使用PerfView诊断.Net GC的问题

PerfView 概述：

PerfView是一个可以帮助你分析CPU和内存问题的工具软件。它非常轻量级也不会入侵诊断的程序，在诊断过程中对诊断的程序影响甚微。

Visual Studio自带的性能分析功能在CPU占用、时间消耗、内存分配等方面的诊断效果还算不错，但PerfView可以提供更加丰富的诊断分析信息。

在这篇文章中，我将使用PerfView给你展现如下功能：

• GC回收发生的频率以及回收所消耗的时间；
• 获取导致Large object分配的原因；
• 内存被谁占用了；
• 对比哪个托管对象增大的最快。

 

测试程序

现在我们准备一个将会导致内存泄露的程序，用来确保使用PerfView可以达到我们所期望的效果。它是一个WinForm应用程序，后台代码如下：

    public partial class Form1 : Form
    {
        private List<int[]> arrays = new List<int[]>();
        Random random = new Random();

        public Form1()
        {
            InitializeComponent();

            Thread thread = new Thread(Start);
            thread.IsBackground = true;
            thread.Start();
        }

        private void Start(object obj)
        {
            while (true)
            {
                int[] a = new int[random.Next(90000, 100000)];
                arrays.Add(a);
                Thread.Sleep(10);
            }
        }
    }

 

使用PerfView进行跟踪

开启PerfView，你将会看到如下窗口：

PerfView的使用手册被集成在这个程序中，你可以菜单栏来进行访问。

然后点击菜单“Collect-->Collect”来进行数据采集，用来分析生成诊断结果：

无需修改任何初始化配置，点击“Start Collection”按钮，PerfView将会开始采集所有进程的事件数据。

数十秒之后，你可以点击“Stop Collection”按钮，PerfView将会停止采集并生成诊断文件“PerfViewData.etl.zip”：

 

获取GC Stats

双击“GCStats”报表，将会弹出一个窗口，窗口中显示了每一个进程GC信息，找到我们的测试程序。

关于测试程序我们将会得到如下汇总信息表：

进一步往下看，还会显示GC触发的原因：

如上图所示，这次GC的collection的发生是因为large object的分配。

 

获取导致large object分配的原因

从PerfView的主界面，双击打开“GC Heap Alloc Stacks”窗口，然后双击测试程序的进程，之后弹出的窗口将根据内存分配从大到小的次序显示堆栈信息：

PerfView会将所有的large object分配都归类在LargeObject节点下面，双击该节点可以看到如下信息：

备注：如果你在上图所示的界面中看到“OTHER<<clr?>>”，可以对其鼠标右击，然后点击“Lookup Symbols”，来获取CLR和Windows的功能名称。

上图中主要列的说明如下：

Inc%：表示该对象分配的字节占所有记录分配的百分比；

Inc：该对象分配字节的总数；

Inc Ct：该对象分配的次数。

从上图可以看出，巨多的large object都是来自Start方法的Int32数组，PerView精确地诊断出我们预期的效果。

 

谁造成了内存泄露

 PerfView可以通过heap dump来查看占用内存的对象的路径。

从主界面点击菜单项“Memory-->Tale Heap Snapshot”，弹出窗口如下图所示：

找到我们的测试程序并选中，然后点击“Dump GC Heap”按钮，数秒后再点击“CLose”按钮，最后会生成一个“.gcdump”文件。

双击打开“WindowsFormsApplication1.gcdump”窗口，显示如下所示：

PrefView精确地诊断出，是static variables占用了内存。

 

使用两个Heap Dump来查看对象所占内存的变化情况

在应用程序连续运行的情况下，对其进行两次Take Heap Sanpshot，确保两次生成的文件名称不一致。同时打开这两个.gcdump文件的窗口，通过任一一个窗口的diff菜单项功能，都能以另一个窗口的数据为基准进行对比。