2023年1月

所有.NET异常都源于System.Exception以及以下成员变量。

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  • StackTrace
  • TargetSite

除了这些基本信息之外,System.Exception通常会添加一些成员变量,它们在其中存储特定于该类型异常的信息。这一次我想谈谈一些特殊的例外情况,我们可以深入研究,以获得比乍看起来更多的信息。
更具体地说,我将讨论以下编译或加载异常:

  • System.Web.HttpCompileException
  • System.Web.HttpParseException
  • System.IO.FileNotFoundException

这里的假设是,您已经用adplus收集了一个内存转储,并且在运行!dumpheap -type时发现堆上存在上述异常之一。

System.Web.HttpCompileException

错误消息示例:

CS0246: The type or namespace name '<namespace>' could not be found (are you missing a using directive or an assembly reference?)

在server gc中,每个GC线程都将并行地在其堆上工作(这是一个简单化的视图,不一定对所有阶段都适用,但在较高的层次上,这正是并行GC的概念)。因此,仅此一项就意味着工作已经在GC线程之间被分割了。但是,由于某些阶段的GC工作只能在所有线程完成其最后一个阶段之后才能继续(例如,在所有GC线程都完成标记阶段之前,我们不能让任何GC线程从计划阶段开始,这样我们就不会错过应该标记的对象),所以我们希望每个线程上的GC工作量尽可能平衡总的暂停时间可以更短,否则,如果一个线程花费很长时间来完成这样的阶段,其他线程将等待不做任何事情。为了使工作更加平衡,我们做了很多事情。我们将继续做这样的工作来平衡更多。

当你需要调试/调查问题时,我想指出的一个非常强大的工具是你的调试器(如果你的调试器也是windbg/cdb,那就是对了,因为这就是我要用的,这也是我在本文中将要讨论的)。
对于那些对研究内存相关问题感兴趣的人来说,无论是因为你不喜欢当前应用程序的内存使用情况,还是只是想提高,学习使用调试器都是非常宝贵的。如果您还没有开始使用windbg/cdb,我强烈建议您–我保证您不会后悔的。
我以前说过使用SoS,在V4.0中添加了更多的SoS命令,其中一些与GC相关,像!AnalyzeOOM!GCWhere 和 !FindRoots。你可以在MSDN页面上看到它们。但我想谈谈一些从阅读参考资料中看不到的技巧。
当你的程序是GC时,你想知道什么是最常见的两件事吗?

1) 为什么触发GCs
2) 为什么GCs要花这么多时间?

答案分别是:

1) GC前后堆的差异
2) 那个GC的幸存者

让我详细解释一下。每一次都有自己的分配预算,我在这里解释了这一点。这是一个我们设置的值,当超过这个值时,我们想要触发一个GC。如果我们做了一个收集,发现有很多内存存留下来,我们会把这个分配预算设置得非常大,这意味着您需要为该代分配更多的内存,这样我们才能触发GC。其基本原理是,这样我们下次进行GC时就有机会回收一些相当大的空间。否则,我们将为GC做所有这些工作,而不能找到太多的死内存。
所以在GC之前,如果你运行!dumpheap,你可以看到你有什么对象;然后在GC之后你在运行!dumpheap,你会看到其中一些对象消失了。正是这些对象触发了这个GC。为什么?因为如果我们没有任何物体消失,我们就不会做GC(因为我们不会得到死内存)。
到目前为止,CLR-GC还没有压缩LOH。因此,如果你想看看LOH,你可以确切地看到内存的哪些部分消失了。下面是gen2gc前后堆范围的示例输出。在gen2gc之前(我格式化了!dumpheap,将methodtable指针替换为可读名称的)

Address              MethodTable          Size

————————————————–

00000007f7ffe1e0 System.Byte[]
2,080,00000000007f81f9ee0 System.String100,00000000007f8212580 System.Byte[]140,000After this gen2 GCforthe same heap range:



Address MethodTable Size

————————————————–

00000007f7ffe1e0 Free
2,320,000

定义“卡死”是一个很好的起点。有时又叫"挂起",英文叫"hang"。
当人们说“卡死”时,他们可能意味着各种各样的事情。当我说“卡死”时,我的意思是进程没有进展——进程中的线程要么被阻塞(例如死锁,要么因为来自其他进程的线程而没有被调度),要么正在执行代码(疯狂地)但没有做有用的工作(例如无限循环,或者长时间忙于旋转而没有做有用的工作)。前者不使用CPU,后者使用100%CPU。当UI开发人员说“卡死”时,他可能意味着“UI没有被绘制”,所以本质上它们意味着UI线程不工作——它们进程中的其他线程可能正在做大量的工作,但由于UI没有更新,它看起来是“卡死”。因此,澄清你说“卡死”的意思是第一步,这需要你查看你的进程及其线程。
如果启动任务管理器,它显示每个进程当前使用的CPU数量。如果没有看到CPU列,可以通过单击View\Select Columns并选中“CPU Usage”复选框来添加它。
请注意,如果有多个CPU,则CPU使用率最多为100。假设您有4个CPU,并且您的进程有一个线程正在运行并占用了它所能使用的所有CPU,您将看到进程CPU列是25%—因为您的进程在任何给定时间只能使用一个CPU。
进程的CPU使用率计算为属于该进程的所有线程使用的CPU使用率。线程是在CPU上运行的东西。它们由操作系统调度器调度,后者决定何时在哪个处理器上运行哪个线程。

第一个场景

如果你看到你的进程占用了0个CPU,这就可以解释为什么它挂起(在CPU保持为0的时间段内)–没有线程可以在你的进程中运行!接下来要看的是其他进程的CPU使用情况。如果您看到一个或多个其他进程占用了所有CPU,这意味着您的进程中的线程根本没有机会运行—这是因为其他进程中的线程比您进程中的线程具有更高的优先级(或由于优先级提升而暂时具有更高的优先级)。可能的原因是:
1) 有些线程被标记为低优先级,它们获取了进程中其他线程运行所需的锁。低优先级线程被其他(正常或高)优先级线程从其他进程抢占。当人们错误地使用低优先级线程执行“不重要的工作”或“不需要及时完成的工作”时,就会发生这种情况,而没有意识到几乎不可能避免对这些线程进行锁定。我听说过很多人说“但我没有锁定低优先级线程”,这不是一个有效的论据,因为你调用的API或你使用的操作系统服务可以通过锁来运行你的代码——在本机NT堆上分配可以获得锁;即使触发页面错误也会导致锁(这不是应用程序开发人员可以在代码中控制的东西)。
2) 您的进程中的线程具有正常的优先级,但其他进程具有高优先级线程-这应该相对容易诊断(除非某些进程只是坏人,否则这种情况很少发生)–您可以查看这些进程正在做什么(再次查看其线程的调用堆栈是一个很好的开始)。

第二个场景

上面挂起的场景是您的进程占用了0个CPU,而CPU被同一台机器上的其他进程占用。下一个场景是您的进程占用了0个CPU,而这个CPU几乎不被其他进程使用。
正如一位同事正确地指出的,这很可能是因为您有一个死锁。通常,调试死锁是相对简单的——您可以查看线程在等待什么,并找出其他线程持有锁。如果您使用Windows调试器包,则会有内置的调试器扩展DLL来帮助您这样做,像!locks等命令。如果您正在调试托管应用程序,SoS调试器扩展有一些命令可以帮助您–!SyncBlk,向您显示托管锁(对于clr2.0和以后的版本,还有 !Dumpheap –thinlock用于使用ThinLocks而不是SyncBlk锁定的对象)。

另一种可能是进程没有执行任何与CPU相关的活动。一个常见的活动是IO—例如,如果进程大量分页,则CPU使用率几乎为0,但它似乎挂起,因为它所需的内存从磁盘加载,速度非常慢。进程监视器是一个非常有用的工具,它可以显示进程正在做什么。昨天我机器上的一个程序周期性地暂停——非常烦人。所以我使用了进程监视器,它告诉我这个程序会定期检查我是否在另一个程序中登录到我的帐户,因为我没有,它会让我登录,做一些事情然后注销我。挂起是因为等待网络IO。所以为了让它高兴,我自己登录,然后恼人的周期性挂起消失了。

第三个场景

现在,如果你的进程确实占用了CPU,那么它也可能会挂起——正如我上次提到的,这意味着不同的人有不同的事情。如果你有一个用户界面应用程序,这可能意味着用户界面没有被绘制;如果你有一个服务器应用程序,这可能意味着你的应用程序没有处理请求。所以你必须定义挂起对你意味着什么。我将以服务器应用程序不处理请求为例。通常服务器应用程序运行在专用计算机上。因此,让我们假设这里是这样的——在一台机器上运行一台服务器,服务器可能由多个进程组成。您可以通过吞吐量来衡量服务器性能。一种情况是CPU使用率很高(甚至比平时更高),但吞吐量比平时低。
最简单的情况是无限循环,非常容易调试。你用调试器中断几次,发现一个线程占用了所有的CPU,而这个线程无法退出某个函数——于是你的无限循环就出现了。如果这个进程很明显的使用了你的CPU。如果您有多个cpu,而其他进程也在使用cpu,则会变得更加复杂。但由于它是一个无限循环,所以如果你不干涉它,它就会一直在执行,所以一旦发生,你就可以随时进行调查。

如果绞刑只是偶尔重演,而当绞刑只持续一小会儿,它就变得很难了。是时候拿出一个CPU剖析器了。,processexplorer是一个非常有用的工具,可以帮助您开始使用它。它向您显示哪些进程是“活动的”—意味着它正在使用CPU。就我个人而言,我从收集适当的性能计数器开始,部分原因是微软产品组中几乎所有的测试团队都有某种自动化的测试过程来收集性能计数器,因此使用它们很容易。而且由于开销低,您可以长时间收集它们,所以您有一个直方图。

!address是一个非常强大的调试器命令。它向您显示了您的虚拟地址空间的确切分布。

如果你已经从!sos.eeheap -gc命令得到了输出,例如:

0:003> !eeheap -gc
Number of GC Heaps:
1generation0 starts at 0x01245078generation1 starts at 0x0124100cgeneration2 starts at 0x01241000ephemeral segment allocation context: (0x0125a900, 0x0125b39c)
segment begin allocated size
001908c0 793fe120 7941d8a8
0x0001f788(128904)01240000 01241000 0125b39c 0x0001a39c(107420)
Large
object heap starts at 0x02241000segment begin allocated size02240000 02241000 02243250 0x00002250(8784)
Total Size
0x3bd74(245108)
——————————
GC Heap Size
0x3bd74(245108)