SQL Server内存泄漏

SQL Server内存泄漏

翻译自：https://mssqlwiki.com/2012/12/04/sql-server-memory-leak/

什么是内存泄漏？

当一个进程分配了内存，它应该回收并释放给操作系统。如果由于代码里的缺陷没有回收内存，被称为泄漏，它会导致操作系统和应用程序的内存压力。

有关SQL Server内存泄漏的神话

SQL Server内存管理设计为基于系统可用内存数量和SQL Server里Max server memory设置来动态增加和收缩内存。

很多次，系统管理员查看SQL Server内存使用，如果他们发现SQL Server内存使用很高会认为SQL Server内存泄漏了。

这是不对的，SQL Server是基于服务的应用程序，它的内存管理器设计为按需（除了大页）增加内存使用，除非Windows发出低内存提醒，否则不会收缩它的内存使用。我们可以在SQL Server里通过配置Max server memory来控制SQL Server内存使用。这个配置限制了SQL Server Bpool的使用，而不会控制整个SQL Server内存使用。分配在BPOOL以外（也叫MTL或MTR）的SQL Server内存部分，我们没有办法控制在bpool外SQL Server可以使用多少内存，但是non-bpool内存使用通常很低，可以很容易通过研究运行在SQL Server里的组件来预估。

例如：如果你想SQL Server在服务器上只使用10GB内存。考虑在Bpool以外SQL Server可能需要多少内存，并相应的设置“Max server memory”。在这里，如果你预估在Bpool以外SQL Server使用1.5GB，那设置Max server memory为8.5GB。

什么可以导致SQL Server内存泄漏？

SQL Server代码有一个逻辑去分配内存，但是不会回收它。如果在SQL Server里有任何组件导致了内存泄漏，它可以很容易使用像sys.dm_os_memory_allocation、sys.dm_os_memory_clerks和sys.dm_os_memory_objects等识别出来。但是，SQL Server里大多数的内存泄漏时由加载到SQL Server进程里的第三方DLL导致的。

注意：加载到SQL Server里的非SQL Server DLL的所有内存分配将会产生“Mem to Leave”（在Bpool之外），并且他们被称为直接Windows分配（DWA）。

当在SQL Server里有内存溢出条件，如果你猜测有内存泄漏。首先确定谁在消耗内存。如果SQL Server没有使用在MemToLeave里的大多数内存，并且你仍然获得Mem to Leave，有可能存在内存泄漏，它由加载到SQL Server里某个DLL导致。参考第1部分（MTL错误）https://mssqlwiki.com/sqlwiki/sql-performance/troubleshooting-sql-server-memory/

以下查询可以用于确定SQL Server在MTL里的实际内存消耗。

select sum(multi_pages_kb)  from sys.dm_os_memory_clerks

如果SQL Server的内存消耗非常低，并且你仍然看到像下面的SQL Server内存错误，请重点注意泄漏问题。

例如：

SQL Server 2000
                WARNING: Failed to reserve contiguous memory of Size= 65536.
                WARNING: Clearing procedure cache to free contiguous memory.
                Error: 17802 “Could not create server event thread.”
                SQL Server could not spawn process_loginread thread.
SQL Server 2005/2008
                Failed Virtual Allocate Bytes: FAIL_VIRTUAL_RESERVE 122880

如何识别内存泄漏和故障排除？

在Windows里有多种方法识别谁在进程里泄漏内存。在这边博文里，我们将讨论如何使用1.Windows debugger、2.Debug diagnostics tools for windows和3.UMDH识别内存泄漏。

让我们创建一个示例DLL加载到SQL Server进程里泄漏内存，看看如何使用以上提到的工具排除泄漏故障。

从这个链接（http://sdrv.ms/TH1qfR）下载HeapLeak.dll，并安装32位（http://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=5555）或64位（http://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=14632）的Microsoft Wisual C++ 2010 Redistributable Package来让这个DLL运行。

-- Create an extended stored procedure in SQL Server
exec sp_addextendedproc  'HeapLeak','C:\HeapLeakdll\HeapLeak.dll'
-- Let us execute this Extended SP 30 times and leak memory.
exec HeapLeak
go 30

我们也将在SQL Server里启用以下跟踪标志，当有内存溢出错误时自动产生过滤dump并查看如何识别谁在泄漏内存。

-- 2551 is used to enable filter dump.
dbcc traceon (2551,-1)
go
-- 8004 is used to take memory dump on first occurrence of OOM condition
dbcc traceon (8004,-1)
go
-- Note: Both the trace flags listed above are un-documented, So use it at your own risk and there is no guarantee that this trace flags will work in future versions of SQL Server

当我们启用跟踪标志，我们在SQL Server里触发内存溢出错误而产生OOM内存dump。通过执行以上的扩展存储过程30次，我们从MTL泄漏了大约300MB内存。

让我们执行以下创建XML句柄的脚本。XML句柄从MTL的内存分配将不久获得内存溢出错误，因为我们执行的扩展存储过程已经泄漏了内存。
（不要在没有执行HeapLeak就直接运行以下XML脚本。以下导致OOM错误的脚本由于对每个执行创建的句柄，但是它占用SQL Server分配，所以不会帮助我们来理解如何排除由第三方DLL泄漏导致的故障）

注意：
1. SQL Server内存dump将会在SQL Server错误日志目录下生成。
2. MTL的大小在32位SQL Server是256MB+Max worker threads *0.5，所以大约是384MB除非你使用-g开关修改。

DECLARE @idoc int
  
DECLARE @doc varchar(1000)
  
SET @doc ='


     
      
   


   
   
              

'
  
EXEC sp_xml_preparedocument @idoc OUTPUT, @doc
  
go 10000

在执行几次之后，我们会收到以下错误。

Msg 6624, Level 16, State 12, Procedure sp_xml_preparedocument, Line 1
XML document could not be created because server memory is low.

从http://msdl.microsoft.com/download/symbols/debuggers/dbg_x86_6.11.1.404.msi下载和安装Windows Debugger来分析这个dump。

步骤1：（加载这个内存dump文件来排除故障）
打开Windbg。选择“File”菜单，选择“Open crash dump”，选择这个dump文件（SQLDump000#.mdmp）
注意：当你得到异常或断言，在你的SQL Server错误日志里将会发现SQLDump000#.mdmp。

步骤2：（设置符号目录为Microsoft symbols server）
在命令窗口输入
.sympath srv*c:\\Websymbols*http://msdl.microsoft.com/download/symbols;

步骤3：（从Microsoft symbols server加载符号）
输入.reload /f并点击回车。这将强制debugger立即加载所有符号。

步骤4：（检查是否符号已加载）
使用debugger命令lmvm验证是否符号加载到SQL Server。

:028> lmvm sqlservr

start    end        module name

01000000 02ba8000   sqlservr   (pdb symbols)          c:\websymbols\sqlservr.pdb\93AACB610C614E1EBAB0FFB42031691D2\sqlservr.pdb

    Loaded symbol p_w_picpath file: sqlservr.exe

    Mapped memory p_w_picpath file: C:\Program Files\Microsoft SQL Server\MSSQL.1\MSSQL\Binn\sqlservr.exe

    Image path: C:\Program Files\Microsoft SQL Server\MSSQL.1\MSSQL\Binn\sqlservr.exe

    Image name: sqlservr.exe

    Timestamp:        Fri Oct 14 15:35:29 2005 (434F82E9)

    CheckSum:         01B73B9B

    ImageSize:        01BA8000

    File version:     2005.90.1399.0

    Product version:  9.0.1399.0

    File flags:       0 (Mask 3F)

    File OS:          40000 NT Base

    File type:        1.0 App

    File date:        00000000.00000000

    Translations:     0409.04e4

    CompanyName:      Microsoft Corporation

    ProductName:      Microsoft SQL Server

    InternalName:     SQLSERVR

    OriginalFilename: SQLSERVR.EXE

    ProductVersion:   9.00.1399.06

    FileVersion:      2005.090.1399.00

    FileDescription:  SQL Server Windows NT

    LegalCopyright:    Microsoft Corp. All rights reserved.

    LegalTrademarks:  Microsoft is a registered trademark of Microsoft Corporation. Windows(TM) is a trademark of Microsoft Corporation

    Comments:         NT INTEL X86

步骤5：（!address来限制内存信息）
使用!address命令来限制dump进程的内存信息。

0:028> !address -summary

 

——————– Usage SUMMARY ————————–

    TotSize (      KB)   Pct(Tots) Pct(Busy)   Usage

   686a7000 ( 1710748) : 81.58%    81.80%    : RegionUsageIsVAD

     579000 (    5604) : 00.27%    00.00%    : RegionUsageFree

    4239000 (   67812) : 03.23%    03.24%    : RegionUsageImage

     ea6000 (   15000) : 00.72%    00.72%    : RegionUsageStack

      1e000 (     120) : 00.01%    00.01%    : RegionUsageTeb

   122d0000 (  297792) : 14.20%    14.24%    : RegionUsageHeap

          0 (       0) : 00.00%    00.00%    : RegionUsagePageHeap

       1000 (       4) : 00.00%    00.00%    : RegionUsagePeb

       1000 (       4) : 00.00%    00.00%    : RegionUsageProcessParametrs

       1000 (       4) : 00.00%    00.00%    : RegionUsageEnvironmentBlock

       Tot: 7fff0000 (2097088 KB) Busy: 7fa77000 (2091484 KB)

 

——————– Type SUMMARY ————————–

    TotSize (      KB)   Pct(Tots)  Usage

     579000 (    5604) : 00.27%   :

    4239000 (   67812) : 03.23%   : MEM_IMAGE

     5fc000 (    6128) : 00.29%   : MEM_MAPPED

   7b242000 ( 2017544) : 96.21%   : MEM_PRIVATE

 

——————– State SUMMARY ————————–

    TotSize (      KB)   Pct(Tots)  Usage

   1b7bd000 (  450292) : 21.47%   : MEM_COMMIT

     579000 (    5604) : 00.27%   : MEM_FREE

   642ba000 ( 1641192) : 78.26%   : MEM_RESERVE

 

Largest free region: Base 00000000 – Size 00010000 (64 KB)

查看RegionUsageHeap，它大约是297792KB，最大的空闲区域只有64KB。我们知道SQL Server不广泛使用堆内存，因此通常SQL Server堆内存分配将不会超过几MB。在这里消耗大约290MB，因此使用MTL的其他组件很容易失败。。

让我们尝试理解为什么堆内存大约297792KB，尝试识别是否有一个模型。

步骤6：（让我们使用!heap -s来显示堆内存摘要信息）

0:028> !heap -s

LFH Key                   : 0x672ddb11

  Heap     Flags   Reserv  Commit  Virt   Free  List   UCR  Virt  Lock  Fast

                    (k)     (k)    (k)     (k) length      blocks cont. heap

—————————————————————————–

000d0000 00000002    1024    896    896      6     1     1    0      0   L

001d0000 00008000      64     12     12     10     1     1    0      0     

002c0000 00001002    1088     96     96      2     1     1    0      0   L

002e0000 00001002      64     52     52      3     2     1    0      0   L

007c0000 00001002      64     64     64     56     1     0    0      0   L

00d10000 00001002     256     24     24      8     1     1    0      0   L

340b0000 00001002      64     28     28      1     0     1    0      0   L

340c0000 00041002     256     12     12      4     1     1    0      0   L

342a0000 00000002    1024     24     24      3     1     1    0      0   L

34440000 00001002      64     48     48     40     2     1    0      0   L

61cd0000 00011002     256     12     12      4     1     1    0      0   L

61d10000 00001002      64     16     16      7     1     1    0      0   L

61d20000 00001002      64     12     12      4     1     1    0      0   L

62a90000 00001002    1024   1024   1024   1016     2     0    0      0   L

62b90000 00001002    1024   1024   1024   1016     2     0    0      0   L

62c90000 00001002     256     40     40      7     1     1    0      0   LFH

00770000 00001002      64     16     16      2     2     1    0      0   L

63820000 00001002      64     24     24      3     1     1    0      0   L

63830000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

64230000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

64c30000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

65630000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

66030000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

66a30000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

67430000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

68130000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

68b30000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

69530000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

69f30000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

6a930000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

6b330000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

6bd30000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

6c730000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

6d130000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

6db30000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

6e530000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

6ef30000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

6f930000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

70330000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

70d30000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

7a160000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

7ab60000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

7b560000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

7d0d0000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

7e030000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

7ea30000 00001001   10240  10240  10240    160    21     0    0    bad     

67f90000 00001003     256     16     16     14     1     1    0    bad     

71850000 00001003     256      4      4      2     1     1    0    bad     

71890000 00001003     256      4      4      2     1     1    0    bad     

67fd0000 00001002      64     16     16      4     1     1    0      0   L

718d0000 00001003     256     40     40      3     1     1    0    bad     

71910000 00001003     256      4      4      2     1     1    0    bad     

71950000 00001003     256      4      4      2     1     1    0    bad     

71990000 00001003     256      4      4      2     1     1    0    bad     

67ff0000 00001002      64     16     16      4     1     1    0      0   L

719d0000 00001003    1792   1352   1352      5     2     1    0    bad     

71a10000 00001003     256      4      4      2     1     1    0    bad     

71a50000 00001003     256      4      4      2     1     1    0    bad     

71a90000 00001002      64     16     16      1     0     1    0      0   L

—————————————————————————–

如果你看以上输出，你可以清晰识别一个模型。创建了多个，每个是10MB。但是如何识别实际上是谁创建了它们？

步骤7：

让我们取出其中一个10MB的堆内存，并使用带-h参数的!heap显示在这个10MB堆内存里所有的内存分配条目。

我获取的堆内存是63830000。

0:028> !heap -h 63830000

Index   Address  Name      Debugging options enabled

19:   63830000

    Segment at 63830000 to 64230000 (00a00000 bytes committed)

    Flags:                00001001

    ForceFlags:           00000001

    Granularity:          8 bytes

    Segment Reserve:      00100000

    Segment Commit:       00002000

    DeCommit Block Thres: 00000200

    DeCommit Total Thres: 00002000

    Total Free Size:      00005048

    Max. Allocation Size: 7ffdefff

    Lock Variable at:     00000000

    Next TagIndex:        0000

    Maximum TagIndex:     0000

    Tag Entries:          00000000

    PsuedoTag Entries:    00000000

    Virtual Alloc List:   63830050

    UCR FreeList:        63830588

    FreeList Usage:      00000000 00000000 00000000 00000000

    FreeList[ 00 ] at 63830178: 6422de88 . 638ad7e0      Unable to read nt!_HEAP_FREE_ENTRY structure at 638ad7e0

(1 block )

    Heap entries for Segment00 in Heap 63830000

        63830608: 00608 . 00040 [01] – busy (40)

        63830648: 00040 . 02808 [01] – busy (2800)

        641b6698: 02808 . 02808 [01] – busy (2800)

        ……………………………………

        ……………………………………

        ……………………………………

        ……………………………………

步骤8：（让我们截取分配的堆内存条目之一，并尝试识别在它里面是什么）

0:028> db 641b6698

641b6698  01 05 01 05 93 01 08 00-49 61 6d 20 66 69 6c 69 ……..Iam fili

641b66a8  6e 67 20 74 68 65 20 68-65 61 70 20 66 6f 72 20  ng the heap for

641b66b8  64 65 6d 6f 20 61 74 20-4d 53 53 51 4c 57 49 4b  demo at MSSQLWIK

641b66c8  49 2e 43 4f 4d 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00  I.COM………..

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0:028> db 63830648

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类似的，你可以dump多个堆分配来识别一个模型。

现在如果你查看dump的内存，你会看到一个字符串可能对你识别创建堆内存的DLL有帮助。在以上堆里有一个模型。所有的堆分配都有以下字符串“I am filing the heap for demo at MSSQLWIKI.COM”

注意：你可以使用L大小dump更多内存，使用db或dc命令的示例：db 63830648 L1500

步骤9：

让我们使用notepad打开加载到SQL Server里用于测试的DLL，查看是否有一个字符串匹配这个模型。

是的，证明这个DLL导致了泄漏。在实践中你可能得去验证不同的堆分配来识别这个模型。

这是一个在泄漏实际发生之后从内存dump找到泄漏。找到一个模型并识别分配该内存的模块并不总是容易的，在这里你可以使用像debug diagnostic tool、UMDH等工具来跟踪泄漏。在我的下一篇博文中，我将发表如何使用Debug diagnostics tools跟踪内存泄漏。https://mssqlwiki.com/2012/12/06/debugging-memory-leaks-using-debug-diagnostic-tool/