BitArray虽好，但请不要滥用，又一次线上内存暴增排查
一：背景
1. 讲故事
前天写了一篇大内存排查在园子里挺火，这是做自媒体最开心的事拉，干脆再来一篇满足大家胃口，上个月我写了一篇博客提到过使用bitmap对原来的List<CustomerID>进行高强度压缩，将原来的List内存压缩了将近106倍，但是bitmap不是一味的好，你必须在正确的场景中使用，而不是闭着眼睛滥用，bitmap在C#中对应的集合是BitArray。
好像剧透了😄😄😄，结果就是BitArray的滥用导致内存小10G的涨跌，不过这种东西重点还是看解决思路，写给以后的自己，可不能让这难得的实践经验蒸发啦~~~
二：解决思路
1. 一看托管堆
看托管堆虽然是一个好主意，但也不是每次都凑效，毕竟造成内存暴涨暴跌的原因各种各样，就像人感冒有风寒，风热和病毒性，对吧😁，还是使用老命令： !dumpheap -stat -min 102400 ，在托管堆上找大于100M的对象。
0:030> !dumpheap -stat -min 102400
Statistics:
MT Count TotalSize Class Name
00007ffe094ec988 1 1438413 System.Byte[]
00007ffdab934c48 1 1810368 System.Collections.Generic.Dictionary`2+Entry[[System.Int32, mscorlib],[System.Collections.Generic.HashSet`1[[System.Int64, mscorlib]], System.Core]][]
00007ffe094e6948 1 2527996 System.String
00007ffdab9ace78 4 29499552 System.Collections.Generic.Dictionary`2+Entry[[System.Int64, mscorlib],[System.DateTime, mscorlib]][]
00007ffe094e4078 4 267342240 System.String[]
00007ffe094e9220 135 452683336 System.Int32[]
00007ffdab8cd620 123 1207931808 System.Collections.Generic.HashSet`1+Slot[[System.Int64, mscorlib]][]
00007ffe094c8510 185 1579292760 System.Int64[]
00007ffdab9516b0 154 1934622720 System.Linq.Set`1+Slot[[System.Int64, mscorlib]][]
000001cc882de970 347 3660623866 Free
Total 1371 objects
去掉一些敏感类后，再观察好像没有特别显眼的集合，像 System.Int64[] ,System.Linq.Set1+Slot[[System.Int64, mscorlib]][] 一般都是用作其他集合的内存存储，很多时候用!gcroort 抓不出来，最大的反而是Free列，有347个碎片，高达 3.5G，说明此时的大对象堆是一塌糊涂啊，要是GC能帮忙压缩一下该多好😄。
2. 查看每一个线程的调用栈
先惯性的偷窥一下程序中有多少个线程。
0:000> !threads
ThreadCount: 74
UnstartedThread: 0
BackgroundThread: 72
PendingThread: 0
DeadThread: 0
Hosted Runtime: no
Lock
ID OSID ThreadOBJ State GC Mode GC Alloc Context Domain Count Apt Exception
0 1 2958 000001cc882e5a40 2a020 Preemptive 0000000000000000:0000000000000000 000001cc882d8db0 1 MTA
2 2 2358 000001cc883122c0 2b220 Preemptive 000001D41B132930:000001D41B1348A0 000001cc882d8db0 0 MTA (Finalizer)
3 4 2204 000001cc883ae5d0 102a220 Preemptive 0000000000000000:0000000000000000 000001cc882d8db0 0 MTA (Threadpool Worker)
5 7 278c 000001cca29d8ef0 202b220 Preemptive 000001D41AB53A98:000001D41AB55A58 000001cc882d8db0 1 MTA
6 40 2a64 000001cca3048f10 1020220 Preemptive 0000000000000000:0000000000000000 000001cc882d8db0 0 Ukn (Threadpool Worker)
7 46 e34 000001cca311c390 202b220 Preemptive 0000000000000000:0000000000000000 000001cc882d8db0 0 MTA
8 47 27d8 000001cca3115e00 2b220 Preemptive 0000000000000000:0000000000000000 000001cc882d8db0 0 MTA
...
可以看到当前有74个线程，后台线程有72个，接下来用 ~*e !clrstack 查看每个托管线程都在做什么，由于内容太多，我就节选一下了哈。
0:000> ~*e !clrstack
OS Thread Id: 0x2d64 (29)
Child SP IP Call Site
000000d908cfe698 00007ffe28646bf4 [GCFrame: 000000d908cfe698]
000000d908cfe768 00007ffe28646bf4 [HelperMethodFrame_1OBJ: 000000d908cfe768] System.Threading.Monitor.ObjWait(Boolean, Int32, System.Object)
OS Thread Id: 0x214c (30)
Child SP IP Call Site
000000d90957e6e8 00007ffe28646bf4 [GCFrame: 000000d90957e6e8]
000000d90957e7b8 00007ffe28646bf4 [HelperMethodFrame_1OBJ: 000000d90957e7b8] System.Threading.Monitor.ObjWait(Boolean, Int32, System.Object)
OS Thread Id: 0x1dc0 (40)
Child SP IP Call Site
000000d950ebe878 00007ffe28646bf4 [GCFrame: 000000d950ebe878]
000000d950ebe948 00007ffe28646bf4 [HelperMethodFrame_1OBJ: 000000d950ebe948] System.Threading.Monitor.ObjWait(Boolean, Int32, System.Object)
OS Thread Id: 0x274c (53)
Child SP IP Call Site
000000d9693fe518 00007ffe28646bf4 [GCFrame: 000000d9693fe518]
000000d9693fe5e8 00007ffe28646bf4 [HelperMethodFrame_1OBJ: 000000d9693fe5e8] System.Threading.Monitor.ObjWait(Boolean, Int32, System.Object)
000000d9693fe700 00007ffe09314d05 System.Threading.ManualResetEventSlim.Wait(Int32, System.Threading.CancellationToken)
000000d9693fe790 00007ffe0930d996 System.Threading.Tasks.Task.SpinThenBlockingWait(Int32, System.Threading.CancellationToken)
000000d9693fe800 00007ffe09c9b7a1 System.Threading.Tasks.Task.InternalWait(Int32, System.Threading.CancellationToken)
发现一个奇怪的现象，有4个线程 29,30,40,53 在 Monitor.ObjWait 处卡住了，从调用栈来看这四个家伙正在准备向Mongodb批量插入数据[InsertBatch]，此时应该有其他的一个线程先行获取到了lock正在做InsertBatch，这四个线程在等待，如何觉得抽象了，我画一张图：
3. 寻找insertbatch处的集合
这里我就拿 30号线程说事，从上图调用栈中你应该看到一个System.Collections.Generic.IEnumerable1<System.__Canon>，从IEnumerable中可以猜测实现类应该是List或者HashSet这样的集合，接下来用 !dso 把30号线程栈上的对象全部dump出来。
从图中看应该就是这个 List<xxx.Common.GroupConditionCustomerIDCacheModel>，然后用!objsize ➕!do 给List量个尺寸并且dump一下。
0:030> !objsize 000001d3fa581518
sizeof(000001d3fa581518) = 1487587080 (0x58aac708) bytes (System.Collections.Generic.List`1[[DataMipCRM.Common.GroupConditionCustomerIDCacheModel, DataMipCRM.Common]])
0:030> !do 000001d3fa581518
Name: System.Collections.Generic.List`1[[DataMipCRM.Common.GroupConditionCustomerIDCacheModel, DataMipCRM.Common]]
MethodTable: 00007ffdab9557d0
EEClass: 00007ffe08eb22a0
Size: 40(0x28) bytes
File: C:\Windows\Microsoft.Net\assembly\GAC_64\mscorlib\v4.0_4.0.0.0__b77a5c561934e089\mscorlib.dll
Fields:
MT Field Offset Type VT Attr Value Name
00007ffe09478740 4001871 8 System.__Canon[] 0 instance 000001d3fa5b9bf8 _items
00007ffe094e9288 4001872 18 System.Int32 1 instance 1520 _size
00007ffe094e9288 4001873 1c System.Int32 1 instance 1520 _version
00007ffe094e6f28 4001874 10 System.Object 0 instance 0000000000000000 _syncRoot
00007ffe09478740 4001875 8 System.__Canon[] 0 static <no information>
可以看出list占用 1487587080/1024/1024=1.4G，尼玛这么大，吓人哈，从_size看也就1520个，说明重点都在 _items 数组里啦，接下里用 da 把第一个item拿出来解剖下。
0:030> !da -length 1 -details 000001d3fa5b9bf8
Name: DataMipCRM.Common.GroupConditionCustomerIDCacheModel[]
MethodTable: 00007ffdab955e10
EEClass: 00007ffe08eaaa00
Size: 16408(0x4018) bytes
Array: Rank 1, Number of elements 2048, Type CLASS
Element Methodtable: 00007ffdab955740
[0] 000001d3fa581540
Name: DataMipCRM.Common.GroupConditionCustomerIDCacheModel
MethodTable: 00007ffdab955740
EEClass: 00007ffdab94b9e8
Size: 64(0x40) bytes
File: D:\LuneceService\DataMipCRM.Common.dll
Fields:
MT Field Offset Type VT Attr Value Name
00007ffdaac69258 4000589 28 ...oDB.Bson.ObjectId 1 instance 000001d3fa581568 <_id>k__BackingField
00007ffe094e9288 400058a 20 System.Int32 1 instance 1901 <ShopId>k__BackingField
00007ffe094e6948 400058b 8 System.String 0 instance 000001d3f7154070 <GroupConditionHasCode>k__BackingField
00007ffe094e6948 400058c 10 System.String 0 instance 000001cca7b46ac0 <unit>k__BackingField
00007ffe094f1cb0 400058d 18 ...lections.BitArray 0 instance 000001d3fa581580 <customeridArray>k__BackingField
从最后一行的Type列可以看到有一个 BitArray 类，还是一样，先量个尺寸再打出来。
0:030> !objsize 000001d3fa581580
sizeof(000001d3fa581580) = 956008 (0xe9668) bytes (System.Collections.BitArray)
0:030> !do 000001d3fa581580
Name: System.Collections.BitArray
MethodTable: 00007ffe094f1cb0
EEClass: 00007ffe08ead968
Size: 40(0x28) bytes
File: C:\Windows\Microsoft.Net\assembly\GAC_64\mscorlib\v4.0_4.0.0.0__b77a5c561934e089\mscorlib.dll
Fields:
MT Field Offset Type VT Attr Value Name
00007ffe094e9220 40017e2 8 System.Int32[] 0 instance 000001d5320c6d18 m_array
00007ffe094e9288 40017e3 18 System.Int32 1 instance 7647524 m_length
00007ffe094e9288 40017e4 1c System.Int32 1 instance 2 _version
00007ffe094e6f28 40017e5 10 System.Object 0 instance 0000000000000000 _syncRoot
从output中看，这个bitarray占用 956008/1024/1024 = 0.91M，真tmd的大，看bit位有 764w 个，说明有一个CustomerID=7647524-1放在这里面，问题基本上就算找到了，现在终于知道内存为什么这么大，算一下就出来了。
四：总结
最后去问了下搬砖的为什么这么写，是因为给客户展示的一张报表，为了加速。。。将每一个点上的人群保存起来放在BitArray上然后进入Monogdb缓存，这样客户后续选择某一个点进行 下钻 操作的话，可以直接从mongodb中将BitArray的人群复原出来，免去程序重复计算之苦，因为每个点的人群具有排他性，落在每个点上的人可能只有几十，几百，几千，而偏偏这家客户有800w之多，自然这个CustomerID就特别大了，更不巧的就用了bitArray存少量的大数字，这些赶在一起之后，就是一个典型的滥用bitarray，您说的？
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