linux进程用户态内存泄露问题从进程角度跟踪举例

我们习惯性的会看下那个进程在泄漏内存，我这里使用一个test_malloc的测试进程，该进程每2秒钟会分配一个10000字节的空间，并作简单赋值（注意：如果仅malloc而不使用，编译器会优化，实际测试时将看不到内存泄漏的测试效果）：
 这里的VSZ和RSS的单位是kb,程序运行前:

lark@ubuntu:~$ ps -aux | grep "malloc"

USER   PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND

lark      2336   0.0        0.0      2496   576  pts/0      S+      00:16    0:00    ./malloc 

虚拟内存 2496*1k /1024/1024 = 2.5M左右    物理内存： 576*1k/1024/1024 = 0.5M左右 

 程序运行一段时间后:

lark@ubuntu:~$ ps -aux | grep "malloc"

USER   PID %CPU %MEM    VSZ   RSS    TTY      STAT START   TIME COMMAND

lark       2336  0.0        0.9      20580 19056  pts/0      S+    00:16     0:01    ./malloc

虚拟内存： 20580 *1k /1024/1024 = 20M左右  物理内存： 19056  *1k/1024/1024 = 19M左右

这样对比可以看到该malloc进程有明显的内存泄露。

1，查看/proc/meminfo
主要监控系统还有MemFree，对比前后两次的Memfree。

lark@ubuntu:~$ cat /proc/meminfo 
MemTotal:        1974040 kB
MemFree:          149104 kB
MemAvailable:     762944 kB
Buffers:           45088 kB
Cached:           681120 kB
SwapCached:            0 kB
Active:           315612 kB
Inactive:         969976 kB
Active(anon):       1632 kB
Inactive(anon):   562180 kB
Active(file):     313980 kB
Inactive(file):   407796 kB
SwapTotal:       2097148 kB
SwapFree:        2097148 kB
Dirty:               196 kB
AnonPages:        559404 kB
Mapped:           256972 kB
Shmem:              4420 kB
KReclaimable:      66448 kB
Slab:             162704 kB
SReclaimable:      66448 kB
SUnreclaim:        96256 kB
KernelStack:       11168 kB
PageTables:        13724 kB
VmallocTotal:   34359738367 kB
VmallocUsed:       61388 kB

进程运行一段时间后的meminfo信息 

lark@ubuntu:~$ cat /proc/meminfo 
MemTotal:        1974040 kB
MemFree:          129160 kB
MemAvailable:     753136 kB
Buffers:           45184 kB
Cached:           681128 kB
SwapCached:            0 kB
Active:           316100 kB
Inactive:         983808 kB
Active(anon):       1632 kB
Inactive(anon):   576392 kB
Active(file):     314468 kB
Inactive(file):   407416 kB
SwapTotal:       2097148 kB
SwapFree:        2097148 kB
Dirty:                 0 kB
AnonPages:        573672 kB
Mapped:           256984 kB
Shmem:              4428 kB
KReclaimable:      66500 kB
Slab:             162764 kB
SReclaimable:      66500 kB
SUnreclaim:        96264 kB
KernelStack:       11152 kB
PageTables:        13708 kB
VmallocTotal:   34359738367 kB
VmallocUsed:       61388 kB

 MemFree前后变化 MemFree从 149104KB降为 129160 kB，少了20M左右，看SReclaimable前后没有变化。

2，查看进程状态属性stat/statm/status里面的VSZ和RSS

查看物理内存占用，通过/proc/pid/stat或/proc/pid/statm（这里不能设置字体颜色，以粗体表示）

lark@ubuntu:~$ cat /proc/2336/statm
1152 804 271 1 0 605 0

所有数值均以‌内存页（page）‌为单位（通常1页=4KB），我们看到的1152 表示VSZ，804表示物理内存RSS ，271是共享内存页数，1表示文本段（代码）占用页数。0是库文件占用页数，605 是数据段+栈占用页数，0是 脏页数量。 

lark@ubuntu:~$ cat /proc/2336/statm
5442 5094 271 1 0 4895 0 

5442*4k/1024/1024  = 20M左右

lark@ubuntu:~$ cat /proc/2336/status
Name:    malloc
Umask:    0002
State:    S (sleeping)
Tgid:    2336
Ngid:    0
Pid:    2336
PPid:    2177
TracerPid:    0
Uid:    1000    1000    1000    1000
Gid:    1000    1000    1000    1000
FDSize:    256
Groups:    4 24 27 30 46 120 133 134 1000 
NStgid:    2336
NSpid:    2336
NSpgid:    2336
NSsid:    2177
VmPeak:        4740 kB
VmSize:        4740 kB
VmLck:           0 kB
VmPin:           0 kB
VmHWM:        3216 kB
VmRSS:        3216 kB
RssAnon:        2132 kB
RssFile:        1084 kB
RssShmem:           0 kB
VmData:        2420 kB
VmStk:         132 kB
VmExe:           4 kB
VmLib:        1652 kB
VmPTE:          44 kB
VmSwap:           0 kB
HugetlbPages:           0 kB
CoreDumping:    0
THP_enabled:    1
Threads:    1
SigQ:    0/7336
SigPnd:    0000000000000000
ShdPnd:    0000000000000000
SigBlk:    0000000000000000
SigIgn:    0000000000000000
SigCgt:    0000000000000000
CapInh:    0000000000000000
CapPrm:    0000000000000000
CapEff:    0000000000000000
CapBnd:    000001ffffffffff
CapAmb:    0000000000000000
NoNewPrivs:    0
Seccomp:    0
Seccomp_filters:    0
Speculation_Store_Bypass:    thread vulnerable
SpeculationIndirectBranch:    conditional enabled
Cpus_allowed:    ffffffff,ffffffff,ffffffff,ffffffff
Cpus_allowed_list:    0-127
Mems_allowed:    00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000001
Mems_allowed_list:    0
voluntary_ctxt_switches:    2230
nonvoluntary_ctxt_switches:    0 

虚拟内存‌相关参数：
VmSize: 4740 kB：当前虚拟内存占用总量（含共享库）
VmPeak: 4740 kB：历史峰值虚拟内存（本例中与当前值相同）
‌物理内存‌相关参数：
VmRSS: 3216 kB：实际驻留物理内存量（含共享内存）
RssAnon: 2132 kB：匿名页占用（如堆/栈），RssFile: 1084 kB为文件映射内存1
VmHWM: 3216 kB：物理内存使用峰值（与当前VmRSS一致） 

 内存泄漏嫌疑‌：若VmSize（当前虚拟内存占用总量）持续增长而VmRSS不变，可能存在虚拟内存泄漏。

3，stat参数解析说明：

lark@ubuntu:~$ cat /proc/2336/stat
2336 (malloc) S 2177 2336 2177 34816 2336 1077936128 623 0 0 0 0 14 0 0 20 0 1 0 74181 4718592 804 18446744073709551615 94518316240896 94518316241573 140725828707728 0 0 0 0 0 0 1 0 0 17 6 0 0 0 0 0 94518316252584 94518316253200 94519079710720 140725828715633 140725828715642 140725828715642 1407258287185750

（1）基础进程信息描述 

pid (2336)‌
进程ID，与文件名中的2336一致。
‌comm (malloc)‌
进程名称，括号包裹的可执行文件名。
‌state (S)‌
进程状态：
S：可中断睡眠（等待事件）
其他可能值：R(运行)、D(不可中断睡眠)、Z(僵尸)等。
‌ppid (2177)‌
父进程ID。
‌pgrp (2336)‌
进程组ID，通常与进程ID相同。

（2）、资源统计信息
‌session (2177)‌
会话ID，通常与父进程ID相同。
‌tty_nr (34816)‌
控制终端设备号，34816对应pts/0类终端。
‌utime (0)‌
用户态CPU时间（单位：时钟滴答，jiffies)。
‌stime (14)‌
内核态CPU时间（jiffies）
‌cutime/cstime (0/0)‌
所有已终止子进程的累计用户态/内核态CPU时间。

（3）、内存相关字段
‌priority (20)‌
进程静态优先级（数值越小优先级越高）。
‌nice (0)‌
nice值，影响动态优先级调整。
‌num_threads (1)‌
进程包含的线程数。
‌start_time (74181)‌
进程启动时间（单位：时钟滴答，从系统启动算起）。
‌vsize (4718592)‌
虚拟内存大小（字节），此处约4.5MB
‌rss (804)‌
驻留物理内存页数（每页通常4KB，此处约3.1MB）。

（4）、其他关键字段
‌exit_signal (17)‌
进程终止时发送给父进程的信号。
‌processor (6)‌
最后一次运行的CPU编号。
‌rt_priority (0)‌
实时进程优先级（0表示非实时进程）。
‌blkio_ticks (0)‌
块设备I/O等待时间（jiffies）。