Net 高级调试之十一：托管堆布局架构和对象分配机制 托管堆布局架构和对象分配机制 高级调试之十一 Net
一、简介
今天是《Net 高级调试》的第十一篇文章，这篇文章来的有点晚，因为，最近比较忙，就没时间写文章了。现在终于有点时间，继续开始我们这个系列。这篇文章我们主要介绍托管堆的架构，对象的分配机制，我们如何查找在托管堆上的对象，我学完这章，很多以前很模糊的概念，现在很清晰了，知道了对象代的分配，大对象堆和小对象堆的结构，了解了对象的生命周期，这些是 Net 框架的底层，了解更深，对于我们调试更有利。当然了，第一次看视频或者看书，是很迷糊的，不知道如何操作，还是那句老话，一遍不行，那就再来一遍，还不行，那就再来一遍，俗话说的好，书读千遍，其意自现。
如果在没有说明的情况下，所有代码的测试环境都是 Net Framewok 4.8，但是，有时候为了查看源码，可能需要使用 Net Core 的项目，我会在项目章节里进行说明。好了，废话不多说，开始我们今天的调试工作。
调试环境我需要进行说明，以防大家不清楚，具体情况我已经罗列出来。
操作系统：Windows Professional 10
调试工具：Windbg Preview（可以去Microsoft Store 去下载）
开发工具：Visual Studio 2022
Net 版本：Net Framework 4.8
CoreCLR源码：源码下载
二、基础知识
1、托管堆和垃圾回收
1、Windows 内存架构
要了解 C# 的内存分配机制，首先需要了解 Windows 内存分配的机制，毕竟 CLR 中的内存是从 Windows 上分配过来的。架构图如下：
2、CLR堆管理器
2.1、简介
CLR 堆管理器托管的内存划分成两大块。
a、按对象大小划分
所有小于 85000 byte 的对象都存放在【小对象堆(SOH)】，大于等于 85000 byte 的对象存放在【大对象堆（LOH）】。
b、按生存期划分。
CLR 假设一个新分配的对象往往更容易成为一个垃圾对象，所以回收这些对象的效率会更高，所以在【小对象堆（SOH）】做了一个【代机制】的划分，也就是 0代、1代、2代。
2.2、托管堆布局图
托管堆是由很多的段（segment）组成的，新生成的 segment 叫做临时段，其他的叫 segment 年长段。小对象堆有临时段的概念，大对象堆是没有的。结构如图：
托管堆是由段组成的，在小对象堆中，最新创建的是临时段，其他则是内存段，依次类推。所有的0代对象和1代对象都会分配在临时段上，2代对象会有一部分放在临时段上，其他的段，比如：内存段，永远存放的是2代对象。
2.3、工作站和服务器GC
CLR 有两种 GC 模式，分别是：工作站 GC 和 服务器GC。
a）、工作站GC
工作站GC 一般指具有窗口类的应用程序，比如：WinForm，WPF，SliverLight，Console，这样的程序只有一个托管堆。
效果如图：
b）、服务器GC
对于 Web 类的程序，一般默认使用 服务器GC，它的托管堆个数和当前机器 CPU 的核数一致。
如图：
3、对象分配
当我们在对象堆中分配一个对象时，大致流程如下：
a）、将一个对象分配到托管堆上。
b）、如果托管堆的空间不足，将会触发 GC。
c）、GC 触发之后，如果空间足够的话，就会存放对象。
d）、如果垃圾对象带有析构函数，那么将会进入到【可终结队列】中被执行。
过程如图：
4、dumpheap 命令介绍
为了能够高效的筛选托管堆中的对象，SOS 提供了一个【!dumpheap】命令，这个命令十分强大，可以帮助我们很方便的筛选。
三、调试过程
废话不多说，这一节是具体的调试过程，又可以说是眼见为实的过程，在开始之前，我还是要啰嗦两句，这一节分为两个部分，第一部分是测试的源码部分，没有代码，当然就谈不上测试了，调试必须有载体。第二部分就是根据具体的代码来证实我们学到的知识，是具体的眼见为实。
1、调试源码
1.1、Example_11_1_1
1.2、Example_11_1_2
这个项目很简单，就是建立一个 Asp.Net WebAPI 的项目，不需要写任何代码，使用默认功能就可以。
1.3、Example_11_1_3
2、眼见为实
项目的所有操作都是一样的，所以就在这里说明一下，但是每个测试例子，都需要重新启动，并加载相应的应用程序，加载方法都是一样的。流程如下：我们编译项目，打开 Windbg，点击【文件】----》【launch executable】附加程序，打开调试器的界面，程序已经处于中断状态。
2.1、我们查看 NT 堆和 GC 堆。
调试源码：Example_11_1_1
1）、我们先来查看一下 NT 堆。
当我们成功进入调试器界面，使用【g】命令，继续运行，我们会在12行代码【Console.ReadLine()】暂停，我们程序打印出了【Hello world】，我们点击调试器工具栏中的【break】按钮，就可以调试程序了。
我们使用【!address -summary 】命令，查看一下具体情况。
2.2、我们查看大对象和小对象分配机制
调试源码：Example_11_1_1
当我们成功进入调试器界面，使用【g】命令，继续运行，我们会在12行代码【Console.ReadLine()】暂停，我们程序打印出了【Hello world】，我们点击调试器工具栏中的【break】按钮，就可以调试程序了。
byte[] byte1 = new byte[10000]；这行数组小于85000就应该在小对象堆中，byte[] byet2 = new byte[85000];这个数组对象大于85000 就会分配在大对象堆中。
我们先使用【!eeheap -gc】查看一下托管堆的情况。
2.3、如何按生存期查看对象的分配。
调试源码：Example_11_1_1
当我们成功进入调试器界面，使用【g】命令，继续运行，我们会在12行代码【Console.ReadLine()】暂停，我们程序打印出了【Hello world】，我们点击调试器工具栏中的【break】按钮，就可以调试程序了。
其实，有关对象代的调试，我们已经做过了，这里正式测试一下，我们依然使用【!eeheap -gc】命令，就可以看到托管堆中的代了。
2.4、查看 Console GC 模式
调试源码：Example_11_1_1
当我们成功进入调试器界面，使用【g】命令，继续运行，我们会在12行代码【Console.ReadLine()】暂停，我们程序打印出了【Hello world】，我们点击调试器工具栏中的【break】按钮，就可以调试程序了。
我们可以使用【!eeversion】命令，查看GC模式。
2.5、查看 Asp.Net Web API 的 GC 模式
调试源码：Example_11_1_2
这里测试的源码时 Web API 项目，直接运行程序，然后我们通过 Windbg 的【attach to Process】命令来查看。附加进程的进程是【iisexpress】，效果如图：
调试源码：Example_11_1_3
当我们成功进入调试器界面，使用【g】命令，继续运行，我们会在12行代码【Console.ReadLine()】暂停，我们程序打印出了【3 个 byte[] 分配完毕!】，我们点击调试器工具栏中的【break】按钮，就可以调试程序了，开始我们的筛选调试。
如果我们直接使用【!dumpheap】命令，列出的内容太多了，想要从中查找一个对象，好像大海捞针一样，所以我们就需要过滤。
a）、我们过滤对象大小在1000-2000之间的对象。
我们执行命令【!dumpheap -min 0n1000 -max0n2000】,0n是十进制，默认0x十六进制。
b）、我要找到大于1000的对象，我们可以使用【!dumpheap -min 0n1000】，去掉 -max 就可以了。
我们可以使用【!dumpheap -stat】命令，统计一下托管堆对象的结果，我们只关注 String。
2.7\
四、总结
终于写完了，由于这周比较忙，写文章的速度也慢了下来了，没办法，要先把工作做好，工作是本分。还是老话，虽然很忙，写作过程也挺累的，但是看到了自己的成长，心里还是挺快乐的。学习过程真的没那么轻松，还好是自己比较喜欢这一行，否则真不知道自己能不能坚持下来。老话重谈，《高级调试》的这本书第一遍看，真的很晕，第二遍稍微好点，不学不知道，一学吓一跳，自己欠缺的很多。好了，不说了，不忘初心，继续努力，希望老天不要辜负努力的人。 天下国家,可均也；爵禄,可辞也；白刃,可蹈也；中庸不可能也
今天是《Net 高级调试》的第十一篇文章，这篇文章来的有点晚，因为，最近比较忙，就没时间写文章了。现在终于有点时间，继续开始我们这个系列。这篇文章我们主要介绍托管堆的架构，对象的分配机制，我们如何查找在托管堆上的对象，我学完这章，很多以前很模糊的概念，现在很清晰了，知道了对象代的分配，大对象堆和小对象堆的结构，了解了对象的生命周期，这些是 Net 框架的底层，了解更深，对于我们调试更有利。当然了，第一次看视频或者看书，是很迷糊的，不知道如何操作，还是那句老话，一遍不行，那就再来一遍，还不行，那就再来一遍，俗话说的好，书读千遍，其意自现。
如果在没有说明的情况下，所有代码的测试环境都是 Net Framewok 4.8，但是，有时候为了查看源码，可能需要使用 Net Core 的项目，我会在项目章节里进行说明。好了，废话不多说，开始我们今天的调试工作。
调试环境我需要进行说明，以防大家不清楚，具体情况我已经罗列出来。
操作系统：Windows Professional 10
调试工具：Windbg Preview（可以去Microsoft Store 去下载）
开发工具：Visual Studio 2022
Net 版本：Net Framework 4.8
CoreCLR源码：源码下载
二、基础知识
1、托管堆和垃圾回收
1、Windows 内存架构
要了解 C# 的内存分配机制，首先需要了解 Windows 内存分配的机制，毕竟 CLR 中的内存是从 Windows 上分配过来的。架构图如下：
2、CLR堆管理器
2.1、简介
CLR 堆管理器托管的内存划分成两大块。
a、按对象大小划分
所有小于 85000 byte 的对象都存放在【小对象堆(SOH)】，大于等于 85000 byte 的对象存放在【大对象堆（LOH）】。
b、按生存期划分。
CLR 假设一个新分配的对象往往更容易成为一个垃圾对象，所以回收这些对象的效率会更高，所以在【小对象堆（SOH）】做了一个【代机制】的划分，也就是 0代、1代、2代。
2.2、托管堆布局图
托管堆是由很多的段（segment）组成的，新生成的 segment 叫做临时段，其他的叫 segment 年长段。小对象堆有临时段的概念，大对象堆是没有的。结构如图：
托管堆是由段组成的，在小对象堆中，最新创建的是临时段，其他则是内存段，依次类推。所有的0代对象和1代对象都会分配在临时段上，2代对象会有一部分放在临时段上，其他的段，比如：内存段，永远存放的是2代对象。
2.3、工作站和服务器GC
CLR 有两种 GC 模式，分别是：工作站 GC 和 服务器GC。
a）、工作站GC
工作站GC 一般指具有窗口类的应用程序，比如：WinForm，WPF，SliverLight，Console，这样的程序只有一个托管堆。
效果如图：
b）、服务器GC
对于 Web 类的程序，一般默认使用 服务器GC，它的托管堆个数和当前机器 CPU 的核数一致。
如图：
3、对象分配
当我们在对象堆中分配一个对象时，大致流程如下：
a）、将一个对象分配到托管堆上。
b）、如果托管堆的空间不足，将会触发 GC。
c）、GC 触发之后，如果空间足够的话，就会存放对象。
d）、如果垃圾对象带有析构函数，那么将会进入到【可终结队列】中被执行。
过程如图：
4、dumpheap 命令介绍
为了能够高效的筛选托管堆中的对象，SOS 提供了一个【!dumpheap】命令，这个命令十分强大，可以帮助我们很方便的筛选。
三、调试过程
废话不多说，这一节是具体的调试过程，又可以说是眼见为实的过程，在开始之前，我还是要啰嗦两句，这一节分为两个部分，第一部分是测试的源码部分，没有代码，当然就谈不上测试了，调试必须有载体。第二部分就是根据具体的代码来证实我们学到的知识，是具体的眼见为实。
1、调试源码
1.1、Example_11_1_1
1 namespace Example_11_1_1 2 { 3 internal class Program 4 { 5 static void Main(string[] args) 6 { 7 byte[] byte1 = new byte[10000]; 8 byte[] byet2 = new byte[85000]; 9 Console.WriteLine("Hello world!"); 10 Console.ReadLine(); 11 } 12 } 13 }View Code
1.2、Example_11_1_2
这个项目很简单，就是建立一个 Asp.Net WebAPI 的项目，不需要写任何代码，使用默认功能就可以。
1.3、Example_11_1_3
1 namespace Example_11_1_3 2 { 3 internal class Program 4 { 5 static void Main(string[] args) 6 { 7 byte[] byte1 = new byte[85000]; 8 byte[] byte2 = new byte[1500]; 9 byte[] byet3 = new byte[3500]; 10 Console.WriteLine("3 个 byte[] 分配完毕!"); 11 Console.ReadLine(); 12 } 13 } 14 }View Code
2、眼见为实
项目的所有操作都是一样的，所以就在这里说明一下，但是每个测试例子，都需要重新启动，并加载相应的应用程序，加载方法都是一样的。流程如下：我们编译项目，打开 Windbg，点击【文件】----》【launch executable】附加程序，打开调试器的界面，程序已经处于中断状态。
2.1、我们查看 NT 堆和 GC 堆。
调试源码：Example_11_1_1
1）、我们先来查看一下 NT 堆。
当我们成功进入调试器界面，使用【g】命令，继续运行，我们会在12行代码【Console.ReadLine()】暂停，我们程序打印出了【Hello world】，我们点击调试器工具栏中的【break】按钮，就可以调试程序了。
我们使用【!address -summary 】命令，查看一下具体情况。
1 0:006> !address -summary 2 3 4 Mapping file section regions... 5 Mapping module regions... 6 Mapping PEB regions... 7 Mapping TEB and stack regions... 8 Mapping heap regions... 9 Mapping page heap regions... 10 Mapping other regions... 11 Mapping stack trace database regions... 12 Mapping activation context regions... 13 14 --- Usage Summary ---------------- RgnCount ----------- Total Size -------- %ofBusy %ofTotal 15 Free 57 f852b000 ( 3.880 GB) 97.00% 16 Image 191 2eb9000 ( 46.723 MB) 38.06% 1.14% 17 <unknown> 88 2670000 ( 38.438 MB) 31.31% 0.94% 18 MappedFile 18 1cec000 ( 28.922 MB) 23.56% 0.71% 19 Stack 21 700000 ( 7.000 MB) 5.70% 0.17% 20 Heap 10 13b000 ( 1.230 MB) 1.00% 0.03% 21 Other 7 5c000 ( 368.000 kB) 0.29% 0.01% 22 TEB 7 16000 ( 88.000 kB) 0.07% 0.00% 23 PEB 1 3000 ( 12.000 kB) 0.01% 0.00% 24 25 --- Type Summary (for busy) ------ RgnCount ----------- Total Size -------- %ofBusy %ofTotal 26 MEM_IMAGE 198 2ec3000 ( 46.762 MB) 38.09% 1.14% 27 MEM_PRIVATE 122 2ebc000 ( 46.734 MB) 38.07% 1.14% 28 MEM_MAPPED 23 1d46000 ( 29.273 MB) 23.84% 0.71% 29 30 --- State Summary ---------------- RgnCount ----------- Total Size -------- %ofBusy %ofTotal 31 MEM_FREE 57 f852b000 ( 3.880 GB) 97.00% 32 MEM_RESERVE 65 43a4000 ( 67.641 MB) 55.10% 1.65% 33 MEM_COMMIT 278 3721000 ( 55.129 MB) 44.90% 1.35% 34 35 --- Protect Summary (for commit) - RgnCount ----------- Total Size -------- %ofBusy %ofTotal 36 PAGE_EXECUTE_READ 32 25b2000 ( 37.695 MB) 30.70% 0.92% 37 PAGE_READONLY 90 bae000 ( 11.680 MB) 9.51% 0.29% 38 PAGE_WRITECOPY 30 399000 ( 3.598 MB) 2.93% 0.09% 39 PAGE_READWRITE 102 1f8000 ( 1.969 MB) 1.60% 0.05% 40 PAGE_READWRITE | PAGE_GUARD 16 28000 ( 160.000 kB) 0.13% 0.00% 41 PAGE_EXECUTE_READWRITE 8 8000 ( 32.000 kB) 0.03% 0.00% 42 43 --- Largest Region by Usage ----------- Base Address -------- Region Size ---------- 44 Free 80010000 7f2f0000 ( 1.987 GB) 45 Image 6de80000 f55000 ( 15.332 MB) 46 <unknown> 2f22000 fee000 ( 15.930 MB) 47 MappedFile 19d4000 133d000 ( 19.238 MB) 48 Stack 1410000 fd000 (1012.000 kB) 49 Heap f20000 8b000 ( 556.000 kB) 50 Other ff480000 33000 ( 204.000 kB) 51 TEB ce1000 4000 ( 16.000 kB) 52 PEB ccc000 3000 ( 12.000 kB)View Code
输出的内容还是不少的，列表中【Heap 10 13b000 ( 1.230 MB) 1.00% 0.03%】，这个就是 NT 堆。
我们也可以使用【!heap -s】命令，查看 NT 堆的详情。
1 0:006> !heap -s 2 3 4 ************************************************************************************************************************ 5 NT HEAP STATS BELOW 6 ************************************************************************************************************************ 7 NtGlobalFlag enables following debugging aids for new heaps: 8 tail checking 9 free checking 10 validate parameters 11 LFH Key : 0x0afd8ea9 12 Termination on corruption : ENABLED 13 Heap Flags Reserv Commit Virt Free List UCR Virt Lock Fast 14 (k) (k) (k) (k) length blocks cont. heap 15 ----------------------------------------------------------------------------- 16 00f20000 40000062 1020 556 1020 6 65 1 0 4 （第一个堆是进程堆，是 Win32函数用的） 17 01200000 40001062 60 12 60 1 2 1 0 0 18 01570000 40001062 60 12 60 1 2 1 0 0 19 02f00000 40001062 60 4 60 0 1 1 0 0 20 01540000 40041062 60 4 60 2 1 1 0 0 21 -----------------------------------------------------------------------------
2）、我们查看一下 GC 堆。
如果我们想查看 GC 堆，可以直接使用【!eeheap -gc】命令。
1 0:006> !eeheap -gc 2 Number of GC Heaps: 1 3 generation 0 starts at 0x02f11018 4 generation 1 starts at 0x02f1100c 5 generation 2 starts at 0x02f11000 6 ephemeral segment allocation context: none 7 segment begin allocated size 8 02f10000 02f11000 02f1871c 0x771c(30492) 9 Large object heap starts at 0x03f11000 10 segment begin allocated size 11 03f10000 03f11000 03f2a180 0x19180(102784) 12 Total Size: Size: 0x2089c (133276) bytes. 13 ------------------------------ 14 GC Heap Size: Size: 0x2089c (133276) bytes.
2.2、我们查看大对象和小对象分配机制
调试源码：Example_11_1_1
当我们成功进入调试器界面，使用【g】命令，继续运行，我们会在12行代码【Console.ReadLine()】暂停，我们程序打印出了【Hello world】，我们点击调试器工具栏中的【break】按钮，就可以调试程序了。
byte[] byte1 = new byte[10000]；这行数组小于85000就应该在小对象堆中，byte[] byet2 = new byte[85000];这个数组对象大于85000 就会分配在大对象堆中。
我们先使用【!eeheap -gc】查看一下托管堆的情况。
1 0:006> !eeheap -gc 2 Number of GC Heaps: 1 3 generation 0 starts at 0x02f11018 4 generation 1 starts at 0x02f1100c 5 generation 2 starts at 0x02f11000 6 ephemeral segment allocation context: none 7 segment begin allocated size 8 02f10000 02f11000 02f1871c 0x771c(30492) 9 Large object heap starts at 0x03f11000（这个就是大对象堆） 10 segment begin allocated size 11 03f10000 03f11000 03f2a180 0x19180(102784) 12 Total Size: Size: 0x2089c (133276) bytes. 13 ------------------------------ 14 GC Heap Size: Size: 0x2089c (133276) bytes.
我们再使用【!dumpheap 03f11000 03f2a180】查看一下大对象堆的情况。
0:006> !dumpheap 03f11000 03f2a180 Address MT Size 03f11000 00f45368 10 Free 03f11010 00f45368 14 Free 03f11020 6dae2788 4872 03f12328 00f45368 14 Free 03f12338 6dae2788 524 03f12548 00f45368 14 Free 03f12558 6dae2788 4092 03f13558 00f45368 14 Free 03f13568 6dae2788 8172 03f15558 00f45368 14 Free 03f15568 6dae5c40 85012 Statistics: MT Count TotalSize Class Name 00f45368 6 80 Free 6dae2788 4 17660 System.Object[] 6dae5c40 1 85012 System.Byte[] Total 11 objects
红色标注的就是我们的 byte 数组，大小是 85012，为什么多了12，数组是引用类型，引用类型都有两个附加字段（8）和一个数组长度（4）的字段，共12，再加上数组的长度就是85012。
我们确认了 byet2 确实是在大对象堆中，我们继续看看 byet1是不是在小对象堆中。使用相同的命令【!dumpheap 02f11000 02f1871c】，这个地址就是小对象堆的起始地址和结束地址，就是【ephemeral segment allocation】临时段。
1 0:006> !dumpheap 02f11000 02f1871c 2 Address MT Size 3 02f11000 00f45368 10 Free 4 02f1100c 00f45368 10 Free 5 ..... 6 02f124fc 00f45368 10 Free 7 02f12508 6dae5c40 10012 8 02f14c24 6dae8b20 28 9 ..... 10 02f174f4 6db49b0c 16 11 12 Statistics: 13 MT Count TotalSize Class Name 14 ...... 15 6dae5c40 4 10818 System.Byte[] 16 Total 325 objects
红色标记的就是 byte 数组，我们使用【!DumpHeap /d -mt 6dae5c40】查看详情。
1 0:006> !DumpHeap /d -mt 6dae5c40 2 Address MT Size 3 02f12508 6dae5c40 10012 4 02f16710 6dae5c40 526 5 02f171cc 6dae5c40 268 6 02f174e8 6dae5c40 12 7 03f15568 6dae5c40 85012 8 9 Statistics: 10 MT Count TotalSize Class Name 11 6dae5c40 5 95830 System.Byte[] 12 Total 5 objects
红色标记的就是我们的 byte1 byte 数组。当然，我们可以使用命令【!do】查看详情。
1 0:006> !do 02f12508 2 Name: System.Byte[] 3 MethodTable: 6dae5c40 4 EEClass: 6dbe8ba8 5 Size: 10012(0x271c) bytes 6 Array: Rank 1, Number of elements 10000, Type Byte (Print Array) 7 Content: ................................................................................................................................ 8 Fields: 9 None
2.3、如何按生存期查看对象的分配。
调试源码：Example_11_1_1
当我们成功进入调试器界面，使用【g】命令，继续运行，我们会在12行代码【Console.ReadLine()】暂停，我们程序打印出了【Hello world】，我们点击调试器工具栏中的【break】按钮，就可以调试程序了。
其实，有关对象代的调试，我们已经做过了，这里正式测试一下，我们依然使用【!eeheap -gc】命令，就可以看到托管堆中的代了。
1 0:006> !eeheap -gc 2 Number of GC Heaps: 1 3 generation 0 starts at 0x02f11018（0代） 4 generation 1 starts at 0x02f1100c（1代） 5 generation 2 starts at 0x02f11000（2代） 6 ephemeral segment allocation context: none 7 segment begin allocated size 8 02f10000 02f11000 02f1871c 0x771c(30492) 9 Large object heap starts at 0x03f11000 10 segment begin allocated size 11 03f10000 03f11000 03f2a180 0x19180(102784) 12 Total Size: Size: 0x2089c (133276) bytes. 13 ------------------------------ 14 GC Heap Size: Size: 0x2089c (133276) bytes.
2.4、查看 Console GC 模式
调试源码：Example_11_1_1
当我们成功进入调试器界面，使用【g】命令，继续运行，我们会在12行代码【Console.ReadLine()】暂停，我们程序打印出了【Hello world】，我们点击调试器工具栏中的【break】按钮，就可以调试程序了。
我们可以使用【!eeversion】命令，查看GC模式。
1 0:006> !eeversion 2 4.8.4300.0 retail 3 Workstation mode（工作站模式） 4 SOS Version: 4.8.4300.0 retail build
我们也可以通过【!eeheap -gc】命令查看托管堆的个数查看。
1 0:006> !eeheap -gc 2 Number of GC Heaps: 1（只有一个托管堆，就是工作站模式） 3 generation 0 starts at 0x02f11018 4 generation 1 starts at 0x02f1100c 5 generation 2 starts at 0x02f11000 6 ephemeral segment allocation context: none 7 segment begin allocated size 8 02f10000 02f11000 02f1871c 0x771c(30492) 9 Large object heap starts at 0x03f11000 10 segment begin allocated size 11 03f10000 03f11000 03f2a180 0x19180(102784) 12 Total Size: Size: 0x2089c (133276) bytes. 13 ------------------------------ 14 GC Heap Size: Size: 0x2089c (133276) bytes.
2.5、查看 Asp.Net Web API 的 GC 模式
调试源码：Example_11_1_2
这里测试的源码时 Web API 项目，直接运行程序，然后我们通过 Windbg 的【attach to Process】命令来查看。附加进程的进程是【iisexpress】，效果如图：
如果你使用的是【Debug】运行的 WEBAPI，调试会失败，附加进程有误，如图：
在 Windbg中提示的具体错误："The process that you are attempting to attach to is already being debugged. Only one debugger can be invasively attached to a process at a time. A non-invasive attach is still possible when another debugger is attached." ，意思就是：尝试附加到的进程已在调试中。一次只能将一个调试器侵入性附加到进程。把程序的运行模式改为【Release】模式，不用使用调试模式，快捷键：Ctrl+F5，就可以附加进程成功了。
我们可以使用【!eeheap -gc】命令查看一下服务器GC模式。
1 0:037> !eeheap -gc 2 Number of GC Heaps: 4（有四个堆，这既是服务器GC模式） 3 ------------------------------ 4 Heap 0 (000001ff28a2dc70) 5 generation 0 starts at 0x000001ff29283e08 6 generation 1 starts at 0x000001ff29121018 7 generation 2 starts at 0x000001ff29121000 8 ephemeral segment allocation context: none 9 segment begin allocated size 10 000001ff29120000 000001ff29121000 000001ff2a79a728 0x1679728(23566120) 11 Large object heap starts at 0x0000020329121000 12 segment begin allocated size 13 0000020329120000 0000020329121000 000002032941f2c0 0x2fe2c0(3138240) 14 Heap Size: Size: 0x19779e8 (26704360) bytes. 15 ------------------------------ 16 Heap 1 (000001ff28a5dc40) 17 generation 0 starts at 0x000002002923b6d0 18 generation 1 starts at 0x0000020029121018 19 generation 2 starts at 0x0000020029121000 20 ephemeral segment allocation context: none 21 segment begin allocated size 22 0000020029120000 0000020029121000 000002002a755fe8 0x1634fe8(23285736) 23 Large object heap starts at 0x0000020339121000 24 segment begin allocated size 25 0000020339120000 0000020339121000 00000203392c8ff0 0x1a7ff0(1736688) 26 Heap Size: Size: 0x17dcfd8 (25022424) bytes. 27 ------------------------------ 28 Heap 2 (000001ff28a87bf0) 29 generation 0 starts at 0x00000201291ebe00 30 generation 1 starts at 0x0000020129121018 31 generation 2 starts at 0x0000020129121000 32 ephemeral segment allocation context: none 33 segment begin allocated size 34 0000020129120000 0000020129121000 000002012993ffe8 0x81efe8(8515560) 35 Large object heap starts at 0x0000020349121000 36 segment begin allocated size 37 0000020349120000 0000020349121000 0000020349121018 0x18(24) 38 Heap Size: Size: 0x81f000 (8515584) bytes. 39 ------------------------------ 40 Heap 3 (000001ff28ab1ba0) 41 generation 0 starts at 0x00000202291ebab8 42 generation 1 starts at 0x0000020229121018 43 generation 2 starts at 0x0000020229121000 44 ephemeral segment allocation context: none 45 segment begin allocated size 46 0000020229120000 0000020229121000 000002022a711fe8 0x15f0fe8(23007208) 47 Large object heap starts at 0x0000020359121000 48 segment begin allocated size 49 0000020359120000 0000020359121000 00000203592d9ec8 0x1b8ec8(1806024) 50 Heap Size: Size: 0x17a9eb0 (24813232) bytes. 51 ------------------------------ 52 GC Heap Size: Size: 0x511d870 (85055600) bytes.
当然，我们也可以使用【!eeversion】查看 GC 的模式。
1 0:037> !eeversion 2 4.8.4300.0 free 3 Server mode with 4 gc heaps（服务器模式） 4 SOS Version: 4.8.4300.0 retail build
我的机器当前又4个CPU，截图如下：
所以，服务器 GC 模式就有 4个 托管堆。
2.6、【!dumpheap】命令使用简介调试源码：Example_11_1_3
当我们成功进入调试器界面，使用【g】命令，继续运行，我们会在12行代码【Console.ReadLine()】暂停，我们程序打印出了【3 个 byte[] 分配完毕!】，我们点击调试器工具栏中的【break】按钮，就可以调试程序了，开始我们的筛选调试。
如果我们直接使用【!dumpheap】命令，列出的内容太多了，想要从中查找一个对象，好像大海捞针一样，所以我们就需要过滤。
a）、我们过滤对象大小在1000-2000之间的对象。
我们执行命令【!dumpheap -min 0n1000 -max0n2000】,0n是十进制，默认0x十六进制。
1 0:006> !dumpheap -min 0n1000 -max 0n2000 2 Address MT Size 3 03372514 6da95c40 1512 4 03375690 6da92c60 1660 5 6 Statistics: 7 MT Count TotalSize Class Name 8 6da95c40 1 1512 System.Byte[] 9 6da92c60 1 1660 System.Char[] 10 Total 2 objects
我们再来一个错误的演示，把0n去掉，执行如下；
1 0:006> !dumpheap -min 1000 -max 2000 2 Address MT Size 3 04371020 6da92788 4872 4 04373568 6da92788 8172 5 6 Statistics: 7 MT Count TotalSize Class Name 8 6da92788 2 13044 System.Object[] 9 Total 2 objects
把 0n 去掉，我们看看1000和2000是多少。
1 0:006> ? 1000 2 Evaluate expression: 4096 = 00001000 3 0:006> ? 2000 4 Evaluate expression: 8192 = 00002000
看到了把，查找的范围就是4000多到8000多，意思就不对了，所以一定要加上 0n。
b）、我要找到大于1000的对象，我们可以使用【!dumpheap -min 0n1000】，去掉 -max 就可以了。
1 0:006> !dumpheap -min 0n1000 2 Address MT Size 3 03372514 6da95c40 1512 4 03372afc 6da95c40 3512 5 03375690 6da92c60 1660 6 04371020 6da92788 4872 7 04372558 6da92788 4092 8 04373568 6da92788 8172 9 04375568 6da95c40 85012 10 11 Statistics: 12 MT Count TotalSize Class Name 13 6da92c60 1 1660 System.Char[] 14 6da92788 3 17136 System.Object[] 15 6da95c40 3 90036 System.Byte[] 16 Total 7 objects
都是我们要查找的对象。
我们可以使用【!dumpheap -stat】命令，统计一下托管堆对象的结果，我们只关注 String。
1 0:006> !dumpheap -stat 2 Statistics: 3 MT Count TotalSize Class Name 4 6da95468 1 12 System.Collections.Generic.GenericEqualityComparer`1[[System.String, mscorlib]] 5 ...... 6 6da924e4 166 5926 System.String 7 6da92788 6 17748 System.Object[] 8 6da95c40 6 90842 System.Byte[] 9 Total 337 objects
红色标记的我们要查找的字符串。
1 0:006> !dumpheap -type string 2 Address MT Size 3 4 Statistics: 5 MT Count TotalSize Class Name 6 Total 0 objects 7 0:006> !dumpheap -type String 8 Address MT Size 9 03371228 6da924e4 14 10 03371254 6da924e4 208 11 03371324 6da924e4 258 12 03371498 6da924e4 22 13 033714b0 6da924e4 78 14 03371544 6da924e4 244 15 03371638 6da924e4 28 16 03371664 6da924e4 50 17 03371698 6da92d74 84 18 033716ec 6da924e4 208 19 033717bc 6da924e4 64 20 033717fc 6da924e4 28 21 03371818 6da924e4 16 22 03371828 6da924e4 38 23 03371850 6da924e4 44 24 0337187c 6da924e4 46 25 033718ac 6da924e4 34 26 033718d0 6da924e4 28 27 033718ec 6da924e4 30 28 0337190c 6da924e4 38 29 03371934 6da924e4 58 30 03371970 6da924e4 58 31 033719ac 6da924e4 64 32 033719ec 6da924e4 52 33 03371a20 6da924e4 50 34 03371a54 6da924e4 44 35 03371a80 6da924e4 44 36 03371aac 6da924e4 30 37 03371acc 6da924e4 42 38 03371af8 6da924e4 56 39 03371b30 6da924e4 36 40 03371b54 6da924e4 24 41 03371b6c 6da924e4 106 42 03371bd8 6da924e4 148 43 03371c6c 6da924e4 78 44 03371cbc 6da924e4 70 45 03371d04 6da924e4 82 46 03372494 6da924e4 66 47 033724d8 6da92d74 12 48 033724e4 6da924e4 46 49 033738f0 6da924e4 16 50 03373a04 6da924e4 40 51 03373aac 6da924e4 30 52 03373acc 6da924e4 26 53 03373b60 6da924e4 78 54 03373bf8 6da924e4 16 55 03373c08 6da924e4 16 56 03373c18 6da924e4 16 57 03373c28 6da924e4 16 58 03373c38 6da924e4 90 59 03373c94 6da924e4 18 60 03373ca8 6da924e4 50 61 03373cdc 6da924e4 18 62 03373cf0 6da924e4 48 63 03373d20 6da924e4 16 64 03373d30 6da924e4 16 65 03373d40 6da924e4 16 66 03373d50 6da924e4 16 67 03373d60 6da924e4 16 68 03373d70 6da924e4 16 69 03373d80 6da924e4 16 70 03373d90 6da924e4 16 71 03373da0 6da924e4 16 72 03373db0 6da924e4 16 73 03373dc0 6da924e4 16 74 03373dd0 6da924e4 20 75 03373de4 6da924e4 30 76 03373e04 6da924e4 32 77 03373e24 6da924e4 16 78 03373e34 6da924e4 16 79 03373e44 6da924e4 16 80 03373e54 6da924e4 20 81 03373e68 6da924e4 68 82 03373eac 6da924e4 18 83 03373ec0 6da924e4 18 84 03373ed4 6da924e4 30 85 03373ef4 6da924e4 24 86 03373f0c 6da924e4 30 87 03373f2c 6da924e4 22 88 03373f44 6da924e4 28 89 03373f60 6da924e4 24 90 03373f78 6da924e4 20 91 03373f8c 6da924e4 20 92 03373fa0 6da924e4 20 93 03373fb4 6da924e4 20 94 03373fd4 6da924e4 40 95 03373ffc 6da924e4 114 96 033741bc 6da92d74 52 97 03374210 6da92d74 16 98 03374220 6da92d74 28 99 0337423c 6da92d74 16 100 033742c4 6da924e4 50 101 033742f8 6da924e4 34 102 0337431c 6da924e4 34 103 03374340 6da924e4 50 104 03374374 6da924e4 32 105 03374394 6da924e4 28 106 033743b0 6da924e4 22 107 033743c8 6da924e4 18 108 033743dc 6da924e4 26 109 033743f8 6da924e4 26 110 03374414 6da924e4 28 111 03374430 6da924e4 32 112 03374450 6da924e4 30 113 03374470 6da924e4 26 114 0337448c 6da924e4 30 115 033744ac 6da924e4 20 116 033744c0 6da924e4 20 117 033744d4 6da924e4 20 118 033744e8 6da924e4 20 119 033744fc 6da924e4 20 120 03374510 6da924e4 20 121 03374524 6da924e4 20 122 03374538 6da924e4 18 123 0337454c 6da924e4 18 124 03374560 6da924e4 18 125 03374574 6da924e4 18 126 03374588 6da924e4 18 127 0337459c 6da924e4 18 128 033745b0 6da924e4 18 129 033745c4 6da924e4 28 130 033745e0 6da924e4 30 131 03374600 6da924e4 24 132 03374618 6da924e4 24 133 03374630 6da924e4 20 134 03374644 6da924e4 22 135 0337465c 6da924e4 22 136 03374674 6da924e4 26 137 03374690 6da924e4 32 138 033746b0 6da924e4 28 139 033746cc 6da924e4 30 140 033746ec 6da924e4 30 141 0337470c 6da924e4 20 142 03374720 6da924e4 20 143 03374734 6da924e4 20 144 03374748 6da924e4 20 145 0337475c 6da924e4 20 146 03374770 6da924e4 20 147 03374784 6da924e4 20 148 03374798 6da924e4 20 149 033747ac 6da924e4 20 150 033747c0 6da924e4 20 151 033747d4 6da924e4 20 152 0337483c 6da92d74 20 153 03374850 6da92d74 16 154 03374860 6da92d74 16 155 03374870 6da92d74 16 156 03374880 6da92d74 16 157 03374890 6da92d74 16 158 033748a0 6da92d74 40 159 033748c8 6da92d74 40 160 033748f0 6da92d74 40 161 03374918 6da92d74 64 162 03374958 6da92d74 64 163 03374998 6da924e4 26 164 033749b4 6da924e4 26 165 033749d0 6da924e4 24 166 03374a30 6da9524c 28 167 03374a64 6da924e4 24 168 03374a7c 6da952a0 48 169 03374ae4 6da95468 12 170 03374c24 6da924e4 24 171 03374c3c 6da924e4 24 172 03374c54 6da924e4 24 173 03374c6c 6da924e4 24 174 03374c84 6da924e4 24 175 03374c9c 6da924e4 24 176 03374cd8 6da955bc 60 177 03374d14 6da924e4 24 178 03374d88 6da924e4 26 179 03374da4 6da924e4 22 180 03374df4 6da9524c 28 181 03374fb4 6da92d74 52 182 03374fe8 6da924e4 16 183 03374ff8 6da924e4 20 184 0337500c 6da924e4 16 185 0337501c 6da924e4 16 186 0337502c 6da924e4 16 187 0337503c 6da924e4 16 188 0337504c 6da924e4 62 189 0337512c 6da924e4 30 190 0337514c 6da924e4 26 191 033755b0 6da924e4 24 192 033755c8 6da924e4 24 193 033755e0 6da924e4 32 194 03375600 6da924e4 32 195 03375620 6da924e4 32 196 03375d98 6da924e4 24 197 03375db0 6da924e4 26 198 199 Statistics: 200 MT Count TotalSize Class Name 201 6da95468 1 12 System.Collections.Generic.GenericEqualityComparer`1[[System.String, mscorlib]] 202 6da952a0 1 48 System.Collections.Generic.Dictionary`2[[System.String, mscorlib],[System.Globalization.CultureData, mscorlib]] 203 6da9524c 2 56 System.Text.StringBuilder 204 6da955bc 1 60 System.Collections.Generic.Dictionary`2+Entry[[System.String, mscorlib],[System.Globalization.CultureData, mscorlib]][] 205 6da92d74 18 608 System.String[] 206 6da924e4 166 5926 System.String 207 Total 189 objectsView Code
字符串对象还是挺多的，如果想看效果，可以点开查看。
当然，如果我们知道字符串的方法表，也可以找到的到，这个样更精确。【!dumpheap -type String】是模糊查找，所有和字符串相关都会找到，我们使用【!dumpheap -mt 6da924e4】，这个才最准确。
1 0:006> !dumpheap -mt 6da924e4 2 Address MT Size 3 03371228 6da924e4 14 4 03371254 6da924e4 208 5 03371324 6da924e4 258 6 03371498 6da924e4 22 7 033714b0 6da924e4 78 8 03371544 6da924e4 244 9 03371638 6da924e4 28 10 03371664 6da924e4 50 11 033716ec 6da924e4 208 12 033717bc 6da924e4 64 13 033717fc 6da924e4 28 14 03371818 6da924e4 16 15 03371828 6da924e4 38 16 03371850 6da924e4 44 17 0337187c 6da924e4 46 18 033718ac 6da924e4 34 19 033718d0 6da924e4 28 20 033718ec 6da924e4 30 21 0337190c 6da924e4 38 22 03371934 6da924e4 58 23 03371970 6da924e4 58 24 033719ac 6da924e4 64 25 033719ec 6da924e4 52 26 03371a20 6da924e4 50 27 03371a54 6da924e4 44 28 03371a80 6da924e4 44 29 03371aac 6da924e4 30 30 03371acc 6da924e4 42 31 03371af8 6da924e4 56 32 03371b30 6da924e4 36 33 03371b54 6da924e4 24 34 03371b6c 6da924e4 106 35 03371bd8 6da924e4 148 36 03371c6c 6da924e4 78 37 03371cbc 6da924e4 70 38 03371d04 6da924e4 82 39 03372494 6da924e4 66 40 033724e4 6da924e4 46 41 033738f0 6da924e4 16 42 03373a04 6da924e4 40 43 03373aac 6da924e4 30 44 03373acc 6da924e4 26 45 03373b60 6da924e4 78 46 03373bf8 6da924e4 16 47 03373c08 6da924e4 16 48 03373c18 6da924e4 16 49 03373c28 6da924e4 16 50 03373c38 6da924e4 90 51 03373c94 6da924e4 18 52 03373ca8 6da924e4 50 53 03373cdc 6da924e4 18 54 03373cf0 6da924e4 48 55 03373d20 6da924e4 16 56 03373d30 6da924e4 16 57 03373d40 6da924e4 16 58 03373d50 6da924e4 16 59 03373d60 6da924e4 16 60 03373d70 6da924e4 16 61 03373d80 6da924e4 16 62 03373d90 6da924e4 16 63 03373da0 6da924e4 16 64 03373db0 6da924e4 16 65 03373dc0 6da924e4 16 66 03373dd0 6da924e4 20 67 03373de4 6da924e4 30 68 03373e04 6da924e4 32 69 03373e24 6da924e4 16 70 03373e34 6da924e4 16 71 03373e44 6da924e4 16 72 03373e54 6da924e4 20 73 03373e68 6da924e4 68 74 03373eac 6da924e4 18 75 03373ec0 6da924e4 18 76 03373ed4 6da924e4 30 77 03373ef4 6da924e4 24 78 03373f0c 6da924e4 30 79 03373f2c 6da924e4 22 80 03373f44 6da924e4 28 81 03373f60 6da924e4 24 82 03373f78 6da924e4 20 83 03373f8c 6da924e4 20 84 03373fa0 6da924e4 20 85 03373fb4 6da924e4 20 86 03373fd4 6da924e4 40 87 03373ffc 6da924e4 114 88 033742c4 6da924e4 50 89 033742f8 6da924e4 34 90 0337431c 6da924e4 34 91 03374340 6da924e4 50 92 03374374 6da924e4 32 93 03374394 6da924e4 28 94 033743b0 6da924e4 22 95 033743c8 6da924e4 18 96 033743dc 6da924e4 26 97 033743f8 6da924e4 26 98 03374414 6da924e4 28 99 03374430 6da924e4 32 100 03374450 6da924e4 30 101 03374470 6da924e4 26 102 0337448c 6da924e4 30 103 033744ac 6da924e4 20 104 033744c0 6da924e4 20 105 033744d4 6da924e4 20 106 033744e8 6da924e4 20 107 033744fc 6da924e4 20 108 03374510 6da924e4 20 109 03374524 6da924e4 20 110 03374538 6da924e4 18 111 0337454c 6da924e4 18 112 03374560 6da924e4 18 113 03374574 6da924e4 18 114 03374588 6da924e4 18 115 0337459c 6da924e4 18 116 033745b0 6da924e4 18 117 033745c4 6da924e4 28 118 033745e0 6da924e4 30 119 03374600 6da924e4 24 120 03374618 6da924e4 24 121 03374630 6da924e4 20 122 03374644 6da924e4 22 123 0337465c 6da924e4 22 124 03374674 6da924e4 26 125 03374690 6da924e4 32 126 033746b0 6da924e4 28 127 033746cc 6da924e4 30 128 033746ec 6da924e4 30 129 0337470c 6da924e4 20 130 03374720 6da924e4 20 131 03374734 6da924e4 20 132 03374748 6da924e4 20 133 0337475c 6da924e4 20 134 03374770 6da924e4 20 135 03374784 6da924e4 20 136 03374798 6da924e4 20 137 033747ac 6da924e4 20 138 033747c0 6da924e4 20 139 033747d4 6da924e4 20 140 03374998 6da924e4 26 141 033749b4 6da924e4 26 142 033749d0 6da924e4 24 143 03374a64 6da924e4 24 144 03374c24 6da924e4 24 145 03374c3c 6da924e4 24 146 03374c54 6da924e4 24 147 03374c6c 6da924e4 24 148 03374c84 6da924e4 24 149 03374c9c 6da924e4 24 150 03374d14 6da924e4 24 151 03374d88 6da924e4 26 152 03374da4 6da924e4 22 153 03374fe8 6da924e4 16 154 03374ff8 6da924e4 20 155 0337500c 6da924e4 16 156 0337501c 6da924e4 16 157 0337502c 6da924e4 16 158 0337503c 6da924e4 16 159 0337504c 6da924e4 62 160 0337512c 6da924e4 30 161 0337514c 6da924e4 26 162 033755b0 6da924e4 24 163 033755c8 6da924e4 24 164 033755e0 6da924e4 32 165 03375600 6da924e4 32 166 03375620 6da924e4 32 167 03375d98 6da924e4 24 168 03375db0 6da924e4 26 169 170 Statistics: 171 MT Count TotalSize Class Name 172 6da924e4 166 5926 System.String 173 Total 166 objectsView Code
d）、我们可以搜索大对象堆或者小对象堆中的对象，我们可以执行【!dumpheap】命令，命令后可以跟 Segment 段的开始和结束地址。
我们查看小对象堆的对象。
1 0:006> !eeheap -gc 2 Number of GC Heaps: 1 3 generation 0 starts at 0x03371018 4 generation 1 starts at 0x0337100c 5 generation 2 starts at 0x03371000 6 ephemeral segment allocation context: none 7 segment begin allocated size 8 03370000 03371000 03377ff4 0x6ff4(28660) 9 Large object heap starts at 0x04371000 10 segment begin allocated size 11 04370000 04371000 0438a180 0x19180(102784) 12 Total Size: Size: 0x20174 (131444) bytes. 13 ------------------------------ 14 GC Heap Size: Size: 0x20174 (131444) bytes. 15 16 17 0:006> !dumpheap 03371000 03377ff4 18 Address MT Size 19 03371000 015c4e80 10 Free 20 0337100c 015c4e80 10 Free 21 03371018 015c4e80 10 Free 22 。。。。。。。
我们查看大对象堆的对象。
1 0:006> !eeheap -gc 2 Number of GC Heaps: 1 3 generation 0 starts at 0x03371018 4 generation 1 starts at 0x0337100c 5 generation 2 starts at 0x03371000 6 ephemeral segment allocation context: none 7 segment begin allocated size 8 03370000 03371000 03377ff4 0x6ff4(28660) 9 Large object heap starts at 0x04371000 10 segment begin allocated size 11 04370000 04371000 0438a180 0x19180(102784) 12 Total Size: Size: 0x20174 (131444) bytes. 13 ------------------------------ 14 GC Heap Size: Size: 0x20174 (131444) bytes. 15 0:006> !dumpheap 04371000 0438a180 16 Address MT Size 17 04371000 015c4e80 10 Free 18 04371010 015c4e80 14 Free 19 04371020 6da92788 4872 20 04372328 015c4e80 14 Free 21 04372338 6da92788 524 22 04372548 015c4e80 14 Free 23 04372558 6da92788 4092 24 04373558 015c4e80 14 Free 25 04373568 6da92788 8172 26 04375558 015c4e80 14 Free 27 04375568 6da95c40 85012 28 29 Statistics: 30 MT Count TotalSize Class Name 31 015c4e80 6 80 Free 32 6da92788 4 17660 System.Object[] 33 6da95c40 1 85012 System.Byte[] 34 Total 11 objects
2.7\
四、总结
终于写完了，由于这周比较忙，写文章的速度也慢了下来了，没办法，要先把工作做好，工作是本分。还是老话，虽然很忙，写作过程也挺累的，但是看到了自己的成长，心里还是挺快乐的。学习过程真的没那么轻松，还好是自己比较喜欢这一行，否则真不知道自己能不能坚持下来。老话重谈，《高级调试》的这本书第一遍看，真的很晕，第二遍稍微好点，不学不知道，一学吓一跳，自己欠缺的很多。好了，不说了，不忘初心，继续努力，希望老天不要辜负努力的人。 天下国家,可均也；爵禄,可辞也；白刃,可蹈也；中庸不可能也