記一次 WinDbg 分析 .NET 某工廠MES系統記憶體泄漏分析

2022 年 1 月 10 日
筆記
c#, windbg

一：背景

1. 講故事

上個月有位朋友加微信求助，說他的程式跑著跑著就記憶體爆掉了，尋求如何解決，截圖如下：

從聊天內容看，這位朋友壓力還是蠻大的，話說這貌似是我分析的第三個 MES 系統了，看樣子 .NET 在傳統工廠是巨無霸的存在哈。。。

話不多說，一起用 Windbg 一探究竟吧。

二：Windbg 分析

1. 託管還是非託管

先看下進程的commit記憶體，用 !address -summary 即可。


0:000> !address -summary

                                     
Mapping file section regions...
Mapping module regions...
Mapping PEB regions...
Mapping TEB and stack regions...
Mapping heap regions...
Mapping page heap regions...
Mapping other regions...
Mapping stack trace database regions...
Mapping activation context regions...

--- Type Summary (for busy) ------ RgnCount ----------- Total Size -------- %ofBusy %ofTotal
MEM_PRIVATE                             971          e7d6b000 (   3.622 GB)  95.24%   90.56%
MEM_IMAGE                              1175           ac5d000 ( 172.363 MB)   4.43%    4.21%
MEM_MAPPED                               34            d08000 (  13.031 MB)   0.33%    0.32%

--- State Summary ---------------- RgnCount ----------- Total Size -------- %ofBusy %ofTotal
MEM_COMMIT                             1806          edfd9000 (   3.719 GB)  97.77%   92.97%
MEM_FREE                                190           c920000 ( 201.125 MB)            4.91%
MEM_RESERVE                             374           56f7000 (  86.965 MB)   2.23%    2.12%

...

可以看到，當前佔用記憶體是 3.79G，從記憶體地址看是一個 32bit 程式，看樣子程式在崩潰的邊緣哈😂😂😂，接下來我們看下 託管堆記憶體 佔用，使用 !eeheap -gc 命令。


0:000> !eeheap -gc
Number of GC Heaps: 1
generation 0 starts at 0xf35a90c0
generation 1 starts at 0xf33a1000
generation 2 starts at 0x01db1000
ephemeral segment allocation context: none
 segment     begin  allocated      size
 ...
 f7790000  f7791000  f8058854  0x8c7854(9205844)
f33a0000  f33a1000  f3ba6e84  0x805e84(8412804)
Large object heap starts at 0x02db1000
 segment     begin  allocated      size
02db0000  02db1000  0387e988  0xacd988(11327880)
Total Size:              Size: 0xdcab5ca8 (3702217896) bytes.
------------------------------
GC Heap Size:    Size: 0xdcab5ca8 (3702217896) bytes.

從輸出資訊看，託管堆記憶體佔用 3.7G，這是一個相對簡單的 託管記憶體泄漏 問題了。

2. 探究託管堆

要查看託管堆還是很簡單的，先來一個大一統的命令 !dumpheap -stat。


0:000> !dumpheap -stat
Statistics:
      MT    Count    TotalSize Class Name
...
04b045d0    67663     25711940 xxx.Product.Mes.DataStore.EF.MesDbContext
719f0100  3458387     41500644 System.Object
719f1b84   281492     42391384 System.Int32[]
0489adb0  2238394     44767880 xxx.Application.Features.FeatureChecker
71551e00  2238503     53724072 System.Collections.Generic.List`1[[System.String, mscorlib]]
07c473e0  5615923     67391076 System.Data.Entity.Core.Objects.Internal.ObjectQueryExecutionPlanFactory
07c68954  5683589     68203068 System.Data.Entity.Core.Common.Internal.Materialization.Translator
04c7e3a8  4042677     71990132 Castle.DynamicProxy.IInterceptor[]
014a80c0  3142755     80480594      Free
042ecd18  5869494     93911904 xxxx.Domain.Uow.UnitOfWorkInterceptor
096ed32c    67663     97164068 System.Collections.Generic.Dictionary`2+Entry[[System.Type, mscorlib],[System.Data.Entity.Internal.Linq.IInternalSetAdapter, EntityFramework]][]
0488edb0 12641117    151693404 xxx.Domain.Uow.AsyncLocalCurrentUnitOfWorkProvider
0488fa50 10769173    215383460 xxx.Domain.Uow.UnitOfWorkManager
07cc0fb0  5548261    355088704 System.Data.Entity.Core.Objects.EntitySqlQueryState
719efd60 11275964   1268805768 System.String

從卦象上看，沉底的基本都是和 EF 相關的類，相對來說 string 一般都是被這些 EF 所持有,而且還發現了一個非常異常的地方，就是 MesDbContext 居然有 6w 多，看樣子有些不正常，接下來就抽幾個查一下引用，大概都是如下輸出：


0:000> !gcroot 17d2e438
HandleTable:
    014313c8 (pinned handle)
    -> 02dd9020 System.Object[]
    -> 0260abf4 System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary`2[[System.Data.Entity.DbContext, EntityFramework],[System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary`2[[System.String, mscorlib],[EntityFramework.DynamicFilters.DynamicFilterParameters, EntityFramework.DynamicFilters]], mscorlib]]
    -> b96074a4 System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary`2+Tables[[System.Data.Entity.DbContext, EntityFramework],[System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary`2[[System.String, mscorlib],[EntityFramework.DynamicFilters.DynamicFilterParameters, EntityFramework.DynamicFilters]], mscorlib]]
    -> 02fcddb0 System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary`2+Node[[System.Data.Entity.DbContext, EntityFramework],[System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary`2[[System.String, mscorlib],[EntityFramework.DynamicFilters.DynamicFilterParameters, EntityFramework.DynamicFilters]], mscorlib]][]
    -> b955eecc System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary`2+Node[[System.Data.Entity.DbContext, EntityFramework],[System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary`2[[System.String, mscorlib],[EntityFramework.DynamicFilters.DynamicFilterParameters, EntityFramework.DynamicFilters]], mscorlib]]
    -> 17d2e438 xxx.DataStore.EF.MesDbContext

從引用鏈來看，這些 MesDbContext 都是被 ConcurrentDictionary<DbContext,ConcurrentDictionary<string,DynamicFilterParameters>> 所持有，接下來需要判斷下這個字典的 size 到底有多大，可以用 !objsize 命令。

0:000> !objsize 0260abf4
e06d7363 Exception in c:\mysymbols\SOS_x86_x86_4.7.3701.00.dll\5F4FF1AE6f0000\SOS_x86_x86_4.7.3701.00.dll.objsize debugger extension.
      PC: 757ea842  VA: 022ce8f4  R/W: 19930520  Parameter: 7b9bb528

0:000> !DumpObj /d 02fcddb0
Name:        System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary`2+Node[[System.Data.Entity.DbContext, EntityFramework],[System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary`2[[System.String, mscorlib],[EntityFramework.DynamicFilters.DynamicFilterParameters, EntityFramework.DynamicFilters]], mscorlib]][]
MethodTable: 0973cb60
EEClass:     715c4fc0
Size:        573440(0x8c000) bytes
Array:       Rank 1, Number of elements 143357, Type CLASS (Print Array)
Fields:
None

經過漫長的等待，害，最後報錯了，但也可以看到這個 dictionary 有 14.3w 條記錄，接下來嚴峻的問題就來了，這個 ConcurrentDictionary 是朋友定義的還是框架內的？所以下一步就需要找到它的歸屬類？

3. 探究字典到底屬於哪個類

要想找到 字典 的歸屬類，這個相對有點麻煩，我為此在 B 站上錄了一集專門聊這個，有興趣的朋友可以看一看。

//b23.tv/Rq47Vxp

總而言之，整體思路是：

先找 17d2e438(MesDbContext) 在 0260abf4(dictionary) 中的 address (address1) 。
再從記憶體中尋找這個 address(address1) 的 address (address2)。

這個 address2 就存在於那個引用此dictionary的方法體，然後就可以反編譯出該方法體，查看它的EEClass，最終找到所屬類名。

接下來我們就實戰一下。

查看 object[] 的 size。


0:000> !do 02dd9020
Name:        System.Object[]
MethodTable: 719f0154
EEClass:     715c4fc0
Size:        65532(0xfffc) bytes
Array:       Rank 1, Number of elements 16380, Type CLASS (Print Array)
Fields:
None

尋找 address1

用 s -d 搜索記憶體。


0:000> s -d 02dd9020 L?0xfffc 0260abf4
02de11a4  0260abf4 0260ad04 0260ad2c 08320d20  ..`...`.,.`. .2.

這個 02de11a4 就是我要找的 address1，這裡稍微解釋一下，-d 表示按 32bit 搜索， -q 按 64bit 搜索， L?0xfffc 是 object[] 數組的 size 。

尋找 address2

這裡將地址拆成 02de11a4 = a4 11 de 02 去搜索，不然有坑的哈。


0:000> s-b 0 L?0xffffffff a4 11 de 02
0695d2f9  a4 11 de 02 e8 be 14 f9-6b b9 18 3c 34 70 e8 bc  ........k..<4p..
09e9438b  a4 11 de 02 39 09 e8 9a-11 af 67 8b f0 a1 bc 11  ....9.....g.....

從輸出看，有兩個程式碼區域用到了 dict, 因為是全記憶體搜索的，這裡就挑選最後一個 address2=09e9438b 吧。

反編譯address2

使用 !U 反編譯，然後再 !name2ee + !dumpmd + !dumpclass 即可。


0:000> !U 09e9438b
Normal JIT generated code
EntityFramework.DynamicFilters.DynamicFilterExtensions.GetOrCreateScopedFilterParameters(System.Data.Entity.DbContext, System.String)
Begin 09e94320, size 1e1
09e94320 55              push    ebp
...
09e9433a 8bf1            mov     esi,ecx
09e9433c b95088ea09      mov     ecx,9EA8850h (MT: EntityFramework.DynamicFilters.DynamicFilterExtensions+<>c__DisplayClass71_0)
09e94341 e882ed5af7      call    014430c8 (JitHelp: CORINFO_HELP_NEWSFAST)
09e94346 8bf8            mov     edi,eax
09e94348 8d5704          lea     edx,[edi+4]
09e9434b e800a5a568      call    clr!JIT_WriteBarrierESI (728ee850)

0:000> !name2ee *!EntityFramework.DynamicFilters.DynamicFilterExtensions.GetOrCreateScopedFilterParameters
Module:      0973aef4
Assembly:    EntityFramework.DynamicFilters.dll
Token:       0600005e
MethodDesc:  0973b8fc
Name:        EntityFramework.DynamicFilters.DynamicFilterExtensions.GetOrCreateScopedFilterParameters(System.Data.Entity.DbContext, System.String)
JITTED Code Address: 09e94320

0:000> !dumpmd 0973b8fc
Method Name:  EntityFramework.DynamicFilters.DynamicFilterExtensions.GetOrCreateScopedFilterParameters(System.Data.Entity.DbContext, System.String)
Class:        0974c7d8
MethodTable:  0973b938
mdToken:      0600005e
Module:       0973aef4
IsJitted:     yes
CodeAddr:     09e94320
Transparency: Critical

0:000> !dumpclass 0974c7d8
Class Name:      EntityFramework.DynamicFilters.DynamicFilterExtensions
mdToken:         02000006
File:            D:\xxx\Debug\EntityFramework.DynamicFilters.dll
Parent Class:    715415b0
Module:          0973aef4
Method Table:    0973b938
Vtable Slots:    4
Total Method Slots:  20
Class Attributes:    100181  Abstract, 
Transparency:        Critical
NumInstanceFields:   0
NumStaticFields:     5
      MT    Field   Offset                 Type VT     Attr    Value Name
0973bfcc  400000d        c ....DynamicFilters]]  0   static 0260a9d4 _GlobalParameterValues
0973c3f4  400000e       10 ...ers]], mscorlib]]  0   static 0260abf4 _ScopedParameterValues
70343c18  400000f       14 ...tring, mscorlib]]  0   static 0260ad04 _PreventDisabledFilterConditions
71a34804  4000010       43       System.Boolean  1   static        1 _Initialized
05ec9adc  4000011       18 ...rsion, mscorlib]]  0   static 0260ad2c _OracleInstanceVersions

終於給找到了，原來是EF底層的 EntityFramework.DynamicFilters.DynamicFilterExtensions 類哈，導出源碼如下：