使用IO::Socket::Async在FreeBSD 13.1上疑似内存泄漏求助

问题背景 #

在FreeBSD 13.1-RELEASE-p2 amd64环境下，使用Raku v2022.07（基于MoarVM 2022.07）开发的UDP日志流处理应用，通过IO::Socket::Async.bind-udp接收数据时出现严重内存泄漏：轻量UDP流量（平均350个/秒100字节数据包，峰值1000个/秒）运行12小时后，VSZ达300GB、RSS达20GB；改用Perl5重写后内存稳定在8MB左右。

优先尝试：升级Raku版本解决潜在Bug #

你尝试升级到v2022.12时遇到zef模块安装失败（Digest/Digest::HMAC相关），可以通过以下步骤解决依赖问题：

1. 切换到目标版本：

   rakubrew switch 2022.12
   

2. 清理zef缓存并强制安装冲突模块：

   zef clean
   zef install Digest::HMAC --force-test
   

3. 重新安装项目依赖：

   zef install .
   

MoarVM在后续版本中修复了多起异步IO相关的内存泄漏问题，升级是最可能彻底解决问题的方案。

临时缓解方案：手动触发GC #

如果暂时无法升级，可在处理UDP包时定期手动请求MoarVM执行垃圾回收，缓解内存增长：

#!/usr/bin/env raku
my $socket = IO::Socket::Async.bind-udp('localhost', 24225);
my $count = 0;
react {
    whenever $socket.Supply -> $v {
        if $v.chars > 0 {
            print $v;
            $*VM.request-gc if ++$count % 1000 == 0; # 每处理1000个包触发一次GC
        }
    };
};

注意：该方案仅为临时缓解，不能彻底解决泄漏问题。

替代UDP读取方案：NativeCall直接调用系统API #

绕开Raku的IO::Socket::Async层，通过NativeCall直接调用FreeBSD的socket原生API，避免上层潜在的泄漏问题：

use NativeCall;

# 定义系统常量与API
constant AF_INET = 2;
constant SOCK_DGRAM = 2;
constant IPPROTO_UDP = 17;

sub socket(int $domain, int $type, int $protocol) returns int is native { * }
sub bind(int $sock, Pointer $addr, int $addrlen) returns int is native { * }
sub recvfrom(int $sock, Pointer $buf, int $len, int $flags, Pointer $src_addr, Pointer $addrlen) returns int is native { * }
sub close(int $sock) returns int is native { * }
sub htons(uint16 $port) returns uint16 is native { * }
sub htonl(int32 $addr) returns int32 is native { * }

# 定义sockaddr_in结构体
class sockaddr_in is repr('CStruct') {
    has int16 $.sin_family;
    has uint16 $.sin_port;
    has int32 $.sin_addr;
    has buf8 $.sin_zero is rw;
}

# 创建并绑定UDP socket
my $sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
die "Failed to create socket" if $sock == -1;

my $addr = sockaddr_in.new(
    sin_family => AF_INET,
    sin_port => htons(24225),
    sin_addr => htonl(0), # 绑定到所有网卡
    sin_zero => buf8.new(0 xx 8)
);

die "Failed to bind socket" if bind($sock, nativecast(Pointer, $addr), nativesizeof(sockaddr_in)) == -1;

# 非阻塞接收数据
my $buf-size = 1024;
my $buf = buf8.allocate($buf-size);
my $src-addr = sockaddr_in.new;
my $addr-len = nativesizeof(sockaddr_in);

react {
    whenever Supply.interval(0) {
        my $bytes-received = recvfrom(
            $sock,
            nativecast(Pointer, $buf),
            $buf-size,
            0,
            nativecast(Pointer, $src-addr),
            nativecast(Pointer, $addr-len)
        );
        if $bytes-received > 0 {
            print $buf.subbuf(0, $bytes-received).decode;
        }
    }
}

# 程序退出时关闭socket（react块退出后执行）
close($sock);

该方案直接与系统内核交互，内存占用会保持稳定。

后续排查：上报官方Bug #

如果升级到最新Raku版本后问题仍然存在，建议在Rakudo或MoarVM的GitHub仓库提交Issue，提交时需包含：环境信息、简化的复现代码、内存增长的监控数据（如不同时间点的VSZ/RSS值），帮助官方定位问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者wingfold