PerfView专题 (第八篇)：洞察 C# 内存泄漏之寻找静态变量名和GC模式

一：背景

这篇我们来聊一下 PerfView 在协助 WinDbg 分析 Dump 过程中的两个超实用技巧，可能会帮助我们快速定位最后的问题，主要有如下两块：

洞察内存泄漏中的静态大集合变量名。
验证当前程序的 GC 模式。

这里就把经验分享一下，希望让大家少走弯路。

二：如何洞察

1. 查看静态变量名

如果有过 dump 分析经验的朋友应该知道，当你历经千辛万苦在 内存泄漏 的dump文件中找到了那个内存泄漏最大的集合，但遗憾的是，你不知道这个集合的变量名叫什么？

为了方便讲述，先上一段测试代码：


namespace ConsoleApp10
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Task.Run(Alloc1);
            Console.ReadLine();
        }
        public static List<string> mybiglist = new List<string>();
        static void Alloc1()
        {
            var rand = new Random();
            for (int i = 0; i < 10000; i++)
            {
                mybiglist.Add(string.Join(",", Enumerable.Range(1, 1000)));
                Console.WriteLine(mybiglist.Count);
            }
        }
    }
}

接下来把程序跑起来，终于你找到了那个内存占用最大的 List<string> 集合，代码如下：


0:000> !gcroot -all 0000000002e27038
HandleTable:
    00000000004A13E8 (strong handle)
    -> 000000001A841018 System.Object[]
    -> 000000000284D680 System.Collections.Generic.List`1[[System.String, System.Private.CoreLib]]
    -> 0000000012841038 System.String[]
    -> 0000000002E27038 System.String

可以看到，这个变量被 HandleTable 所持有，从经验上来说其实就是一个 static 变量，现在我们迫切需要知道这个变量名叫什么，因为离真相真的咫尺之遥了。。。

如果你没有汇编基础,我敢打赌你肯定在 WinDBG 中找不到这个变量名。那有没有快捷的方式显示变量名呢？肯定是可以的，这就需要借助 PerfView 。

接下来点击菜单的 Memory -> Take Heap Snapshot From Dump 按钮，弹出如下对话框，输入 dump 文件以及 output 地址，截图如下：

接下来点击 Dump GC Heap 让 PerfView 从 ConsoleApp10.dmp 中采样生成 *.gcdump 文件，接下来点击 Heap Stacks -> RefTree ，通过 Inc% 可以观察到 [static vars] 下的 mybiglist 采样占比最大，如图所示：

到这里第一个问题也就解决了，原来是一个叫 mybiglist 的 List<string> 集合把内存给吃掉了，是不是非常的方便哈。

2. 查看手工修改的 GC 模式

在我的 dump 分析之旅中，曾经就遇到过一个案例，需要修改 GC 模式，比如说 并发模式 改成 非并发模式，那改完之后我如何验证呢？

第一种方式就是通过 x 命令去搜 coreclr 中的符号，比如下面这样：


0:000> x coreclr!GCConfig*
00007ffa`782763f6 coreclr!GCConfig::s_ConcurrentGC = true
00007ffa`7827b799 coreclr!GCConfig::s_ServerGC = false

虽然可以用 WinDbg 实现，但这种需要生成 dump 或者附加到进程中，那能不能在没有侵入的情况下获取 CoreCLR 当前的 GC 模式呢？肯定是可以的，这又得需要借助 PerfView 啦, 它的底层逻辑是截获 Runtime/Start 这个 ETW 事件，在这个事件中有一个叫 StartupFlags 枚举，里面就记录着当前的 GC 模式。

为了方便讲述，在 *.csproj 中修改 GC 的模式为 Server 版，代码如下：


<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
	<PropertyGroup>
		<ServerGarbageCollection>true</ServerGarbageCollection>
		<OutputType>Exe</OutputType>
		<TargetFramework>net6.0</TargetFramework>
		<ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
		<Nullable>enable</Nullable>
		<Platforms>AnyCPU;x86</Platforms>
	</PropertyGroup>
</Project>

接下来启动 PerfView ，点击 Collect -> Collect 启动收集，然后把程序跑起来，停止收集后，我们在 Filter 中输入 Runtime/Start 事件，如果你的列表中没有 StartupFlags 列的话，记得在 Cols 上选择一下哦，截图如下：

从图中可以看到，当前的 StartupFlags=8392707 ，那这一串数字代表什么意思呢？这就需要到 CoreCLR 中找到它的枚举定义，接下来我们写段代码将它翻译出字符串形式。


    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var value = "8392707";
            Enum.TryParse<Test>(value, out var result);
            var txt = result.ToString().Replace(", ", "\r\n");
            Console.WriteLine(txt);
        }
        [Flags]
        enum Test
        {
            STARTUP_CONCURRENT_GC = 0x1,
            STARTUP_LOADER_OPTIMIZATION_MASK = (0x3 << 1),
            STARTUP_LOADER_OPTIMIZATION_SINGLE_DOMAIN = (0x1 << 1),
            STARTUP_LOADER_OPTIMIZATION_MULTI_DOMAIN = (0x2 << 1),
            STARTUP_LOADER_OPTIMIZATION_MULTI_DOMAIN_HOST = (0x3 << 1),
            STARTUP_LOADER_SAFEMODE = 0x10,
            STARTUP_LOADER_SETPREFERENCE = 0x100,
            STARTUP_SERVER_GC = 0x1000,
            STARTUP_HOARD_GC_VM = 0x2000,
            STARTUP_SINGLE_VERSION_HOSTING_INTERFACE = 0x4000,
            STARTUP_LEGACY_IMPERSONATION = 0x10000,
            STARTUP_DISABLE_COMMITTHREADSTACK = 0x20000,
            STARTUP_ALWAYSFLOW_IMPERSONATION = 0x40000,
            STARTUP_TRIM_GC_COMMIT = 0x80000,
            STARTUP_ETW = 0x100000,
            STARTUP_ARM = 0x400000,
            STARTUP_SINGLE_APPDOMAIN = 0x800000,
            STARTUP_APPX_APP_MODEL = 0x1000000,
            STARTUP_DISABLE_RANDOMIZED_STRING_HASHING = 0x2000000
        }
    }

程序跑起来后，截图如下：

从图中可以清晰的看到，当前的 GC 模式为 CONCURRENT_GC & SERVER_GC，这和 WinDBG 的输出不约而同。

好了，本篇就聊这两个超实用的分析技巧，希望对大家有所帮助。