.NET关于API 句柄泄漏分析

一:背景 1. 讲故事

上上周有位朋友找到我,说他的程序CPU和句柄都在不断的增长,无回头趋势,查了好些天也没什么进展,特加wx寻求帮助,截图如下:

.NET关于API 句柄泄漏分析


.NET关于API 句柄泄漏分析

看的出来这位朋友也是非常郁闷,出问题还出两个,气人哈,关于 cpu 爆高的问题我准备单独用一篇文章去侦读,这篇就先聊聊 句柄泄漏 的问题,毕竟写了20多篇,也是第一次聊到 handle 泄露,有点意思哈。

2. 什么是句柄

我个人理解的句柄:就是在托管层持有了一个对非托管层资源的引用,有了这个引用,我们就可以强制回收非托管资源,那什么是非托管资源? 我个人的理解是 gc 管不到的地方都是 非托管资源。

通常包含这种句柄的类有: FileStream, Socket 等,如果大家有这个前置基础,接下来就可以用 windbg 去分析啦!

二: windbg 分析 1. 看问题表象

朋友从 任务管理器 中看到 handle =8770,那就说明程序中有 8770 个对非托管资源持有句柄,那怎么去看呢? 在说这个之前,大家有没有遇到这种现象,就是不管程序怎么泄漏,只要我们退出exe,那么所有的资源都会被神奇的 释放, 不管是托管资源还是非托管资源,这样说相信有很有朋友好奇这是怎么实现的??? 大家可以先想 10s。

揭晓答案啦! 简单的说, CLR 在内部维护了一张句柄表,当程序关闭时,CLR会强制释放句柄表中的所有句柄,那问题就简单了,既然 CLR 能触达,我相信通过 windbg 也能做到,对,就是通过 !gchandles 命令。

2. 查看句柄表

这里提醒一下,!gchandles 的作用域是 AppDomain,而不是 Process,接下来看一下命令输出:

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

从输出看,有一组数据特别刺眼,那就是: Async Pinned Handles = 8246 [System.Threading.OverlappedData],这是什么意思呢? 从英文名就能看出这是一个和 异步IO 相关的句柄,有些朋友应该知道,在异步IO的过程中,会有一个 byte[] 被 pinned 住,同时还有一个异步IO的上下文对象 OverlappedData。

接下来的一个问题是:既然是异步IO,那它的 handle 是什么类型,如前面所说是 FileStream 还是 Socket ? 要想找出答案,就需要深挖 OverlappedData 对象,相关的命令是: !dumpheap -mt xxx & !do ... ,参考如下:

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

上面倒数第五行的 0000000000000428 就是具体的 handle 值,接下来就可以用 !handle 命令查看其值的具体信息。

0:000> !handle 0000000000000428 7 Handle 428 Type File Attributes 0 GrantedAccess 0x100081: Synch Read/List,ReadAttr HandleCount 2 PointerCount 65489

从 Type:File 可以看出,原来这 8000 多都是文件句柄哈。。。

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