公司某资料子系统定期cpu过高的诊断
背景
公司里的某负责保存用户文档的子系统有时会忽然cpu很高，过了大约5分钟后又恢复正常水平。领导协调让我帮看一下 (我心里是: 不熟悉这个子系统里面的代码，我尽力哈??)
其实确实是这样的，如果熟悉出问题的系统的代码，会对诊断问题起到很大的帮助，否则就需要更多的利用对底层的理解了。
分析
打听后知道了这个子系统用.net core写的，可以运行在windows和linux docker上，且这次的cpu高的问题，他们在windows运行也可复现。于是，我让他们在windows上运行，发现cpu高的时候dump一下。(然后windbg就可以准备下地干活了??)
在用windbg看了大部分threadpool worker线程的情况后，我发现大部分线程都运行到这样类似的call stack上:
先大概看一下这个PeopleManagementService.Program+c__DisplayClass2_0.b__0(PeopleManagementService.User)在做什么，用IL反编译工具可以看到:
再结合call stack，感觉上下文正在从某集合里查找东西呢？（一个题外话，上面那个c__DisplayClass2_0.b__0名字挺奇怪，其实这是C# compiler在build我们的C#代码到IL时帮着生成的一些code。对于目前这个，就对应我们C#程序员写出的lambda )
找东西会把cpu明显提高么？去看看PrintUserLastEnteredTimeDetail()在干什么吧。(其实子系统team的同事人很好，所以这次我直接找他要对应的代码得了??) 简化代码：
看起来是在一个叫users的List中按条件查找东西。看看这个list的size, 用!do试一下：
1 0:027> !DumpObj /d 0000019a8000d938 2 Name: System.Collections.Generic.List`1[[PeopleManagementService.User, PeopleManagementService]] 3 MethodTable: 00007ff96c313e88 4 EEClass: 00007ff96c2df530 5 Tracked Type: false 6 Size: 32(0x20) bytes 7 File: C:\Program Files\dotnet\shared\Microsoft.NETCore.App\6.0.14\System.Private.CoreLib.dll 8 Fields: 9 MT Field Offset Type VT Attr Value Name 10 00007ff96c2fd618 4002099 8 System.__Canon[] 0 instance 0000019a90bc12a0 _items 11 00007ff96c2a94b0 400209a 10 System.Int32 1 instance 524288 _size 12 00007ff96c2a94b0 400209b 14 System.Int32 1 instance 524288 _version 13 00007ff96c2fd618 400209c 8 System.__Canon[] 0 static dynamic statics NYI s_emptyArray
后记
在告知同事这个原因前，我还有意无意地查了一下那个保存big list的Dictionary，用!gcroot:
然后!do看一下：
1 !do 0000019A8000D818 2 Name: System.Collections.Generic.Dictionary`2+Entry[[System.String, System.Private.CoreLib],[System.Collections.Generic.List`1[[PeopleManagementService.User, PeopleManagementService]], System.Private.CoreLib]][] 3 MethodTable: 00007ff96c322808 4 EEClass: 00007ff96c322770 5 Tracked Type: false 6 Size: 96(0x60) bytes 7 Array: Rank 1, Number of elements 3, Type VALUETYPE
64位的进程运行环境，clr array的第一个item在0000019A8000D818 + 8(mt ptr size) + 4(length field) + 4 (padding)，所以看标红的那两个地址。
1 0:027> !DumpObj /d 0000019a8000cce8 2 Name: System.String 3 MethodTable: 00007ff96c2bd708 4 EEClass: 00007ff96c299d60 5 Tracked Type: false 6 Size: 30(0x1e) bytes 7 File: C:\Program Files\dotnet\shared\Microsoft.NETCore.App\6.0.14\System.Private.CoreLib.dll 8 String: Male
1 0:027> !DumpObj /d 0000019a8000cd08 2 Name: System.String 3 MethodTable: 00007ff96c2bd708 4 EEClass: 00007ff96c299d60 5 Tracked Type: false 6 Size: 34(0x22) bytes 7 File: C:\Program Files\dotnet\shared\Microsoft.NETCore.App\6.0.14\System.Private.CoreLib.dll 8 String: Female
原来Dictionary按性别分类保存了所有的用户信息。
我把这些信息告诉同事，他第一反应是没有想到这个运行的结果。按照他的代码，他预期是按性别和用户名一起来当key，然后放到Dictionary，这样查询起来至少时间复杂度不应这么高。于是我和那个同事打开相关的生成key的代码：
1 private static string GetUserKey(Gender gender, string userName) => string.Join(userName, gender);
这么错误的使用，就相当于把user name作为separator，而后面的集合参数其实就传了一个性别，所以生成的key就总是同一个，本想做成user cache的Dictionary的数据最终退化为两个很大的lists?? 然后多个线程一起在这两个大大的list上以O(n)的时间复杂度查找东西，cpu就高起来了……