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记一次ASP.NET CORE线上内存溢出问题与dotnet-dump的排查方法

GuZhenYin

发布于 2025-05-17 01:43:54

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代码可运行

前言

这周系统更新了一个版本,部署到线上.

客户反馈整个系统全部都卡顿,随即我们上服务器检查

发现整个服务器内存竟然达到了20-30G的占用..如图:

其中有一个订单服务,独自占用13-18G内存,

当它重启以后,内存会降低下来一段时间,但过不了多久就又会增长上去

高度怀疑出现了内存溢出的情况,由于是线上服务器而且是离线内网.

项目又都运行在docker容器中,容器为了最小化,采用了极简的系统,几乎任何常见命令都没有.

所以考虑采用挂载额外辅助容器的形式进行调试.

正文

1.创建调试用的辅助容器

这个简单,我们直接创建DockerFile如下:

# 使用 .NET 5 SDK 作为基础镜像
FROM mcr.microsoft.com/dotnet/sdk:5.0

# 安装 dotnet-dump 、 dotnet-stack 、dotnet-counters、dotnet-trace的旧版本（兼容 .NET 5）
RUN dotnet tool install -g dotnet-dump --version 5.0.220101 \
 && dotnet tool install -g dotnet-stack --version 1.0.130701 \
&& dotnet tool install -g dotnet-counters --version 5.0.251802 \
&& dotnet tool install -g dotnet-trace --version 5.0.251802 \
 && apt-get update \
 && apt-get install -y unzip procps \
 && echo 'export PATH="$PATH:/root/.dotnet/tools"' >> /root/.bashrc

#设定全局工具环境变量
ENV PATH="${PATH}:/root/.dotnet/tools"

# 默认启动 bash 以方便交互
CMD ["/bin/bash"]

这里我们使用当前系统RunTime对应版本的SDK作为基础镜像.

然后安装我们调试程序信息需要的工具:dotnet-dump 、 dotnet-stack 、dotnet-counters、dotnet-trace

先介绍一下这些工具.

dotnet-dump:可以收集和分析 Windows、Linux 和 macOS dump的信息,可以运行 SOS 命令来分析崩溃和垃圾回收器 (GC)。

dotnet-stack:可以收集 .NET 进程中的所有线程捕获和打印托管堆栈。

dotnet-counters:是一个性能监视工具，可以临时监视.NET程序的运行状况和做一些初级的性能调查

dotnet-trace:在不使用本机探查器的情况下对正在运行的.NET Core 进程进行跟踪

2.将辅助调试容器附加到应用容器运行

首先我们需要重新run一个应用容器,并给它特权模式和系统级的调试权限,大概命令如下:

docker run -d --name myapp --privileged=true --cap-add=SYS_PTRACE -e ASPNETCORE_ENVIRONMENT=dev -e COMPlus_EnableDiagnostics=1 --volume /home/tmp:/tmp order-test:5.0

重点是privileged参数和cap-add参数,还有应用系统的tmp文件夹需要映射到宿主机

然后我们运行我们的调试容器并附加到应用容器

docker run -it --rm  --cap-add=SYS_PTRACE --pid=container:myapp --privileged=true --volume /home/tmp:/tmp dotnet-debug-tools:5.0

同样,它也需要privileged参数和cap-add参数,tmp临时文件也需要映射在宿主机和应用容器同样的目录下

注意--pid=container:myapp 中的myapp 是上面应用容器的名称.

然后,我们在调试容器直接运行命令:

ps aux

应该就能看到应用服务中的dotnet的进程了.因为在容器中运行,所以一般dotnet的PID是1,如图:

3.分析应用容器内dotnet进程的情况.

我们可以先使用dotnet-counters进行监控.

命令如下,其中-p是dotnet的进程编号:

dotnet-counters monitor -p 1

能得到如下结果:

% Time in GC since last GC (%)                                 0
    Allocation Rate (B / 2 sec)                               98,016
    CPU Usage (%)                                                  0
    Exception Count (Count / 2 sec)                                0
    GC Fragmentation (%)                                           8.189
    GC Heap Size (MB)                                         11,419
    Gen 0 GC Count (Count / 2 sec)                                 0
    Gen 0 Size (B)                                               192
    Gen 1 GC Count (Count / 2 sec)                                 0
    Gen 1 Size (B)                                        36,742,336
    Gen 2 GC Count (Count / 2 sec)                                 0
    Gen 2 Size (B)                                            8.8066e+09
    IL Bytes Jitted (B)                                    7,248,623
    LOH Size (B)                                              3.3414e+09
    Monitor Lock Contention Count (Count / 2 sec)                  0
    Number of Active Timers                                      209
    Number of Assemblies Loaded                                  426
    Number of Methods Jitted                                 135,063
    POH (Pinned Object Heap) Size (B)                      1,299,832
    ThreadPool Completed Work Item Count (Count / 2 sec)           0
    ThreadPool Queue Length                                        0
    ThreadPool Thread Count                                       12
    Working Set (MB)                                          14,910

我们可以直接借助AI分析这个性能指标如下:

指标	当前值	分析建议
CPU Usage (%)	0	CPU 几乎未被使用，说明当前应用处于空闲或阻塞状态。如果此时预期它应该在处理请求，说明可能卡在 I/O、锁、数据库等等待资源上。
GC Heap Size (MB)	11,419 MB	堆内存非常大（约 11GB），说明分配对象多或存在内存泄漏风险。建议配合 dump 分析对象分布。
GC Fragmentation (%)	8.189%	碎片率较低，尚可接受。通常低于 20% 问题不大。
LOH Size (B)	~3.34 GB	Large Object Heap（LOH）占用了非常大的空间。意味着有很多大对象（如数组、字符串、缓存等）未被及时回收，或持续增长。需要进一步 dump 分析。
Gen 2 Size (B)	~8.8 GB	Gen2 表示长时间存活对象。此值非常高，说明内存中存在大量老对象未被释放，极可能存在内存泄漏。
Gen 0/1 GC Count	0	说明当前没有发生 GC，或者是刚启动。这种情况下内存持续增长会导致最终触发 GC 或 OOM。
% Time in GC since last GC	0%	目前没有 GC 时间消耗，结合上面 GC Count 是 0，一致。
Working Set (MB)	14,910 MB	进程实际占用物理内存约 14GB，结合堆大小与 LOH/Gen2 数值合理，但这也是很大的内存占用，需要关注增长趋势。
Allocation Rate	98 KB / 2 sec	内存分配速率很低（接近空闲），说明当前没有明显的内存增长。
ThreadPool Thread Count	12	线程池线程数正常范围，无需担心。
ThreadPool Queue Length	0	没有待处理任务，说明任务执行速度没有瓶颈。
Exception Count	0	无异常抛出，良好。
Monitor Lock Contention Count	0	没有锁争用，说明线程间竞争不激烈。

根据AI的分析报告,我们可以得知:

GC Heap Size (MB) 堆内存极大达到了11G

LOH Size (B)大对象指标也很大,有3G的大对象

Gen2 长期活动的对象很多,占用了8G

这样我们基本就可以断定是在应用中出现了内存泄漏的情况.

也不用额外在看别的信息了. 我们直接使用dotnet-dump 抓取内存快照进行分析,抓取命令如下:

dotnet-dump collect -p 1

我们会得到如下结果:

Writing minidump with heap to ./core_20250514_030614
Complete

由于内存快照比较大,复制回来分析..难度比较高.我们可以直接继续利用dotnet-dump analyze 在线上分析

执行命令如下:

dotnet-dump analyze core_20250514_030614

然后我们就可以使用sos命令进行分析了.

既然是内存泄漏,我们直接查看托管堆里面的到底是啥情况,命令如下:

dumpheap -stat

正常是按从小到大排序的..所以很尬,我们划到最下面,看到如下结果:

由于我比较清楚这个代码的情况,直接发现了一个很明显的问题,

Order.OperApply.ApplyVoucherDetail 只是一个业务实体而已,但是在堆里面有29W个对象,

明显是很不合理的.

我们直接分析它.可以使用dumpheap -mt 获取它的所有实列地址.

dumpheap -mt 00007f117f67e590

可以得到如下结果:

我们选择最后一个Adderss寻找对象的根方法.命令如下:

gcroot 00007f0ca9b55818

可以看到如下代码内容(由于太多,我只贴出来有用的):

->  00007F0E643FB770 RabbitMQ.Client.Impl.AsyncConsumerWorkService
->  00007F0DA4D0BBB8 System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilder`1+AsyncStateMachineBox`1[[System.Threading.Tasks.VoidTaskResult, System.Private.CoreLib],[StockManage.Handler.ProductInOutStockStatDistributedHandler+<HandleEventAsync>d__6, StockManage.Application]]
->  00007F0AFCCE9020 System.Collections.Generic.Dictionary`2+Entry[[System.Object, System.Private.CoreLib],[Microsoft.EntityFrameworkCore.ChangeTracking.Internal.InternalEntityEntry, Microsoft.EntityFrameworkCore]][]
->  00007F1035A778A0 Order.OperApply.ApplyVoucher