Memory leaks в .NET — типичные причины, как находить?

#Что такое утечка в управляемом мире

GC собирает только недостижимые объекты. Любая «забытая» ссылка из долгоживущего места продлевает жизнь объекту и всему, на что он ссылается.

#Типичные причины

#1. События

public sealed class PriceWidget
{
    public PriceWidget(PriceFeed feed) => feed.PriceChanged += OnPriceChanged;   // feed — синглтон
    private void OnPriceChanged(object? s, decimal p) { }
    // нет отписки → каждый созданный виджет живёт вечно
}

Решение: IDisposable + -=, слабые события, IObservable с IDisposable-подпиской.

#2. Кэши без ограничений

public sealed class ReportCache                    // Singleton
{
    private readonly ConcurrentDictionary<string, Report> _cache = new();
    public Report Get(string key) => _cache.GetOrAdd(key, Build);   // ключ содержит дату/параметры → бесконечный рост
}

Решение: IMemoryCache с SizeLimit и TTL, HybridCache, LRU-кэш, ограничение числа ключей.

#3. Captive dependency

Scoped DbContext внутри синглтона: Change Tracker копит все загруженные сущности всё время работы приложения.

#4. Таймеры

public class Poller
{
    private readonly Timer _timer;
    public Poller() => _timer = new Timer(_ => Poll(), null, 0, 1000);   // таймер держит this через делегат
    // без Dispose таймер (и Poller) живут, пока таймер активен
}

#5. HttpClient и соединения

// Утечка сокетов/хэндлеров и исчерпание портов (TIME_WAIT)
public async Task<string> Get(string url) { using var client = new HttpClient(); return await client.GetStringAsync(url); }
// Решение: IHttpClientFactory / один статический HttpClient с PooledConnectionLifetime

#6. CancellationTokenSource и регистрации

var cts = CancellationTokenSource.CreateLinkedTokenSource(appStoppingToken);   // регистрация в долгоживущем токене
// без cts.Dispose() регистрация остаётся в appStoppingToken навсегда

#7. Прочее

• IOptionsMonitor.OnChange(...) — возвращает IDisposable, который нужно хранить и освобождать.
• Неограниченные Channel.CreateUnbounded / ConcurrentQueue, когда потребитель медленнее производителя.
• AsyncLocal<T> с большими объектами, «утекающими» в фоновые задачи через ExecutionContext.
• Статические списки «для отладки», логгеры-накопители в памяти.
• Динамическая генерация типов/сборок (Reflection.Emit, XmlSerializer с нестандартным конструктором) без выгрузки.
• Нативная память: изображения (System.Drawing, SkiaSharp), Marshal.AllocHGlobal, сжатие — видна не в GC Heap, а в RSS процесса.

#Как обнаружить

• Метрики: dotnet.gc.heap.total_allocated, GC Heap Size, process.memory.working_set, число Gen 2 сборок; графики за часы/дни.
• Kubernetes: рестарты с OOMKilled, рост памяти пода до лимита.
• Нагрузочный тест на длительное время (soak test) с постоянной нагрузкой — память должна стабилизироваться.

#Как найти причину

# 1. Снимок кучи в «нормальном» состоянии
dotnet-gcdump collect -p <pid> -o before.gcdump

# 2. Дать поработать под нагрузкой (утечка должна вырасти)

# 3. Второй снимок
dotnet-gcdump collect -p <pid> -o after.gcdump

# 4. Открыть оба в Visual Studio / PerfView → сравнить (Diff): какие типы выросли по количеству и размеру

> dumpheap -stat
      MT    Count    TotalSize Class Name
...
7f1a2b3c   184 321    58 982 720 Shop.Web.PriceWidget          ← подозрительно много
7f1a2b40   184 321   386 074 112 System.Byte[]

> dumpheap -mt 7f1a2b3c -short | head -3
00007f0c10a2b3c8
> gcroot 00007f0c10a2b3c8
HandleTable:
    ... (static) Shop.Pricing.PriceFeed._instance
    -> Shop.Pricing.PriceFeed
    -> System.EventHandler`1[[System.Decimal]]          ← делегат события
    -> System.Object[]  (invocation list)
    -> Shop.Web.PriceWidget                               ← вот кто держит

Путь до корня (gcroot, «Paths to root» в VS/dotMemory) — главный ответ на вопрос «почему не собирается».

#Профилактика

• Всё IDisposable — в using; свои классы с подписками — IDisposable.
• Кэши — только с ограничением размера и временем жизни.
• ValidateScopes/ValidateOnBuild — ловить captive dependencies.
• IHttpClientFactory вместо new HttpClient().
• Долгие нагрузочные тесты перед релизом, алерты на рост памяти.
• Код-ревью: подписки, static-коллекции, Timer, CancellationTokenSource.

#Вопросы на засыпку

#Итог

Утечка в .NET — забытая ссылка из долгоживущего места (события, static, кэши, синглтоны, таймеры) или неосвобождённый ресурс. Находите её сравнением снимков кучи и путём до корня, предотвращайте дисциплиной Dispose, ограниченными кэшами, проверкой скоупов DI и длительными нагрузочными тестами.