大的内存占用，已经超出了我的预期，接下来用 windbg 探究下到底怎么回事？

2. windbg 调试

既然内存泄漏了，我们需要用 windbg 研判下到底是哪方面的内存泄漏，托管层还好说，如果是非托管 那又是头大的事。。。先用 !address -summary 观察下。

0:000> !heap -s


************************************************************************************************************************
                                              NT HEAP STATS BELOW
************************************************************************************************************************
LFH Key                   : 0x14f82251
Termination on corruption : ENABLED
  Heap     Flags   Reserv  Commit  Virt   Free  List   UCR  Virt  Lock  Fast 
                    (k)     (k)    (k)     (k) length      blocks cont. heap 
-----------------------------------------------------------------------------
00670000 00000002 1020232 1012572 1020020    901   235    67    0      2   LFH
008c0000 00001002      60     16     60      4     2     1    0      0      
00b20000 00001002      60     16     60      4     2     1    0      0      
023d0000 00001002      60      4     60      0     1     1    0      0      
025a0000 00041002      60      4     60      2     1     1    0      0      
04d80000 00041002      60      4     60      2     1     1    0      0      
-----------------------------------------------------------------------------
0:000> !eeheap -gc
Number of GC Heaps: 1
generation 0 starts at 0x3aeb6320
generation 1 starts at 0x3ae91000
generation 2 starts at 0x025b1000
ephemeral segment allocation context: none
 segment     begin  allocated      size
025b0000  025b1000  02e70ee8  0x8bfee8(9174760)
3ae90000  3ae91000  3aeda364  0x49364(299876)
Large object heap starts at 0x035b1000
 segment     begin  allocated      size
035b0000  035b1000  036c2128  0x111128(1118504)
Total Size:              Size: 0xa1a374 (10593140) bytes.
------------------------------
GC Heap Size:    Size: 0xa1a374 (10593140) bytes.

从输出信息看，托管堆才区区 10M， 可以看到内存主要被 NT Heap 给吃掉了，因为没有开启 ust ，所以这块也搞不清楚是谁分配的。

如果仔细想一想，用 NT堆 的用户除了操作系统，还有 CLR，对，就是 CLR，所以看看与之相关的高频堆，低频堆，代码堆，或许有什么新发现，使用命令 !eeheap -loader。

0:000> !eeheap -loader
Loader Heap:
....
Module 57cf46f4: Size: 0x0 (0) bytes.
Module 57cf4e8c: Size: 0x0 (0) bytes.
Module 57cf5624: Size: 0x0 (0) bytes.
Module 57cf5dbc: Size: 0x0 (0) bytes.
Total size:      Size: 0x0 (0) bytes.
--------------------------------------
Total LoaderHeap size:   Size: 0xff56000 (267739136) bytes.
=======================================

发现有海量的程序集，而且占用了 267M，肯定是有问题的，接下来抽几个 module 看下里面都有什么内容。

0:000> !dumpmt -md 57cf61f8
EEClass:         57d08298
Module:          57cf5dbc
Name:            
mdToken:         02000002
File:            Unknown Module
BaseSize:        0x44
ComponentSize:   0x0
Slots in VTable: 8
Number of IFaces in IFaceMap: 0
--------------------------------------
MethodDesc Table
   Entry MethodDe    JIT Name
78c497b8 7884c838 PreJIT System.Object.ToString()
78c496a0 78988978 PreJIT System.Object.Equals(System.Object)
78c521f0 78988998 PreJIT System.Object.GetHashCode()
78c04f2c 789889a0 PreJIT System.Object.Finalize()
57d10c85 57cf61d4   NONE Microsoft.Xml.Serialization.GeneratedAssembly.XmlSerializationWriterCustomer.InitCallbacks()
57d10c89 57cf61dc   NONE Microsoft.Xml.Serialization.GeneratedAssembly.XmlSerializationWriterCustomer..ctor()
57d10c7d 57cf61bc   NONE Microsoft.Xml.Serialization.GeneratedAssembly.XmlSerializationWriterCustomer.Write3_FabrikamCustomer(System.Object)
57d10c81 57cf61c8   NONE Microsoft.Xml.Serialization.GeneratedAssembly.XmlSerializationWriterCustomer.Write2_Customer(System.String, System.String, ConsoleApp12.Customer, Boolean, Boolean)

可以发现这里面都是 XmlSerialization 相关类，这说明内存泄漏和它有关，但还找不出是哪个代码泄漏的，头疼哈。。。

3. 到底是谁泄漏的？

为了快速解决，这时候就可以祭出 PerfView 2.0.6（最新版本会报错） , 用它来监控程序集的加载事件，一旦程序中出现了加载事件，在内部进行拦截并记录 调用栈，主要还是借助了 ETW。

在 PerfView 面板中点击 Provider Browser 按钮选中 Loader 事件，如下图：

然后加上记录栈的key，即 @StacksEnabled=true，合并后就是：

Microsoft-Windows-DotNETRuntime:LoaderKeyword:Always:@StacksEnabled=true

执行完之后，就会看到 Events 项，在弹框中搜索 AssemblyLoad 事件，然后在 Time MSec 列点击右键选择 Open Any Stacks 打开此次加载的 线程调用栈， 如下图所示：

如果看到调用栈显示的是 乱码 的话，可以使用 Lookup Symbols 加载下符号，然后就可以看到清晰的调用栈，截图如下：

终于在 调用栈 中发现，那个 DynamicAssembly 就是 GetCustomer 方法创建的哈。。。到此终于找到原因。