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@ -1,9 +1,11 @@
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该文所涉及的 netty 源码版本为 4.1.6。
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## Netty 中的 ByteBuf 为什么会发生内存泄漏
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在 Netty 中,ByetBuf 并不是只采用可达性分析来对 ByteBuf 底层的 byte[]数组来进行垃圾回收,而同时采用引用计数法来进行回收,来保证堆外内存的准确时机的释放。
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在每个 ByteBuf 中都维护着一个 refCnt 用来对 ByteBuf 的被引用数进行记录,当 ByteBuf 的 retain()方法被调用时,将会增加 refCnt 的计数,而其 release()方法被调用时将会减少其被引用数计数。
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```Java
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```java
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private boolean release0(int decrement) {
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for (;;) {
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int refCnt = this.refCnt;
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@ -20,10 +22,12 @@ private boolean release0(int decrement) {
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}
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}
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```
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当调用了 ByteBuf 的 release()方法的时候,最后在上方的 release0()方法中将会为 ByteBuf 的引用计数减一,当引用计数归于 0 的时候,将会调用 deallocate()方法对其对应的底层存储数组进行释放(在池化的 ByteBuf 中,在 deallocate()方法里会把该 ByteBuf 的 byte[]回收到底层内存池中,以确保 byte[]可以重复利用)。
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由于 Netty 中的 ByteBuf 并不是随着申请之后会马上使其引用计数归 0 而进行释放,往往在这两个操作之间还有许多操作,如果在这其中如果发生异常抛出导致引用没有及时释放,在使用池化 ByetBuffer 的情况下内存泄漏的问题就会产生。
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当采用了池化的 ByteBuffer 的时候,比如 PooledHeapByteBuf 和 PooledDirectByteBuf,其 deallocate()方法一共主要分为两个步骤。
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```Java
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```java
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@Override
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protected final void deallocate() {
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if (handle >= 0) {
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@ -35,14 +39,17 @@ private boolean release0(int decrement) {
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}
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}
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```
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- 将其底层的 byte[]通过 free()方法回收到内存池中等待下一次使用。
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- 通过 recycle()方法将其本身回收到对象池中等待下一次使用。
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关键在第一步的内存回收到池中,如果其引用计数未能在 ByteBuf 对象被回收之前归 0,将会导致其底层占用 byte[]无法回收到内存池 PoolArena 中,导致该部分无法被重复利用,下一次将会申请新的内存进行操作,从而产生内存泄漏。
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而非池化的 ByteBuffer 即使引用计数没有在对象被回收的时候被归 0,因为其使用的是单独一块 byte[]内存,因此也会随着 java 对象被回收使得底层 byte[]被释放(由 JDK 的 Cleaner 来保证)。
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## Netty 进行内存泄漏检测的原理
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在 Netty 对于 ByteBuf 的检测中,一共包含 4 个级别。
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```Java
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```java
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if (level.ordinal() < Level.PARANOID.ordinal()) {
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if (leakCheckCnt ++ % samplingInterval == 0) {
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reportLeak(level);
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@ -52,8 +59,10 @@ private boolean release0(int decrement) {
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}
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}
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```
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以默认的 SIMPLE 级别为例,在这个级别下,Netty 将会根据以 ByteBuf 创建的序列号与 113 进行取模来判断是否需要进行内存泄漏的检测追踪。当取模成功的时候,将会为这个 ByteBuf 产生一个对应的 DefaultResourceLeak 对象,DefaultResourceLeak 是一个 PhantomReference 虚引用的子类,并有其对应的 ReferenceQueue。之后通过 SimpleLeakAwareByteBuf 类来将被追踪的 ByteBuf 和 DefaultResourceLeak 包装起来。
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```Java
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```java
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@Override
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public boolean release(int decrement) {
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boolean deallocated = super.release(decrement);
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@ -63,9 +72,11 @@ private boolean release0(int decrement) {
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return deallocated;
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}
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```
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在包装类中,如果该 ByteBuf 成功 deallocated 释放掉了其持有的 byte[]数组将会调用 DefaultResourceLeak 的 close()方法来已通知当前 ByteBuf 已经释放了其持有的内存。
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正是这个虚引用使得该 DefaultResourceLeak 对象被回收的时候将会被放入到与这个虚引用所对应的 ReferenceQueue 中。
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```Java
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```java
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DefaultResourceLeak ref = (DefaultResourceLeak) refQueue.poll();
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if (ref == null) {
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break;
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@ -92,6 +103,7 @@ private boolean release0(int decrement) {
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}
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}
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```
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Netty 会在下一次 ByteBuf 的采样中通过 reportLeak()方法将 ReferenceQueue 中的 DefaultResourceLeak 取出并判断其对应的 ByteBuf 是否已经在其回收前调用过其 close()方法,如果没有,显然在池化 ByteBuf 的场景下内存泄漏已经产生,将会以 ERROR 日志的方式进行日志打印。
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以上内容可以结合 JVM 堆外内存的资料进行阅读。
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