关于.net:记一次-NET-某流媒体独角兽-API-句柄泄漏分析

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一:背景

1. 讲故事

上上周有位敌人找到我,说他的程序 CPU 和句柄都在一直的增长,无回头趋势,查了好些天也没什么停顿,特加 wx 寻求帮忙,截图如下:


看的进去这位敌人也是十分郁闷,出问题还出两个,气人哈,对于 cpu 爆高的问题我筹备独自用一篇文章去侦读,这篇就先聊聊 句柄透露 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

我集体了解的句柄:就是在托管层持有了一个对非托管层资源的援用,有了这个援用,咱们就能够强制回收非托管资源,那什么是非托管资源?我集体的了解是 gc 管不到的中央都是 非托管资源

通常蕴含这种句柄的类有:FileStream, Socket 等,如果大家有这个前置根底,接下来就能够用 windbg 去剖析啦!

二:windbg 剖析

1. 看问题表象

敌人从 工作管理器 中看到 handle =8770,那就阐明程序中有 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景象,就是不论程序怎么透露,只有咱们退出 exe,那么所有的资源都会被神奇的 开释, 不论是托管资源还是非托管资源,这样说置信有很有敌人好奇这是怎么实现的???大家能够先想 10s。

揭晓答案啦!简略的说, CLR 在外部保护了一张句柄表,当程序敞开时,CLR 会强制开释句柄表中的所有句柄,那问题就简略了,既然 CLR 能触达,我置信通过 windbg 也能做到,对,就是通过 !gchandles 命令。

2. 查看句柄表

这里揭示一下,!gchandles 的作用域是 AppDomain,而不是 Process,接下来看一下命令输入:


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

从输入看,有一组数据特地扎眼,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 相干的句柄,有些敌人应该晓得,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,如后面所说是 FileStream 还是 Socket?要想找出答案,就须要深挖 OverlappedData 对象, 相干的命令是:!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

下面倒数第五行的 0000000000000428 就是具体的 handle 值,接下来就能够用 !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

Type:File 能够看出,原来这 8000 多都是文件句柄哈。。。

写到这里貌似就到了死胡同了😪😪😪,尽管挖了一些信息,但这些信息还不足以让我找到问题本源,从援用链上来说,gchandles 中的这些对象是处于援用链的顶端,换句话说,我须要找到这条援用链上游的一些数据对象,一个好的入口点就是到 heap 中去挖。

3. 从托管堆找 OverlappedData 的徒孙辈

首先咱们用 !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

既然是找援用链上游,那就从根底类型 System.String 或者 System.Byte[] 动手,这里我就抉择前者,写了一个对 mt 下所有 address 进行分组统计的脚本,毕竟人肉是不可能的,从脚本的输入中我抽了几个 address 查看 !gcroot,大略都是相似这样的内容。


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    

从整个援用链来看,外面都有一个 System.IO.FileSystemWatcher,这和后面剖析的 handle= File 是统一的,而后就是导出这些 string,发现大部分都是和 appSettings 相干,如下所示:


string: appSettings:RabbitMQLogQueue
string: appSettings:MedicalMediaServerIP
string: appSettings:UseHttps
...

而后用 !strings 命令进行了含糊匹配,发现这样的 string 高达 61w。。。

到这里根本就能判定:appsettings 被 watch 了,但 watch 的形式有问题。。。

4. 寻找最终答案

将调查结果给了敌人之后,让敌人着重察看下对 appsetting 进行 watch 的形式是否有问题?几个小时后,敌人终于找到了。


大略意思是说:自身曾经通过设置 reloadOnChange=true 对 appsetings 进行了监控,但写码的人对这一块不相熟,又通过每 10s 一次轮询对 appsettings 进行数据感知,问题就呈现在这里。。。

三:总结

其实本次事变的次要起因还是在于对如何实时感知 appsettings 中最新数据的玩法不相熟,一边用了 .netcore 自带的 reloadOnChange 监控,一边还用轮询的形式进行数据感知,所以说根底还是很重要的,不要想当然的去写!😁😁😁

更多高质量干货:参见我的 GitHub: dotnetfly

正文完
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