nodejs调试工具之heapdump简介

heapdump工具介绍

heapdump 是一个非常有用的node内存调试工具. 它能够在运行时将V8的堆dump到文件中. 这样我们就可以通过chrome的带的的开发者工具
查看当时的内存占用情况,帮助我们分析一些内存问题.

安装

heapdump的安装时非常简单的,和安装普通的npm包是一样的

npm install heapdump --save

使用

一旦我们安装了heapdump, 我们就可以在代码中使用heapdump了.

var heapdump = require('heapdump');

生产堆快照

有两种方法来主动生成堆快照:

1. 主动调用方法 writeSnapshot([filename], [callback])

2. 通过给进程发送信号 kill -USR2 pid

默认情况下node进程是可以接收并处理USR2信号的, 如果想要禁止,可以通过添加启动参数来实现:

env NODE_HEAPDUMP_OPTIONS=nosignal node app.js

原理

在以前的实现中,在生成块照时, heapdump 会fork一个新的node进程异步将老的内存快照信息写入文件. 通过这种方式生成的快照信息不能再chrome的开发者工具中进行比较, 并且和node.js v0.12 版本完全不兼容. 如果你确实想通过这种方式生成快照信息,可以通过添加参数来实现:

env NODE_HEAPDUMP_OPTIONS=fork node script.js

分析快照信息

1. 打开chrome控制台

1. 加载快照文件

点击load按钮, 选择文件就可以加载快照文件了.

配套工具 memwatch-next

线上运行的程序我们不会时不时的主动生产堆快照信息的, 如果能在发生内存泄露的时候生成快照信息,这样就最好了. 幸运的是有这种运行时内存
监控包:memwatch-next

安装 memwatch

npm install memwatch-next --save

使用 memwatch

内存泄露监听

var memwatch = require('memwatch-next');
memwatch.on('leak', function(info) { 
    // 发生内存泄露时的回调函数
    console.error('Memory leak detected: ', info);
});

内存使用监控

监控内存使用情况最好的方法是在V8的GC后统计内存使用信息, memwatch就是这样做的.当V8执行垃圾回收的时候, memwatch会触发一个事件, 我们可以通过监听该事件来收集内存使用情况.

memwatch.on('stats', function(stats) { ... });

内存状态数据格式如下:

{
  "num_full_gc": 17,
  "num_inc_gc": 8,
  "heap_compactions": 8,
  "estimated_base": 2592568,
  "current_base": 2592568,
  "min": 2499912,
  "max": 2592568,
  "usage_trend": 0
}

estimated_base 和 usage_trend 是随事件变动的. 如果usage_trend的值一直是正数,则表明V8的堆大小是一直增长的, 也就是说程序可能有内存泄露.

V8 有自己执行 GC 的策略, 如当负载比较高的时, V8可能延迟进行GC, memwatch 提供了一个方法gc()可以让我们主动触发GC动作(V8执行full gc 并进行内存整理).

Heap Diffing

针对内存泄露 memwatch提供了方法HeapDiff, 可以让我们对2个heap快照进行比较,找出差异.

// Take first snapshot 
var hd = new memwatch.HeapDiff();

// do some things ... 

// Take the second snapshot and compute the diff 
var diff = hd.end();

diff 的内容格式是:

{
  "before": { "nodes": 11625, "size_bytes": 1869904, "size": "1.78 mb" },
  "after":  { "nodes": 21435, "size_bytes": 2119136, "size": "2.02 mb" },
  "change": { "size_bytes": 249232, "size": "243.39 kb", "freed_nodes": 197,
    "allocated_nodes": 10007,
    "details": [
      { "what": "String",
        "size_bytes": -2120,  "size": "-2.07 kb",  "+": 3,    "-": 62
      },
      { "what": "Array",
        "size_bytes": 66687,  "size": "65.13 kb",  "+": 4,    "-": 78
      },
      { "what": "LeakingClass",
        "size_bytes": 239952, "size": "234.33 kb", "+": 9998, "-": 0
      }
    ]
  }
}

用法: 我们可以在memwatch的stats回调事件中调用HeapDiff, 这样就能比较

配合使用

在每一次发现内存泄漏的时候，我们都将此时的内存堆栈快照写入磁盘中

memwatch.on('leak', function(info) {
 console.error(info);
 var file = '/tmp/myapp-' + process.pid + '-' + Date.now() + '.heapsnapshot';
 heapdump.writeSnapshot(file, function(err){
   if (err) console.error(err);
   else console.error('Wrote snapshot: ' + file);
  });
});