Unikanie OutOfMemoryException podczas dużych, szybkich i częstych alokacji pamięci w C #

Nasza aplikacja stale przydziela tablice dla dużych ilości danych (powiedzmy dziesiątki do setek megabajtów), które żyją przez krótki okres czasu, zanim zostaną odrzucone.

Zrobione naiwnie może to spowodować dużą fragmentację sterty obiektów, powodując awarię aplikacji z wyjątkiem OutOfMemoryException, mimo że rozmiar aktualnie działających obiektów nie jest nadmierny.

Jednym ze sposobów, którym udało nam się w przeszłości zarządzać, jest podzielenie tablic na części, aby nie trafiły one do LOH. Pomysł polega na unikaniu fragmentacji przez umożliwienie kompaktowania pamięci przez garbage collector.

Nasza najnowsza aplikacja obsługuje więcej danych niż wcześniej i bardzo często przekazuje te dane szeregowe między dodatkami obsługiwanymi w oddzielnych domenach aplikacji lub oddzielnych procesach. Przyjęliśmy to samo podejście, co wcześniej, zapewniając, że nasza pamięć była zawsze podzielona na części i bardzo ostrożna, aby uniknąć przydziałów sterty dużych obiektów.

Mamy jednak jeden dodatek, który musi być hostowany w zewnętrznym procesie 32-bitowym (ponieważ nasza główna aplikacja jest 64-bitowa, a dodatek musi korzystać z 32-bitowej biblioteki). Przy szczególnie dużym obciążeniu, gdy wiele fragmentów pamięci SOH jest szybko przydzielanych i odrzucanych wkrótce po tym, nawet nasze podejście do dzielenia nie wystarczyło, aby zapisać nasz 32-bitowy dodatek i zawiesza się on z OutOfMemoryException.

Używając WinDbg w momencie wystąpienia OutOfMemoryException,!heapstat -inclUnrooted pokazuje to:

Heap             Gen0         Gen1         Gen2          LOH
Heap0           24612      4166452    228499692      9757136

Free space:                                                 Percentage
Heap0              12           12      4636044        12848SOH:  1% LOH:  0%

Unrooted objects:                                           Percentage
Heap0              72            0         5488            0SOH:  0% LOH:  0%

!dumpheap -stat Pokaż to:

-- SNIP --

79b56c28     3085       435356 System.Object[]
79b8ebd4        1      1048592 System.UInt16[]
79b9f9ac    26880      1301812 System.String
002f7a60       34      4648916      Free
79ba4944     6128     87366192 System.Byte[]
79b8ef28    17195    145981324 System.Double[]
Total 97166 objects
Fragmented blocks larger than 0.5 MB:
    Addr     Size      Followed by
18c91000    3.7MB         19042c7c System.Threading.OverlappedData

Mówią mi, że nasze użycie pamięci nie jest nadmierne, a nasza duża sterta obiektu jest bardzo mała, jak oczekiwano (więc zdecydowanie nie mamy tu do czynienia z dużą fragmentacją sterty obiektów).

Jednak,!eeheap -gc pokazuje to:

Number of GC Heaps: 1
generation 0 starts at 0x7452b504
generation 1 starts at 0x741321d0
generation 2 starts at 0x01f91000
ephemeral segment allocation context: none
 segment     begin allocated  size
01f90000  01f91000  02c578d0  0xcc68d0(13396176)
3cb10000  3cb11000  3d5228b0  0xa118b0(10557616)
3ece0000  3ece1000  3fc2ef48  0xf4df48(16047944)
3db10000  3db11000  3e8fc8f8  0xdeb8f8(14596344)
42e20000  42e21000  4393e1f8  0xb1d1f8(11653624)
18c90000  18c91000  19c53210  0xfc2210(16523792)
14c90000  14c91000  15c85c78  0xff4c78(16731256)
15c90000  15c91000  168b2870  0xc21870(12720240)
16c90000  16c91000  17690744  0x9ff744(10483524)
5c0c0000  5c0c1000  5d05381c  0xf9281c(16328732)
69c80000  69c81000  6a88bc88  0xc0ac88(12627080)
6b2d0000  6b2d1000  6b83e8a0  0x56d8a0(5691552)
6c2d0000  6c2d1000  6d0f2608  0xe21608(14816776)
6d2d0000  6d2d1000  6defc67c  0xc2b67c(12760700)
6e2d0000  6e2d1000  6ee7f304  0xbae304(12247812)
70000000  70001000  70bfb41c  0xbfa41c(12559388)
71ca0000  71ca1000  72893440  0xbf2440(12526656)
73b40000  73b41000  74531528  0x9f0528(10421544)
Large object heap starts at 0x02f91000
 segment     begin allocated  size
02f90000  02f91000  038df1d0  0x94e1d0(9757136)
Total Size:              Size: 0xe737614 (242447892) bytes.
------------------------------
GC Heap Size:            Size: 0xe737614 (242447892) bytes.

To, co mnie tu uderza, to to, że nasz końcowy segment sterty SOH zaczyna się od 0x73b41000, który jest dokładnie na granicy naszej dostępnej pamięci w naszym 32-bitowym dodatku.

Jeśli więc czytam to poprawnie, wydaje się, że naszym problemem jest to, że nasza pamięć wirtualna została podzielona na segmenty sterowanych stert.

Myślę, że moje pytania będą następujące:

Czy moja analiza jest poprawna?Czy nasze podejście do unikania fragmentacji LOH przy użyciu rąbania jest rozsądne?Czy istnieje dobra strategia pozwalająca uniknąć fragmentacji pamięci, którą obecnie wydaje się być widoczna?

Najbardziej oczywistą odpowiedzią, jaką mogę sobie wyobrazić, jest gromadzenie i ponowne wykorzystywanie naszych fragmentów pamięci. Jest to potencjalnie możliwe, ale wolałbym tego uniknąć, ponieważ wymaga to efektywnego zarządzania tą częścią naszej pamięci.

questionAnswers(1)

yourAnswerToTheQuestion