Linux进程内存用量分析之堆内存篇( 二 ) _Linux

Core_analyzer工具提供了以下功能：

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Core_analyzer用户界面
[0] 打印core文件的基本信息，包括各个线程的信息，和内存段的信息等。
[1] 水平搜索对象的引用
[2] 垂直搜索对象的引用链，直到找到符号表中有调试信息的对象。
[3] 打印线程共享对象
[4] 打印给定地址段的内容
[5] 通过地址查询所属chunk
[6] 打印所给的地址周围的页（意义不明）
[7] 打印整个堆的结构。该结构能够与ptmalloc的结构相对应
[8]、[9]都是打印前N大的chunk，[9]还顺便打印出引用链
[10] 根据它的名字为内存泄漏检测，但实际使用发现不仅耗时而且不正确
[11] 退出
原本的core_analyzer功能就上述这些，但是在实际使用过程中发现它对于线程较多（大于32）的进程支持并不好，所以在对其进行了改造后，又顺便添加了两个功能:
[12] 以chunk大小分类，并按照占用总大小排序。
[13] 打印出所有的chunk 。由于结果可能较大，所以打印在out.txt文件中。
项目原地址：https://github.com/yanqi27/core_analyzer.git
改动过后的工具开源在igit上：http://igit.58corp.com/jichenxuan/core_analyzer_fixed.git
3.分析方法
首先我们需要生成一个core文件。使用gcore命令可以不杀死进程同时生成core文件。执行命令：
gcore 12763
但是在生成core文件的过程中进程是暂停的，而且会将打开的mmap文件全部读取到内存中，因为它本身是通过gdb attach pid&& gcore实现的，所以对线上的服务需要酌情使用。现在我们拿到了一个core.pid文件。执行
core_analyzerrealtime_searcher core.12763
第一个参数为可执行程序。之后会看到core_analyzer询问core文件的main_arena和mp_地址。通过gdb命令print &main_arena 和 print &mp_可以拿到这两值

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使用gdb打印main_arena和mp_的地址
如果安装了glibc对应版本的调试信息，就可以看出这两个变量分别为malloc_state和malloc_par，ptmalloc使用这两个结构体管理分配区(arena)，其中每一个分配区都是malloc_state的一个实例，而malloc_par则是参数管理，为静态成员，全局有唯一的malloc_par实例。变量main_arena即为主分配区实例，ptmalloc中所有的分配区组织成一个环形链表的结构，如下图（图自http://core- analyzer.sourceforge.net/index_files/Page335.html），有了主分配区就可以遍历这个链表，拿到所有的分配区信息。

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Ptmalloc结构
在当前环境下这两个结构体分别如下图所示，有兴趣可以对照ptmalloc的结构了解各个成员的含义这里不多介绍。不同版本的ptmalloc实现在这两个结构体的实现上有些许差异，但都是大同小异。

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Ptmalloc数据结构源码
将上述两个结构体的地址填入core_analyzer中，稍等一下加载过程，便可以看到它的功能界面。首先可以使用Print General Core Information可以看到每个线程的状态，收到的信号等，以及整个进程的内存地址从低到高的布局。可以对进程状态有个大致的了解。

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各个线程状态

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进程内存布局
执行Heap Walk便可将ptmalloc层的完整结构打印出来。由于打印内容较多，我们拆开来看。

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打印ptmalloc堆结构
前边几行打印出记录在malloc_par结构中的内容，也就是一些参数。我们重点关注一下n_mmaps和mmaped_mem这两个值，就是说由ptmalloc申请的mmap chunk一共有70个，占用总空间为3213393920字节，记住这个值之后会分析到。
下边从Main arena开始就是所有的分配区信息。
Main arena：主分配区信息。主分配区从heap段分配空间，调用brk/sbrk增长，地址连续，所以只有一个堆块。
Dynamic arena：非主分配区信息。从mmap段开始分配空间（注意这里的mmap含义为进程地址空间的mmap段，有别与前文中的mmap调用，后边还会有，注意区分），其下的每一行表示一个子堆（struct heap_info实例），每个子堆大小上限为64M，用完后需要调用mmap申请新的子堆，子堆以链表结构链在头节点后。