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 node.js에서 Heapdump를 이용한 메모리 누수 추적하기


조대협 (http://bcho.tistory.com)
 

대부분의 애플리케이션 서버들에서 고질적인 문제점중의 하나가 메모리 누수 현상이다. 비단 애플리케이션 서버에만 해당하는 문제는 아니지만 특히나 동시에 여러개의 요청을 반복적으로 받는 애플리케이션 서버의 경우에는 이 메모리 누수 현상이 훨씬 더 많이 발생한다.

 

node.js 의 경우, 엔진의 근간이 되는 구글 크롬 V8 자바스크립트 엔진 자체가 많은 메모리 누수 버그를 가지고 있지만, 애플리케이션에서 발생하는 메모리 누수는 발생하는 양도 크거니와 더 큰 문제를 야기할 수 있다. 이러한 애플리케이션에서의 메모리 누수를 추적하기 위한 방법을 알아보자

 

node.js의 확장 모듈인 heapdump는 기동중인 node.js 서버의 메모리 스냅샷을 추출할 수 있는 기능을 제공한다. 이 메모리 스냅샷을 힙덤프라고 하는데, 힙덤프에서 어떤 객체들이 메모리를 반복적으로 많이 점유하는 지를 찾아내면 메모리가 누수 되는 지점을 파악할 수 있다.

 

예제를 통해서 살펴보자

먼저 heapdump 모듈을 설치해야 한다. https://www.npmjs.com/package/heapdump

%npm install heapdump

명령어를 이용하여 heapdump 모듈을 설치한다.

 

Express로 간단한 웹 애플리케이션을 생성하자

package.jsonheapdump 모듈에 대한 의존성을 다음과 같이 추가한다.

 

{

  "name": "MemoryLeak",

  "version": "0.0.0",

  "private": true,

  "scripts": {

    "start": "node ./bin/www"

  },

  "dependencies": {

    "body-parser": "~1.13.2",

    "cookie-parser": "~1.3.5",

    "debug": "~2.2.0",

    "express": "~4.13.1",

    "jade": "~1.11.0",

    "morgan": "~1.6.1",

    "serve-favicon": "~2.3.0",

    "heapdump":"~0.3.7"

  }

}

 

Figure 1 package.jsonheapdump 모듈 의존성을 추가

 

다음 express 프로젝트의 app.js에 아래와 같은 코드를 추가한다.

app.use('/', routes); // 기존에 자동으로 생성된 코드

app.use('/users', users); // 기존에 자동으로 생성된 코드

 

var heapdump = require('heapdump');

var memoryLeak = [];

function LeakedObject(){ };

 

app.use('/leak',function(req,res,next){

     

      for(var i=0;i<1000;i++){

           memoryLeak.push(new LeakedObject());

      }

      res.send('making memory leak. Current memory usage :'

                 +(process.memoryUsage().rss / 1024 / 1024) + 'MB');

});

 

app.use('/heapdump',function(req,res,next){

      var filename = '/Users/terry/heapdump' + Date.now() + '.heapsnapshot';

      heapdump.writeSnapshot(filename);

      res.send('Heapdump has been generated in '+filename);

});

 

 

Figure 2 메모리 누수를 유발하는 코드 및 힙덤프를 추출하는 코드 추가

 

/leak URL을 처리하는 부분은 인위적으로 메모리 누수를 만들어낸다. for 루프를 이용하여 LeakedObject 1000개씩 배열에 추가하여 메모리 누수를 유발하고, 화면에 현재 메모리 사용량을 리턴하도록 하였다.

 

다음 /heapdump라는 URL에서는 실제로 heapdump를 생성한다. heapdump.writeSnapshot(파일명) 이라는 메서드를 사용하는데, 이 파일명 위치에 힙덤프를 저장한다.

 

또는 명령어를 사용하지 않더라도 프롬프트 상에서 힘덤프를 생성할 수 있다.

% kill –USR2 {node.js 프로세스 ID}

명령을 이용하면, node.js를 실행한 위치에 heapdumpxxx.heapsnapshot 이라는 이름으로 힙덤프를 생성해준다.

 

코드 작성이 끝났으면 애플리케이션을 실행해보자. http://localhost:3000/leak 로 들어가면 메모리 누수를 유발하고, 현재 사용중인 메모리 양을 볼 수 있다.

 



Figure 3 메모리 누수를 유발하는 URL에 접속

 

많은 메모리 누수를 유발해보기 위해서 ab (Apache benchmark : 아파치 웹서버를 설치하면 같이 설치되는 간단한 부하 테스트 툴이다. http://httpd.apache.org/) 를 이용해서 반복적으로 http://localhost:3000/leak 를 호출해보자

%ab -n 5000 http://localhost:3000/leak

명령어를 이용하면 http://localhost:3000/leak 5000번 호출한다.



Figure 4 아파치 ab툴을 이용하여 메모리 누수를 유도하기 위해서 5000번 부하를 줌

 

다시 http://localhost:3000/leak 를 접속해보면 사용중인 메모리 양이 늘어난것을 볼 수 있다.

 



Figure 5 node.js 의 메모리 사용량이 늘어난것을 확인

 

이제 힙덤프를 추출해보자. http://localhost:3000/heapdump 에 접속하면 자동으로 힙 덤프가 생성된다.

이 힙덤프는 현재 node.js가 사용중인 메모리 양이 클수록 추출하는 속도가 느려진다.

 



Figure 6 힙덤프 추출

 

힙덤프 파일이 추출되었으면, 이 힙덤프를 분석하기 위해서 구글의 크롬 브라우져에서 개발자 도구를 실행해보자

개발자 도구에서 “Profiles” 탭에서 Load 버튼을 눌러서 앞에서 추출한 힙덤프 파일을 로드한다.




Figure 7 크롬 브라우져 개발자 모드에서 힙덤프 파일을 로드

 

힙덤프를 보면, LeakedObject라는 객체가 전체 메모리의 66%, 120MB를 점유함을 확인할 수 있다.

이 객체를 열어보면, 같은 객체가 수도 없이 반복됨을 확인할 수 있다.

 



Figure 8 메모리 누수를 유발한 LeakedObject를 발견

 

이러한 방식으로 어떤 객체들이 메모리를 많이 점유해서 메모리 누수를 유발하는지 찾아낼 수 있다.

예제 소스 코드는 https://github.com/bwcho75/nodejs_tutorial/tree/master/MemoryLeak 를 참고하기 바란다.

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Out Of Memory에 대한 대처 방안

성능과 튜닝/JVM | 2007.10.08 16:53 | Posted by 조대협
OOM은 Java AP의 아주 골치 아픈 오류이기도 하면서 가장 추적하기 어려운 문제이기도 하다.
1. 추적에 대한 가장 전통적인 방법은 IBM AIX JVM의 Heap Dump를 사용하는 방식이었다.
2. 현재는 HP JVM에서 Heap Dump를 generate해주고, 이를 AMI2나, JMeter를 사용해서 분석이 가능하며
3. JVM 1.5,1.6서는 Sun에서도 Heap Dump 추출이 가능하고 jhat이라는 유틸리티로 분석이 가능하다. 또는 jmap이라는 (pmap)과 같은 유틸리티를 사용해서 heap dump를 추출할 수 도 있다.

* 1.6에 포함된 JHat
http://java.sun.com/javase/6/docs/technotes/tools/share/jhat.html

* JHat 프로젝트
https://hat.dev.java.net/
사용법
http://java.sun.com/javase/6/webnotes/trouble/TSG-VM/html/gblfj.html
직접 쿼리를 이용해서 추적해야 하기 때문에 다소 복잡할 수 는 있으나 익숙해지만 정말 파워풀한 도구

* remote로 heap dump를 추출하는 유틸리티
https://hat.dev.java.net/misc/net_dumper/README.html

* jmap을 이용한 Heap dump 추출
jmap -dump:format=b,file=snapshot2.jmap PID_OF_PROCESS
jhat snapshot2.jmap

http://weblogs.java.net/blog/kellyohair/archive/2005/09/heap_dump_snaps.html

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