🔴 共享内存泄漏诊断报告 (Branch A5)

by Witty Diagnosis Agent

报告编号: BAIZE-RCA-20260604-SHM002 故障级别: P1 (严重) 报告时间: 2026-06-04 02:05 UTC 诊断来源: Kuafu 全分支诊断报告 (kuafu_full_test_report_20260604.md) 当前状态: 🔴 处理中

一、故障概览

项目	内容
故障标题	进程 PID 50 (fault_shm_leak) 共享内存泄漏
影响范围	容器 memleak-test 内 PID 50 进程，已消耗 120MB 共享内存，系统 Shmem=127MB
故障时段	2026-06-04 01:55 ~ 至今 (持续中)
根本原因	C 程序循环调用 `shmget()` 创建 SysV 共享内存段，但未执行 `shmdt()` 和 `shmctl(IPC_RMID)` 清理
是否恢复	❌ 未恢复
根因置信度	🟢 高置信

置信度说明

等级	标识	含义
高置信	🟢	根因已明确，反事实验证全通过，排除所有替代假设
中置信	🟡	根因基本确认，但有 1-2 个维度依赖推断
低置信	🟠	有多个可疑原因，尚未排除竞争，结论为推断
未知	🔴	现象无法解释，根因未定位，仍在排查中

二、根因速览

根本原因：fault_shm_leak 进程循环调用 shmget(IPC_PRIVATE, 1MB, IPC_CREAT|0666) 创建 SysV 共享内存段，每次创建后既不调用 shmdt() 分离，也不调用 shmctl(IPC_RMID) 标记删除，导致 120 个 1MB 共享内存段持续驻留，累计消耗 120MB 内存。

故障因果链

fault_shm_leak 启动（PID 50）
    └─► for (i=0; i<120; i++)
        └─► shmget(IPC_PRIVATE, 1MB, IPC_CREAT|0666)  // 创建 1MB 共享内存段
            └─► shmat(shmid, NULL, 0)                   // 附加到进程地址空间
                └─► ❌ 未调用 shmdt()                    // 未分离
                └─► ❌ 未调用 shmctl(IPC_RMID)           // 未标记删除
                    └─► 120 个共享内存段持续存在
                        └─► RSS = 124,672 kB (122MB)
                        └─► 系统 Shmem = 127,728 kB (约 120MB 来自此进程)
                            └─► 共享内存资源耗尽风险

事故时间线

时间点 (UTC)	事件	证据来源
2026-06-04 01:55	容器启动，PID 50 (fault_shm_leak) 运行	`process_baseline.csv`
2026-06-04 01:57	基线采集：VmRSS=124,672 kB，RssShmem=122,880 kB	`pmap_50.txt`, `shm_trend_50.csv`
2026-06-04 01:57	`ipcs -m` 确认 120 个共享内存段	容器内诊断输出
2026-06-04 01:58	Kuafu 完成 SHM 泄漏分支诊断并确认	`kuafu_full_test_report_20260604.md`
至今	120 段共享内存持续驻留，系统 Shmem=127 MB	持续监控中

三、排查过程

3.1 初始现象

进程信息: PID 50, fault_shm_leak, 单线程
RSS 异常高: 124,672 kB (~122 MB)，但 VmData 仅 224 kB
RssShmem 占比 98.6%: 122,880 kB
系统级影响: /proc/meminfo 中 Shmem=127,728 kB，几乎全部为此进程贡献
IPC 段数: 120 个 SysV 共享内存段

3.2 假设驱动排查

假设 A5: 共享内存泄漏 ✅ 确认根因

🧪 假设：进程反复创建 SysV 共享内存段但未清理

检查项	操作	结论
IPC 段计数	`ipcs -m \| wc -l`	120 个共享内存段
每段大小	`ipcs -m \| awk '{print $5}'`	每段 1024 kB (1MB)，总共 120 MB
RssShmem	`grep RssShmem /proc/50/status`	122,880 kB，占 RSS 98.6%
VmData vs RSS	对比 VmData(224 kB) 与 RSS(124,672 kB)	VmData 极小，表明非 heap 增长
进程内存映射	`pmap -x 50`	大量 1024 kB 匿名共享映射

✅ 结论：PID 50 创建了 120 个 SysV 共享内存段，每段 1MB，未执行 shmdt() 分离或 IPC_RMID 删除。

假设 A1: Heap 段内存泄漏

检查项	操作	结论
VmData	`grep VmData /proc/50/status`	224 kB，非常小

❌ 排除：VmData 仅 224 kB，无堆内存泄漏。

假设 A2: 匿名映射泄漏 (mmap)

检查项	操作	结论
AnonPages	`grep Anonymous /proc/50/smaps \| awk '{sum+=$2} END{print sum}'`	132 kB，极小
匿名 mmap 数	`pmap -x 50 \| grep anon`	无显著匿名 mmap 区域

❌ 排除：匿名页仅 132 kB，RSS 增长完全由共享内存驱动。

假设 A3: 线程栈泄漏

检查项	操作	结论
线程数	`ls /proc/50/task/ \| wc -l`	1，无线程增长

❌ 排除：单线程进程。

3.3 排查结论与逻辑树

PID 50 RSS=122MB 但 VmData=224kB（高度异常）
├─► 计算方式：RSS - VmData - VmStk ≈ RssShmem
├─► 确认 RSS 几乎全部来自共享内存
│
├─► 假设 A1: Heap 泄漏      → ❌ VmData=224 kB，排除
├─► 假设 A2: 匿名 mmap 泄漏  → ❌ AnonPages=132 kB，排除
├─► 假设 A3: 线程栈泄漏      → ❌ 线程数=1，排除
└─► 假设 A5: 共享内存泄漏    → 🎯 确认根因
        └─► ipcs -m 显示 120 段 x 1MB
        └─► RssShmem=122,880 kB ≈ RSS
        └─► 无 shmdt() / IPC_RMID 调用

四、关键证据

证据1 — IPC 段计数：ipcs -m 输出显示 120 个共享内存段，每段 1024 kB，总计 122,880 kB。容器中无其他进程使用共享内存。
证据2 — RssShmem 确认：/proc/50/status 中 RssShmem: 122880 kB，占 RSS (124,672 kB) 的 98.6%，明确指向共享内存。
证据3 — VmData 与 RSS 背离：VmData 仅 224 kB 而 RSS 高达 122 MB，强有力地排除了 heap 泄漏可能性。
证据4 — 系统级 Shmem 污染：/proc/meminfo 中 Shmem: 127728 kB，其中 120 MB 来自此单一进程，已对系统共享内存池造成显著占用。

五、反事实验证

维度	推演结果	实际现象	是否吻合
SHM 泄漏 → RSS ≈ Shmem	RSS 几乎全部为 RssShmem	RssShmem=122,880 kB, RSS=124,672 kB, 占比 98.6%	✅ 是
SHM 泄漏 → ipcs 段数多	大量 SysV 共享内存段	120 段 x 1MB	✅ 是
SHM 泄漏 → VmData 低	VmData 不增长	VmData=224 kB	✅ 是
SHM 泄漏 → 系统 Shmem 升高	系统 Shmem 随进程增长	Shmem=127 MB	✅ 是

六、排除的替代假设

假设 A1 (Heap 泄漏)：排除。VmData=224 kB，无 [heap] 段增长迹象。
假设 A2 (匿名映射泄漏)：排除。AnonPages=132 kB，匿名页占比 RSS 约 0.1%。
假设 A3 (线程栈泄漏)：排除。单线程进程，/proc/50/task/ 仅 1 个条目。

七、修复建议

7.1 应急处置

步骤	操作	执行人	预期效果
1	`kill -9 50`	系统管理员	终止进程，进程附加的 SHM 自动分离
2	`ipcs -m \| grep ^0x \| awk '{print $2}' \| xargs -I{} ipcrm -m {}`	系统管理员	清理所有残留共享内存段
3	确认清理: `ipcs -m \| wc -l` 应降至 1 (仅标题行)	系统管理员	共享内存完全释放

7.2 永久修复

// 修复前（故障代码模式）
for (int i = 0; i < 120; i++) {
    int shmid = shmget(IPC_PRIVATE, 1024 * 1024, IPC_CREAT | 0666);
    void *addr = shmat(shmid, NULL, 0);
    // ❌ 缺少 shmdt(addr);
    // ❌ 缺少 shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
}

// 修复后（正确模式）
for (int i = 0; i < 120; i++) {
    int shmid = shmget(IPC_PRIVATE, 1024 * 1024, IPC_CREAT | 0666);
    void *addr = shmat(shmid, NULL, 0);
    // 使用共享内存...
    shmdt(addr);                       // ✅ 分离地址空间
    shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);     // ✅ 标记删除（引用归零后立即释放）
}

7.3 预防措施

SysV IPC 资源监控：监控 ipcs -m 段数和 Shmem 指标，设置告警阈值（段数 > 50 或 Shmem > 总内存 5%）。
代码规范：所有 shmget() + shmat() 必须配对 shmdt() + shmctl(IPC_RMID)。
定期巡检：将 ipcs -m -p 纳入每日巡检脚本，识别长时间驻留的共享内存段。
内核参数保护：设置 kernel.shmmax 和 kernel.shmall 上限，防止单进程耗尽系统共享内存。

八、附件

进程基线表: process_baseline.csv (PID 50 行: VmRSS=124,672 kB, RssShmem=122,880 kB)
共享内存趋势: shm_trend_50.csv
进程内存映射: pmap_50.txt
系统内存快照: meminfo_final.txt (Shmem=127,728 kB)
容器环境: memleak-test, Linux 6.6.87.2-microsoft-standard-WSL2
Kuafu 全分支报告: kuafu_full_test_report_20260604.md (行 107-117)

shm_leak_RCA_20260604.md 生成于 2026/06/04 10:05