一：背景

1. 讲故事

曾经间断写了几篇对于内存暴涨的实在案例，有点麻痹了，这篇换个口味，分享一个 CPU爆高 的案例,前段时间有位敌人在 wx 上找到我，说他的一个老我的项目常常收到 CPU > 90% 的告警信息，挺难堪的。

既然找到我，那就用 windbg 剖析呗，还能怎么办。

二： windbg 剖析

1. 勘探现场

既然说 CPU > 90%，那我就来验证一下是否真的如此？

0:359> !tpCPU utilization: 100%Worker Thread: Total: 514 Running: 514 Idle: 0 MaxLimit: 2400 MinLimit: 32Work Request in Queue: 1    Unknown Function: 00007ff874d623fc  Context: 0000003261e06e40--------------------------------------Number of Timers: 2--------------------------------------Completion Port Thread:Total: 2 Free: 2 MaxFree: 48 CurrentLimit: 2 MaxLimit: 2400 MinLimit: 32

从卦象看，真壮观，CPU间接被打满，线程池里 514 个线程也正在满负荷奔跑，那到底都奔跑个啥呢？ 首先我得狐疑一下这些线程是不是被什么锁给定住了。

2. 查看同步块表

察看锁状况，优先查看同步块表，毕竟大家都喜爱用 lock 玩多线程同步，能够用 !syncblk 命令查看。

0:359> !syncblkIndex SyncBlock MonitorHeld Recursion Owning Thread Info  SyncBlock Owner   53 000000324cafdf68          498         0 0000000000000000     none    0000002e1a2949b0 System.Object-----------------------------Total           1025CCW             3RCW             4ComClassFactory 0Free            620

我去，这卦看起来很奇怪， MonitorHeld=498 是什么鬼？？？ 教科书上都说: owner + 1 , waiter + 2，所以你肉眼看到的总会是一个奇数，那偶数又是个啥意思？ 查了下神奇的 StackOverflow，大略总结成如下两种状况：

  • 内存损坏

这种状况比中彩还难，我也深信不会走这种天罗运。。。

  • lock convoy (锁护送)

前段时间我分享了一篇实在案例： 记一次 .NET 某旅行社Web站 CPU爆高剖析 ，它就是因为 lock convoy 造成的 CPU 爆高，果然世界真小，又遇到了。。。为了不便大家了解，我还是把那张图贴上吧。

看完这张图你应该就明确了，一个线程在工夫片内频繁的争抢锁，所以就很容易的呈现一个持有锁的线程刚退出，那些期待锁的线程此时还没有一个真正的持有锁，刚好抓到的dump就是这么一个时间差，换句话说，以后的 498 全副是 waiter 线程的计数，也就是 249 个 waiter 线程，接下来就能够去验证了，把所有线程的线程栈调进去，再检索下 Monitor.Enter 关键词。

从图中能够看出以后有 220 个线程正卡在 Monitor.Enter 处，貌似丢了29个，不论了，反正大量线程卡住就对了，从堆栈上看貌似是在 xxx.Global.PreProcess办法中设置上下文后卡住的，为了满足好奇心，我就把问题代码给导出来。

3. 查看问题代码

还是用老命令 !ip2md + !savemodule 。

0:359> !ip2md 00007ff81ae98854MethodDesc:   00007ff819649fa0Method Name:  xxx.Global.PreProcess(xxx.JsonRequest, System.Object)Class:        00007ff81966bdf8MethodTable:  00007ff81964a078mdToken:      0000000006000051Module:       00007ff819649768IsJitted:     yesCodeAddr:     00007ff81ae98430Transparency: Critical0:359> !savemodule 00007ff819649768 E:\dumps\PreProcess.dll3 sections in filesection 0 - VA=2000, VASize=b6dc, FileAddr=200, FileSize=b800section 1 - VA=e000, VASize=3d0, FileAddr=ba00, FileSize=400section 2 - VA=10000, VASize=c, FileAddr=be00, FileSize=200

而后用 ILSpy 关上问题代码，截图如下：

尼玛，果然每个 DataContext.SetContextItem() 办法中都有一个 lock 锁，完满命中 lock convoy。

4. 真的就这样完结了吗？

原本筹备汇报了，但想着500多个线程栈都调进去了，闲着也是闲着，罗唆扫扫看吧，后果我去，意外发现有 134 个线程卡在 ReaderWriterLockSlim.TryEnterReadLockCore 处，如下图所示：

从名字上能够看出，这是一个优化版的读写锁： ReaderWriterLockSlim，为啥有 138 个线程都卡在这里呢？ 真的很好奇，再次导出问题。

internal class LocalMemoryCache : ICache{    private string CACHE_LOCKER_PREFIX = "xx_xx_";    private static readonly NamedReaderWriterLocker _namedRwlocker = new NamedReaderWriterLocker();    public T GetWithCache<T>(string cacheKey, Func<T> getter, int cacheTimeSecond, bool absoluteExpiration = true) where T : class    {        T val = null;        ReaderWriterLockSlim @lock = _namedRwlocker.GetLock(cacheKey);        try        {            @lock.EnterReadLock();            val = (MemoryCache.Default.Get(cacheKey) as T);            if (val != null)            {                return val;            }        }        finally        {            @lock.ExitReadLock();        }        try        {            @lock.EnterWriteLock();            val = (MemoryCache.Default.Get(cacheKey) as T);            if (val != null)            {                return val;            }            val = getter();            CacheItemPolicy cacheItemPolicy = new CacheItemPolicy();            if (absoluteExpiration)            {                cacheItemPolicy.AbsoluteExpiration = new DateTimeOffset(DateTime.Now.AddSeconds(cacheTimeSecond));            }            else            {                cacheItemPolicy.SlidingExpiration = TimeSpan.FromSeconds(cacheTimeSecond);            }            if (val != null)            {                MemoryCache.Default.Set(cacheKey, val, cacheItemPolicy);            }            return val;        }        finally        {            @lock.ExitWriteLock();        }    }

看了下下面的代码大略想实现一个对 MemoryCache 的 GetOrAdd 操作，而且貌似为了平安起见，每一个 cachekey 都配了一个 ReaderWriterLockSlim，这逻辑就有点奇葩了，毕竟 MemoryCache 自身就带了实现此逻辑的线程平安办法，比方：

public class MemoryCache : ObjectCache, IEnumerable, IDisposable{    public override object AddOrGetExisting(string key, object value, DateTimeOffset absoluteExpiration, string regionName = null)    {        if (regionName != null)        {            throw new NotSupportedException(R.RegionName_not_supported);        }        CacheItemPolicy cacheItemPolicy = new CacheItemPolicy();        cacheItemPolicy.AbsoluteExpiration = absoluteExpiration;        return AddOrGetExistingInternal(key, value, cacheItemPolicy);    }}

5. 用 ReaderWriterLockSlim 有什么问题吗？

哈哈，必定有很多敌人这么问？，的确，这有什么问题呢？首先看一下 _namedRwlocker 汇合中目前到底有多少个 ReaderWriterLockSlim ? 想验证很简略，上托管堆搜一下即可。

0:359> !dumpheap -type System.Threading.ReaderWriterLockSlim -statStatistics:              MT    Count    TotalSize Class Name00007ff8741631e8    70234      6742464 System.Threading.ReaderWriterLockSlim

能够看到以后托管堆有 7w+ 的 ReaderWriterLockSlim，这又能怎么样呢？？？ 不要忘啦， ReaderWriterLockSlim 之所以带一个 Slim ，是因为它能够实现用户态 自旋，那 自旋 就得吃一点CPU，如果再放大几百倍？ CPU能不被抬起来吗？

三：总结

总的来说，这个 Dump 所反馈进去的 CPU打满 有两个起因。

  • lock convoy 造成的频繁争抢和上下文切换给了 CPU 一顿暴击。
  • ReaderWriterLockSlim 的百倍 用户态自旋 又给了 CPU 一顿暴击。

晓得起因后，应答计划也就简略了。

  • 批量操作，升高串行化的 lock 个数，不要去玩锁内卷。
  • 去掉 ReaderWriterLockSlim，应用 MemoryCache 自带的线程平安办法。

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