从一次电厂 .NET Web 系统内存泄漏分析中吸取的教训

引言

前不久，一位朋友联系我，报告说他们的 .NET 程序内存占用过大。在对程序进行分析后，我发现除了应用程序本身的问题外，.NET 5 在内存管理方面的表现也不尽如人意。因此，我想借此机会与大家分享这次分析过程中的经验教训。

分析过程

1. 问题

该应用程序是一个 .NET 5 Web API，负责处理电厂的实时数据。在运行一段时间后，应用程序的内存占用会不断增加，最终导致服务器崩溃。

2. 数据收集

为了诊断问题，我收集了以下数据：

• 进程转储： 在服务器崩溃时获取进程转储以分析内存状态。
• 性能监视器数据： 收集应用程序的性能数据，包括内存使用情况、CPU 使用情况和垃圾回收信息。

3. 分析

a. 进程转储分析

使用 Visual Studio 调试工具分析进程转储，我发现以下问题：

• 大量未引用的对象： 转储显示，应用程序中存在大量未被应用程序代码引用的对象。这些对象主要是实体框架对象和 HTTP 请求对象。
• 垃圾回收失败： 进程转储还表明，垃圾回收器未能及时回收未引用的对象，导致内存泄漏。

b. 性能监视器数据分析

性能监视器数据显示，应用程序的垃圾回收频率非常高，表明垃圾回收器正在努力回收未引用的对象。这进一步证实了内存泄漏的存在。

4. 根本原因

进一步调查后，我确定了以下根本原因：

• 实体框架配置错误： 应用程序使用了实体框架，但未正确配置对象跟踪。这导致实体框架保留对不需要的对象的引用，从而导致内存泄漏。
• HTTP 请求未释放： 应用程序使用了 ASP.NET Core 的内置 HTTP 请求处理管道。但是，应用程序没有正确释放请求处理管道中的对象，导致内存泄漏。
• .NET 5 内存管理问题： 我怀疑 .NET 5 的内存管理存在一些问题，这可能加剧了内存泄漏问题。

解决方法

1. 修复应用程序代码

我采取了以下步骤来修复应用程序代码：

• 修复实体框架配置： 正确配置对象跟踪，以防止实体框架保留对不必要对象的引用。
• 释放 HTTP 请求： 在请求处理管道中添加了显式释放代码，以释放不必要的对象。

2. 升级 .NET 版本

为了解决 .NET 5 中可能存在的内存管理问题，我将应用程序升级到了 .NET 6。

建议

为了避免类似的内存泄漏问题，我建议开发人员采取以下措施：

• 正确配置对象跟踪： 在使用对象跟踪框架时，务必正确配置，以防止内存泄漏。
• 释放未使用的对象： 始终确保释放不再需要的对象，尤其是 HTTP 请求。
• 密切监视应用程序性能： 定期监控应用程序的性能，并调查任何异常的内存使用情况或垃圾回收行为。
• 考虑升级 .NET 版本： 如果怀疑 .NET 版本存在内存管理问题，请考虑升级到较新版本。

结论

此次 .NET Web 系统内存泄漏分析突显了识别和解决内存泄漏问题的重要性。通过深入分析进程转储和性能数据，我能够确定根本原因，并采取措施修复应用程序代码和升级 .NET 版本。我希望通过分享这次经历，能够帮助其他开发人员理解和解决类似的内存泄漏问题，从而提高其应用程序的性能和可靠性。