.NET關(guān)于API 句柄泄漏分析
一:背景
1. 講故事
上上周有位朋友找到我,說他的程序CPU和句柄都在不斷的增長,無回頭趨勢,查了好些天也沒什么進(jìn)展,特加wx尋求幫助,截圖如下:
看的出來這位朋友也是非常郁悶,出問題還出兩個,氣人哈,關(guān)于 cpu 爆高的問題我準(zhǔn)備單獨(dú)用一篇文章去偵讀,這篇就先聊聊 句柄泄漏
的問題,畢竟寫了20多篇,也是第一次聊到 handle 泄露,有點(diǎn)意思哈。
2. 什么是句柄
我個人理解的句柄:就是在托管層持有了一個對非托管層資源的引用,有了這個引用,我們就可以強(qiáng)制回收非托管資源,那什么是非托管資源? 我個人的理解是 gc 管不到的地方都是 非托管資源
。
通常包含這種句柄的類有: FileStream, Socket 等,如果大家有這個前置基礎(chǔ),接下來就可以用 windbg 去分析啦!
二: windbg 分析
1. 看問題表象
朋友從 任務(wù)管理器
中看到 handle =8770
,那就說明程序中有 8770 個對非托管資源持有句柄,那怎么去看呢? 在說這個之前,大家有沒有遇到這種現(xiàn)象,就是不管程序怎么泄漏,只要我們退出exe,那么所有的資源都會被神奇的 釋放, 不管是托管資源還是非托管資源,這樣說相信有很有朋友好奇這是怎么實(shí)現(xiàn)的??? 大家可以先想 10s。
揭曉答案啦! 簡單的說, CLR 在內(nèi)部維護(hù)了一張句柄表,當(dāng)程序關(guān)閉時,CLR會強(qiáng)制釋放句柄表中的所有句柄,那問題就簡單了,既然 CLR 能觸達(dá),我相信通過 windbg 也能做到,對,就是通過 !gchandles
命令。
2. 查看句柄表
這里提醒一下,!gchandles
的作用域是 AppDomain,而不是 Process,接下來看一下命令輸出:
0:000> !gchandles -stat Statistics: MT Count TotalSize Class Name ... 00007ffccc1d2360 3 262280 System.Byte[] 00007ffccc116610 72 313224 System.Object[] 00007ffccc3814a0 8246 593712 System.Threading.OverlappedData Total 10738 objects Handles: Strong Handles: 312 Pinned Handles: 18 Async Pinned Handles: 8246 Ref Count Handles: 1 Weak Long Handles: 2080 Weak Short Handles: 59 Dependent Handles: 22
從輸出看,有一組數(shù)據(jù)特別刺眼,那就是: Async Pinned Handles = 8246 [System.Threading.OverlappedData]
,這是什么意思呢? 從英文名就能看出這是一個和 異步IO
相關(guān)的句柄,有些朋友應(yīng)該知道,在異步IO的過程中,會有一個 byte[]
被 pinned 住,同時還有一個異步IO的上下文對象 OverlappedData
。
接下來的一個問題是:既然是異步IO,那它的 handle 是什么類型,如前面所說是 FileStream 還是 Socket ? 要想找出答案,就需要深挖 OverlappedData
對象,相關(guān)的命令是: !dumpheap -mt xxx & !do ...
,參考如下:
0:000> !DumpHeap /d -mt 00007ffccc3814a0 Address MT Size 000001aa2acb39c8 00007ffccc3814a0 72 000001aa2acb3fd8 00007ffccc3814a0 72 000001aa2ad323d0 00007ffccc3814a0 72 ... 0:000> !do 000001aa2acb39c8 Name: System.Threading.OverlappedData MethodTable: 00007ffccc3814a0 EEClass: 00007ffccc37ca18 Size: 72(0x48) bytes File: C:\xxx\xxx\vms_210819\System.Private.CoreLib.dll Fields: MT Field Offset Type VT Attr Value Name 00007ffccc21f508 40006b2 8 System.IAsyncResult 0 instance 0000000000000000 _asyncResult 00007ffccc110ae8 40006b3 10 System.Object 0 instance 000001aa2acb4020 _callback 00007ffccc381150 40006b4 18 ...eading.Overlapped 0 instance 000001aa2acb3980 _overlapped 00007ffccc110ae8 40006b5 20 System.Object 0 instance 000001aa2acb9fe8 _userObject 00007ffccc11f130 40006b6 28 PTR 0 instance 000001aa2a9bd830 _pNativeOverlapped 00007ffccc11ecc0 40006b7 30 System.IntPtr 1 instance 0000000000000000 _eventHandle 0:000> !DumpObj /d 000001aa2acb3980 Name: System.Threading.ThreadPoolBoundHandleOverlapped MethodTable: 00007ffccc3812a0 EEClass: 00007ffccc37c9a0 Size: 72(0x48) bytes File: C:\xxx\xxx\vms_210819\System.Private.CoreLib.dll Fields: MT Field Offset Type VT Attr Value Name 00007ffccc3814a0 40006ba 8 ...ng.OverlappedData 0 instance 000001aa2acb39c8 _overlappedData 00007ffccc34fcd0 40006a4 10 ...ompletionCallback 0 instance 000001aa2acb3920 _userCallback 00007ffccc110ae8 40006a5 18 System.Object 0 instance 000001aa2acb38c8 _userState 00007ffccc380120 40006a6 20 ...locatedOverlapped 0 instance 000001aa2acb3960 _preAllocated 00007ffccc11f130 40006a7 30 PTR 0 instance 000001aa2a9bd830 _nativeOverlapped 00007ffccc380eb8 40006a8 28 ...adPoolBoundHandle 0 instance 000001aa2acb3900 _boundHandle 00007ffccc1171c8 40006a9 38 System.Boolean 1 instance 0 _completed 00007ffccc34fcd0 40006a3 458 ...ompletionCallback 0 static 000001aa2acb4020 s_completionCallback 0:000> !DumpObj /d 000001aa2acb3900 Name: System.Threading.ThreadPoolBoundHandle MethodTable: 00007ffccc380eb8 EEClass: 00007ffccc37c870 Size: 32(0x20) bytes File: C:\xxx\xxx\vms_210819\System.Private.CoreLib.dll Fields: MT Field Offset Type VT Attr Value Name 00007ffccc1d76b0 40006a1 8 ...rvices.SafeHandle 0 instance 000001aa2acb1d30 _handle 00007ffccc1171c8 40006a2 10 System.Boolean 1 instance 0 _isDisposed 0:000> !DumpObj /d 000001aa2acb1d30 Name: Microsoft.Win32.SafeHandles.SafeFileHandle MethodTable: 00007ffccc3807c8 EEClass: 00007ffccc37c548 Size: 48(0x30) bytes File: C:\xxx\xxx\xxx\System.Private.CoreLib.dll Fields: MT Field Offset Type VT Attr Value Name 00007ffccc11ecc0 4000bb4 8 System.IntPtr 1 instance 0000000000000428 handle 00007ffccc11b1e8 4000bb5 10 System.Int32 1 instance 4 _state 00007ffccc1171c8 4000bb6 14 System.Boolean 1 instance 1 _ownsHandle 00007ffccc1171c8 4000bb7 15 System.Boolean 1 instance 1 _fullyInitialized 00007ffccc2f1ae0 4001c3d 20 ...Private.CoreLib]] 1 instance 000001aa2acb1d50 _isAsync 00007ffccc380eb8 4001c3e 18 ...adPoolBoundHandle 0 instance 0000000000000000 <ThreadPoolBinding>k__BackingField
上面倒數(shù)第五行的 0000000000000428
就是具體的 handle 值,接下來就可以用 !handle
命令查看其值的具體信息。
0:000> !handle 0000000000000428 7 Handle 428 Type File Attributes 0 GrantedAccess 0x100081: Synch Read/List,ReadAttr HandleCount 2 PointerCount 65489
從 Type:File
可以看出,原來這 8000 多都是文件句柄哈。。。
寫到這里貌似就到了死胡同了😪😪😪,雖然挖了一些信息,但這些信息還不足以讓我找到問題根源,從引用鏈上來說,gchandles 中的這些對象是處于引用鏈的頂端,換句話說,我需要找到這條引用鏈下游的一些數(shù)據(jù)對象,一個好的入口點(diǎn)就是到 heap 中去挖。
3. 從托管堆找 OverlappedData 的徒孫輩
首先我們用 !dumpheap -stat
查看下托管堆。
0:000> !dumpheap -stat Statistics: MT Count TotalSize Class Name ... 00007ffccc3c5e18 939360 52604160 System.Collections.Generic.SortedSet`1+Node[[System.Collections.Generic.KeyValuePair`2[[System.String, System.Private.CoreLib],[System.String, System.Private.CoreLib]], System.Private.CoreLib]] 00007ffccc1d2360 16492 69081162 System.Byte[] 000001aa2a99af00 10365 76689384 Free 00007ffccc1d1e18 1904987 116290870 System.String
既然是找引用鏈下游,那就從基礎(chǔ)類型 System.String
或者 System.Byte[]
入手,這里我就選擇前者,寫了一個對 mt 下所有 address 進(jìn)行分組統(tǒng)計的腳本,畢竟人肉是不可能的,從腳本的輸出中我抽了幾個 address 查看 !gcroot,大概都是類似這樣的內(nèi)容。
0:000> !gcroot 000001aa47a0c030 HandleTable: 000001AA4469C090 (async pinned handle) -> 000001AA491EB908 System.Threading.OverlappedData -> 000001AA491EB8C0 System.Threading.ThreadPoolBoundHandleOverlapped -> 000001AA491EB860 System.Threading.IOCompletionCallback -> 000001AA491EAF30 System.IO.FileSystemWatcher -> 000001AA491EB458 System.IO.FileSystemEventHandler ... -> 000001AA47A0C030 System.String 0:000> !gcroot 000001aa2d3ea480 HandleTable: 000001AA28FE9930 (async pinned handle) -> 000001AA2DD68220 System.Threading.OverlappedData -> 000001AA2DD681D8 System.Threading.ThreadPoolBoundHandleOverlapped -> 000001AA2DD68178 System.Threading.IOCompletionCallback -> 000001AA2DD67848 System.IO.FileSystemWatcher ... -> 000001AA2D3EA480 System.String
從整個引用鏈來看,里面都有一個 System.IO.FileSystemWatcher
,這和前面分析的 handle= File
是一致的,然后就是導(dǎo)出這些 string ,發(fā)現(xiàn)大部分都是和 appSettings
相關(guān),如下所示:
string: appSettings:RabbitMQLogQueue string: appSettings:MedicalMediaServerIP string: appSettings:UseHttps ...
然后用 !strings
命令進(jìn)行了模糊匹配,發(fā)現(xiàn)這樣的string 高達(dá) 61w
。。。
到這里基本就能斷定:appsettings 被 watch 了,但 watch 的方式有問題。。。
4. 尋找最終答案
將調(diào)查結(jié)果給了朋友之后,讓朋友著重觀察下對 appsetting 進(jìn)行 watch 的方式是否有問題? 幾個小時后,朋友終于找到了。
大概意思是說:本身已經(jīng)通過設(shè)置 reloadOnChange=true
對 appsetings 進(jìn)行了監(jiān)控,但寫碼的人對這一塊不熟悉,又通過每10s一次輪詢對appsettings進(jìn)行數(shù)據(jù)感知,問題就出現(xiàn)在這里。。。
三:總結(jié)
其實(shí)本次事故的主要原因還是在于對如何實(shí)時感知 appsettings 中最新數(shù)據(jù)的玩法不熟悉,一邊用了 .netcore 自帶的 reloadOnChange 監(jiān)控,一邊還用輪詢的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)感知,所以說基礎(chǔ)還是很重要的,不要想當(dāng)然的去寫! 😁😁😁
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