.Net程序内存异常的原因及解决

这篇文章主要介绍了解决.Net程序内存异常问题的过程及思路。

一、概要

今年三月份，我被紧急调到一个项目组，去解决线上内存异常问题。经过两周的艰苦奋战，终于解决了这个问题。在这里，我想分享一下我的心路历程和思路，希望能帮助到正在面临类似问题的朋友们。

二、场景

当时，部门领导描述了一个问题：服务出现了提交内存异常，可能是日志组件堆积了大量日志消息，占满了内存，导致服务崩溃。特别是在某客户的服务器上，15000台物联网设备不能正常工作，情况非常紧急。

面对这个问题，我首先分析了日志堆积的原因。通过查看日志文件，我发现主要是报错情况，如x对象为null，对象转换失败等。日志组件的实现也存在一些问题，比如Log对象在每个调用的类里都会重新创建。

三、解决方案

针对这些问题，我提出以下解决方案：

1. 修复对象为null的问题，并加上空值判断。在json值转换时，如果传入的值是null，就会引发连锁反应。为了避免这种情况，我们需要在程序中加入判断，尽量避免触发try机制，以提高程序性能。

2. 重构日志组件为单例且线程安全的实现。将日志的数据结构体改为struct，以减少内存占用并提高处理速度。

当程序改好后放在测试服务器上运行时，虽然异常报错情况有所改善，但内存泄漏问题仍未解决。于是，我继续深入查找内存泄漏的根本原因。

在查看日志时，我发现log日志中出现“tcp服务拒绝连接XXX异常”。这使我意识到问题可能不仅仅在于日志堆积。进一步分析服务程序后，我发现了以下几个问题：

1. 有几个消息队列占用非常大，服务端程序与15000台物联网设备进行交互的所有数据都会堆积在队列里。如果队列满了，会创建新的Queue，然后把溢出的部分转到新的Queue里。更严重的是，从队列里取数据的操作是单线程的。

2. 存在很多磁盘I/O操作，例如socket通讯的报文和需要转发的内容等都会进行写入操作。

3. 调试时发现大部分方法实现都是同步方法，而且使用的框架版本居然是.NET framework 4。

针对这些问题，我提出以下解决方案：

1. 移除创建新队列的机制，删除Main Queue的上限设置，改为多线程处理Queue。数据堆积的本质是数据处理不过来，所以开辟再多的内存空间也无法解决问题。我们需要从处理数据的效率入手，提高处理速度。

2. 了解物联网设备的发送数据频率、设备数量以及单台设备发送数据的大小。这些信息可以帮助我们观察队列内部的变化，并在开会时给出具有说服力的证据。这些报文数据需要存储在应用服务器本地，因此我们需要计算写入的数据量是否超出硬盘的I/O瓶颈及网络带宽的占用。

3. 了解物联网设备在socket传输数据时是否走正常的“tcp挥手”流程。因为socket tcp通讯是双工通道，如果一端突然断开，另一端会进入“wait”状态，不会及时回收tcp连接资源。如果15000台设备高频短连接去操作，服务端连接队列资源很可能吃不消。我们需要确保设备的socket传输遵循正常的tcp握手和挥手流程。

在数字化浪潮中，服务端程序的稳定性和效率至关重要。面对“.Net程序内存异常”这一棘手问题，我们不得不深入剖析并解决这一难题。在这场挑战中，我们不仅要运用技术知识，还要展现出解决问题的决心和毅力。

（一）资源回收与“双工通道”拆除

当服务端连接出现“失效”时，我们需要主动断开这些连接，及时回收资源。这就像拆除一座城市的“双工通道”，以优化交通流量。调整socket连接队列大小，确保系统在高并发下依然稳定。这不仅需要技术层面的调整，更需要我们对系统架构有深入的理解。

（二）优化磁盘I/O与报文处理

磁盘写入报文信息是一项消耗资源的工作。为了节约CPU性能并减少磁盘I/O，我们需要说服项目经理砍掉部分模块。但剩下的工作如何进一步优化呢？通过查阅项目代码，我们发现socket通讯每次“收”、“发”都会操作一次I/O。于是，我们决定积累一定数量的报文后再一次性写入，这样磁盘I/O的操作频率将大大减少。这个过程考验我们的代码优化能力和逻辑思维能力。

（三）异步方法与任务优化

为了让服务端程序更高效，我们将所有的方法修改为异步方法。利用Task、Async、Await等特性，我们可以提高程序的并发处理能力。虽然我们的框架是较旧的“.freamwork4”，但通过查阅MSDN文档，我们依然找到了优化的方法。记住，开发服务端要有“服务端”思维，同步阻塞会限制服务端的并发量。在这个过程中，我们不仅要掌握技术知识，还要学会如何与团队沟通合作。

（四）工具的运用与问题分析

在解决问题的过程中，我们运用了多种工具来辅助分析。Visual Studio的Profile可以分析CPU、内存等占用情况；VMMap也是一个很好的分析工具；ANTS Performance Profiler能逐级告诉你内存占用的地方以及内存占用大小；还有Windows操作系统自带的资源监视器，这些都是我们的得力助手。通过这些工具，我们能够快速定位问题并找到解决方案。

（五）成果与经验分享

经过一系列的修改和优化，我们的程序在测试服务器上稳定运行了3周，内存稳定在2.9G左右。这个过程让我们深刻体会到解决问题的成就感。我们也明白遇到问题时应该冷静思考、积极寻找解决方案。在这个过程中，我们不断提升自己的技术水平和解决问题的能力，最终得到了同事和上级的认可。我们还获得了调到其他省的研发中心担任项目经理的机会，薪资也得到了上浮。这让我们更加坚信掌握一手救急的技能是非常有价值的。

以上就是关于.Net程序内存异常的原因及解决的详细内容。在解决问题的过程中，我们不仅提升了自己的技术能力，还积累了宝贵的经验。希望这篇文章能对你有所帮助，更多关于.Net程序内存异常的资料请关注狼蚁SEO的其它相关文章！