pg_stat_statements重大BUG：内存泄露

NickYoung

发布于 2026-07-09 16:39:27

分享一个pg_stat_statements内存泄露案例，尽快升级版本吧。

问题现象

一个idle的进程占用内存80G，并且在持续缓慢上涨，疑似内存泄露。

ps -eo pid,user,rss,vsz,etime,cmd --sort=-rss | grep postgres | head -3
  PID USER       RSS    VSZ    ELAPSED  CMD
2886325 postgres 80.4G   85.2G  10-17:53  postgres: postgres postgres 127.0.0.1(35458) idle
  9112 postgres  4.8G    8.1G  10-22:01  postgres: checkpointer
  9113 postgres  2.1G    6.0G  10-22:01  postgres: background writer

关键观察：

• PID 2886325 一个 backend 独占 80.4 GB，是其它进程的 16 倍以上；

• ELAPSED 字段显示该进程已存活 10 天 17 小时，是典型的常驻长连接；

• STATE 为 idle，说明问题不在执行计划，泄漏发生在某种非事务路径上；

• VSZ 与 RSS 几乎贴合，意味着泄漏的内存被全部 touch 过、是 dirty 物理页，而不是一次性 malloc 大段未使用虚地址。

问题分析

继续拿出三板斧：pmap、MemoryContext、gdb/bpftrace

pmap：

0000000001b26000 84259500 84257380 84257380 rw--- [ anon ]

从结果看80G都是匿名内存。

pmap -xx 2886325
2886325:   postgres: postgres postgres 127.0.0.1(35458) idle                                         
Address           Kbytes     RSS   Dirty Mode  Mapping
0000000000400000    9404    7032       0 r-x-- postgres
0000000000f2e000       4       4       4 r---- postgres
0000000000f2f000     112     112     100 rw--- postgres
0000000000f4b000     220      64      64 rw---   [ anon ]
0000000001aaf000     476     336     336 rw---   [ anon ]
0000000001b26000 84259500 84257380 84257380 rw---   [ anon ]
00007f1ad8a94000 1012396 1012396 1012396 rw---   [ anon ]
...省略...

MemoryContext

SELECT pg_log_backend_memory_contexts(2886325); 拿到的日志开头如下：

level: 0; TopMemoryContext: 525136 total in 11 blocks; 9736 free (17 chunks); 515400 used
level: 1; CacheMemoryContext: 1048576 total in 8 blocks; 385776 free (1 chunks); 662800 used
level: 2; relation rules: 32768 total in 7 blocks; 2216 free (1 chunks); 30552 used: pg_stat_activity
level: 2; relation rules: 16384 total in 5 blocks; 1968 free (2 chunks); 14416 used: pg_stat_statements
...   (244 个 context, 全部 index info / Cache / Portal / Timezones)
Grand total: 2406776 bytes in 244 blocks; 652168 free (233 chunks); 1754608 used

MemoryContext合计仅2.3MB，那么看起来这80GB都走的malloc申请的内存。

bpftrace

怀疑是内存泄露，大概率是代码执行中的malloc和free不匹配。

让AI写了一个bpftrace脚本，来统计malloc和free情况，脚本如下：

cat trace_leak.bt
#!/usr/bin/env bpftrace
/*
 * malloc/free 配对追踪器 
 *
 * 
 *   1. 直接输出"未释放分配"（leaked），无需人工对比 malloc vs free
 *   2. 增加实时进度提示（每次 malloc 打印 size）
 *   3. 用 @leaked_cnt / @leaked_bytes 直接统计泄漏量
 *   4. 保留原始 malloc/free 总量供参考
 *
 * 用法: sudo bpftrace -p <BACKEND_PID> trace_leak.bt
 */

BEGIN {
    printf("=== malloc/free 泄漏追踪 (优化版) ===\n");
    printf("目标 PID: %d, 阈值: >= 64KB\n", pid);
    printf("Ctrl-C 结束后直接输出泄漏调用栈.\n\n");
}

/* ===== malloc 入口：只暂存 size（不抓栈） ===== */
uprobe:/usr/lib64/libc.so.6:malloc
/arg0 >= 65536/
{
    @pending_sz[tid] = arg0;
}

/* ===== malloc 返回：在返回点抓栈（此时已退出 malloc 内部，栈更完整）===== */
uretprobe:/usr/lib64/libc.so.6:malloc
/@pending_sz[tid]/
{
    /* 关键：在 uretprobe 中抓栈，而非 uprobe 中暂存
     * 原因：malloc 内部(glibc)没有 frame pointer，uprobe 入口抓栈会丢帧
     *       uretprobe 时已返回到调用者(qtext_load_file)，frame pointer 链完整 */
    $stk = ustack(perf, 10);

    /* 用指针做 key，记录 size 和调用栈 */
    @alloc_sz[retval] = @pending_sz[tid];
    @alloc_stk[retval] = $stk;

    /* 统计总 malloc */
    @total_malloc_cnt[$stk] = count();
    @total_malloc_bytes[$stk] = sum(@pending_sz[tid]);

    /* 实时打印（可注释掉减少输出） */
    printf("[MALLOC] size=%lu ptr=%p\n", @pending_sz[tid], retval);

    delete(@pending_sz[tid]);
}

/* ===== free：配对成功则从记录中移除 ===== */
uprobe:/usr/lib64/libc.so.6:free
/@alloc_sz[arg0]/
{
    /* 统计总 free */
    @total_free_cnt[@alloc_stk[arg0]] = count();
    @total_free_bytes[@alloc_stk[arg0]] = sum(@alloc_sz[arg0]);

    printf("[FREE]   size=%lu ptr=%p\n", @alloc_sz[arg0], arg0);

    /* 配对成功，从未释放记录中移除 */
    delete(@alloc_sz[arg0]);
    delete(@alloc_stk[arg0]);
}

/* ===== 结束时输出报告 ===== */
END {
    printf("\n");
    printf("╔══════════════════════════════════════════════╗\n");
    printf("║          内存泄漏分析报告                    ║\n");
    printf("╚══════════════════════════════════════════════╝\n");

    /*
     * 核心：遍历 @alloc_sz 中仍然存在的 key
     * 这些就是"malloc 了但从未 free"的指针 = 泄漏
     */
    printf("\n===== 1. 未释放的分配（泄漏） =====\n");
    printf("以下指针 malloc 后从未被 free:\n\n");
    print(@alloc_sz);

    printf("\n===== 2. 未释放分配的调用栈 =====\n");
    printf("泄漏指针对应的 malloc 调用栈:\n\n");
    print(@alloc_stk);

    printf("\n===== 3. malloc 总计（按调用栈聚合）=====\n");
    print(@total_malloc_cnt);
    print(@total_malloc_bytes);

    printf("\n===== 4. free 总计（按调用栈聚合）=====\n");
    print(@total_free_cnt);
    print(@total_free_bytes);

    printf("\n===== 判定方法 =====\n");
    printf("• 第1节中仍存在的 ptr → 泄漏\n");
    printf("• 第2节中对应的调用栈 → 泄漏位置\n");
    printf("• 第3节 malloc_cnt - 第4节 free_cnt = 泄漏次数\n");
    printf("════════════════════════════════════════════════\n");

    clear(@alloc_sz);
    clear(@alloc_stk);
    clear(@pending_sz);
    clear(@total_malloc_cnt);
    clear(@total_malloc_bytes);
    clear(@total_free_cnt);
    clear(@total_free_bytes);
}

执行sudo bpftrace -p 2886325 trace_leak.bt

sudo bpftrace -p 2886325 trace_leak.bt
Attaching 5 probes...
=== malloc/free 泄漏追踪 (优化版) ===
目标 PID: 2888525, 阈值: >= 64KB
Ctrl-C 结束后直接输出泄漏调用栈.
...省略...

===== 2. 未释放分配的调用栈 =====
泄漏指针对应的 malloc 调用栈:

@alloc_stk[300048528]: 
        7f353370b0b7 qtext_load_file+302 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        7f3533709bb0 pg_stat_statements_internal+1283 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        7f353370951b pg_stat_statements_1_12+52 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        6b84c8 ExecMakeTableFunctionResult+742 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6d1d4e FunctionNext+178 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9c1a ExecScanFetch+611 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9c81 ExecScanExtended+101 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9ded ExecScan+104 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6d20df ExecFunctionScan+42 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b5b21 ExecProcNodeFirst+77 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
@alloc_stk[300211360]: 
        7f353370b0b7 qtext_load_file+302 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        7f3533709bb0 pg_stat_statements_internal+1283 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        7f353370951b pg_stat_statements_1_12+52 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        6b84c8 ExecMakeTableFunctionResult+742 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6d1d4e FunctionNext+178 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9c1a ExecScanFetch+611 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9c81 ExecScanExtended+101 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9ded ExecScan+104 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6d20df ExecFunctionScan+42 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b5b21 ExecProcNodeFirst+77 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
@alloc_stk[300374192]: 
        7f353370b0b7 qtext_load_file+302 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        7f3533709bb0 pg_stat_statements_internal+1283 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        7f353370951b pg_stat_statements_1_12+52 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        6b84c8 ExecMakeTableFunctionResult+742 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6d1d4e FunctionNext+178 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9c1a ExecScanFetch+611 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9c81 ExecScanExtended+101 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9ded ExecScan+104 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6d20df ExecFunctionScan+42 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b5b21 ExecProcNodeFirst+77 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
@alloc_stk[300537024]: 
        7f353370b0b7 qtext_load_file+302 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        7f3533709bb0 pg_stat_statements_internal+1283 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        7f353370951b pg_stat_statements_1_12+52 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        6b84c8 ExecMakeTableFunctionResult+742 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6d1d4e FunctionNext+178 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9c1a ExecScanFetch+611 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9c81 ExecScanExtended+101 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9ded ExecScan+104 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6d20df ExecFunctionScan+42 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b5b21 ExecProcNodeFirst+77 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
@alloc_stk[300699856]: 
        7f353370b0b7 qtext_load_file+302 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        7f3533709bb0 pg_stat_statements_internal+1283 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        7f353370951b pg_stat_statements_1_12+52 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        6b84c8 ExecMakeTableFunctionResult+742 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6d1d4e FunctionNext+178 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9c1a ExecScanFetch+611 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9c81 ExecScanExtended+101 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9ded ExecScan+104 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6d20df ExecFunctionScan+42 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b5b21 ExecProcNodeFirst+77 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)

可以看到malloc但未free的栈为：

        7f353370b0b7 qtext_load_file+302 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        7f3533709bb0 pg_stat_statements_internal+1283 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        7f353370951b pg_stat_statements_1_12+52 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so)
        6b84c8 ExecMakeTableFunctionResult+742 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6d1d4e FunctionNext+178 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9c1a ExecScanFetch+611 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9c81 ExecScanExtended+101 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b9ded ExecScan+104 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6d20df ExecFunctionScan+42 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)
        6b5b21 ExecProcNodeFirst+77 (/data/postgres/postgres-REL_18_3/bin/postgres)

从栈可以看出来是pg_stat_statements的问题，疑点在qtext_load_file+302这个偏移量，可以使用addr2line转换为源码行号。

PGSS_SO=/data/postgres/postgres-REL_18_3/lib/pg_stat_statements.so

# qtext_load_file 的起始地址
FUNC_OFF=$(nm $PGSS_SO | awk '/ qtext_load_file$/{print $1}')
echo "qtext_load_file 起始地址: 0x$FUNC_OFF"

# +302 = +0x12E
TARGET=$(printf "0x%x" $((0x$FUNC_OFF + 302)))
echo "目标地址: $TARGET"

# 翻译成源码行
addr2line -e $PGSS_SO -f -C $TARGET
qtext_load_file 起始地址: 0x0000000000004f89
目标地址: 0x50b7
qtext_load_file
/data/postgres/postgres-REL_18_3/contrib/pg_stat_statements/pg_stat_statements.c:2338

定位到/data/postgres/postgres-REL_18_3/contrib/pg_stat_statements/pg_stat_statements.c:2338为函数qtext_load_file：

static char *
qtext_load_file(Size *buffer_size)
{
    char       *buf;
    int         fd;
    struct stat stat;

    fd = OpenTransientFile(PGSS_TEXT_FILE, O_RDONLY | PG_BINARY);
    if (fd < 0)
    {
        if (errno != ENOENT)
            ereport(LOG, ...);
        return NULL;
    }

    if (fstat(fd, &stat))
    {
        ereport(LOG, ...);
        CloseTransientFile(fd);
        return NULL;
    }

    /* ★ 关键点 1：用 malloc 分配 buffer */
    if (stat.st_size <= MaxAllocHugeSize)
        buf = (char *) malloc(stat.st_size);    // ←2338行，泄漏源头
    else
        buf = NULL;
    if (buf == NULL)
    {
        ereport(LOG, ...);
        CloseTransientFile(fd);
        return NULL;
    }

    /* 读取文件到 buf */
    errno = 0;
    if (read(fd, buf, stat.st_size) != stat.st_size)
    {
        if (errno)
            ereport(LOG, ...);
        free(buf);              // ← 只有读取失败时有 free
        CloseTransientFile(fd);
        return NULL;
    }

    CloseTransientFile(fd);

    *buffer_size = stat.st_size;
    return buf;                 // ★ 正常路径：返回 buf 给调用者负责释放
}

再看调用着pg_stat_statements_internal：

static void
pg_stat_statements_internal(FunctionCallInfo fcinfo, ...)
{
    char       *qbuffer = NULL;
    Size        qbuffer_size = 0;
    ...

    if (showtext)
    {
        if (n_writers == 0)
            qbuffer = qtext_load_file(&qbuffer_size);  // ★ 第一次调用
    }

    LWLockAcquire(pgss->lock, LW_SHARED);

    if (showtext)
    {
        if (qbuffer == NULL || pgss->extent != extent || pgss->gc_count != gc_count)
        {
            if (qbuffer)
                free(qbuffer);
            qbuffer = qtext_load_file(&qbuffer_size);  // ★ 第二次调用（重新加载）
        }
    }

    /* 遍历哈希表 ... */
    while ((entry = hash_seq_search(&hash_seq)) != NULL)
    {
        if (showtext)
        {
            char *qstr = qtext_fetch(entry->query_offset,
                                     entry->query_len,
                                     qbuffer,
                                     qbuffer_size);
            if (qstr)
            {
                char *enc;
                enc = pg_any_to_server(qstr,           // ★ 关键点 2：编码转换
                                       entry->query_len,
                                       entry->encoding);
                values[i++] = CStringGetTextDatum(enc); // ★ 关键点 3
                if (enc != qstr)
                    pfree(enc);
            }
        }
        ...
        tuplestore_putvalues(tupstore, tupdesc, values, nulls);
    }

    LWLockRelease(pgss->lock);

    if (qbuffer)
        free(qbuffer);       // ★ 正常路径：函数末尾释放 qbuffer

    tuplestore_donestoring(tupstore);
}

从bpftrace结果看，这里肯定没有进入正常free路径。

同时发现进程一直在报错：

ERROR:  invalid byte sequence for encoding "UTF8": 0x00

因此泄露的路径为：

qtext_load_file() 用 malloc 分配 buf，读取文件内容（含 NUL 字节）
    ↓
返回 buf 指针赋给 qbuffer
    ↓
进入 while 循环遍历哈希表
    ↓
qtext_fetch() 从 qbuffer 中提取某条 query text（qstr）
    ↓
pg_any_to_server(qstr, entry->query_len, entry->encoding)
    ↓
内部调用 pg_verify_mbstr_len() 校验编码合法性
    ↓
遇到 0x00 字节 → 触发 ereport(ERROR):
    "invalid byte sequence for encoding "UTF8": 0x00"
    ↓
ereport(ERROR) 内部调用 longjmp() → 直接跳回错误处理器
    ↓
★★★ 关键：longjmp 跳过了函数末尾的 free(qbuffer) ★★★
    ↓
qbuffer 指向的 malloc 内存永远无法被释放 → 泄漏！

这很明确是一个BUG，并且我的dba agent给出了BUG详情：

Avoid memory leak on error while parsing pg_stat_statements dump file

By using palloc() instead of raw malloc().

Reported-by: Gaurav Singh gaurav.singh@yugabyte.comReviewed-by: Lukas Fittl lukas@fittl.comReviewed-by: Daniel Gustafsson daniel@yesql.seDiscussion: https://www.postgresql.org/message-id/CAEcQ1bYR9s4eQLFDjzzJHU8fj-MTbmRpW-9J-r2gsCn+HEsynw@mail.gmail.com Backpatch-through: 14

项	值
Commit Hash	3c74cb5762db6373187c3cf83f1b955e88773e33
标题	Avoid memory leak on error while parsing pg_stat_statements dump file
作者	Heikki Linnakangasheikki.linnakangas@iki.fi
日期	2026-03-27
Reporter	Gaurav Singh (Yugabyte)
Reviewers	Lukas Fittl, Daniel Gustafsson
回合分支	Backpatch-through: 14（即 14/15/16/17/18/master 都已修复）
讨论邮件	https://www.postgresql.org/message-id/CAEcQ1bYR9s4eQLFDjzzJHU8fj-MTbmRpW-9J-r2gsCn+HEsynw@mail.gmail.com
Web 链接	https://github.com/postgres/postgres/commit/3c74cb5762db

修复方案

patch Diff 完整内容（共 6 处修改、净 +8 / -7）修改点 1：pgss_shmem_shutdown 正常路径（行 805）

diff

- free(qbuffer);
+ pfree(qbuffer);
  qbuffer = NULL;

修改点 2：pgss_shmem_shutdown 错误路径 error: label（行 829）

diff
- free(qbuffer);
+ if (qbuffer)
+  pfree(qbuffer);
  if (file)
   FreeFile(file);

修改点 3：pg_stat_statements_internal 重读文件路径（行 1825）

diff
-   free(qbuffer);
+   if (qbuffer)
+    pfree(qbuffer);
    qbuffer = qtext_load_file(&qbuffer_size);

修改点 4：pg_stat_statements_internal 函数末尾正常清理（行 2046）⭐ 本次内存泄漏的关键路径

diff
LWLockRelease(pgss->lock);

- free(qbuffer);
+ if (qbuffer)
+  pfree(qbuffer);

关键原理：把 qbuffer 从 malloc 切到 palloc_extended（见修改点 5），buffer 直接挂在 CurrentMemoryContext 上。一旦 pg_any_to_server() 在循环内 throw ERROR 22P05，AbortTransaction → MemoryContextDelete 会自动回收 qbuffer，不再依赖被 longjmp 跳过的 free(qbuffer)——根因彻底消除。

修改点 5：qtext_load_file 改 malloc 为 palloc_extended（行 2333、2378） diff

/*
- * Read the external query text file into a malloc'd buffer.
+ * Read the external query text file into a palloc'd buffer.
  *
  * Returns NULL (without throwing an error) if unable to read, eg
  * file not there or insufficient memory.
@@ qtext_load_file ...
  /* Allocate buffer; beware that off_t might be wider than size_t */
  if (stat.st_size <= MaxAllocHugeSize)
-  buf = (char *) malloc(stat.st_size);
+  buf = (char *) palloc_extended(stat.st_size, MCXT_ALLOC_HUGE | MCXT_ALLOC_NO_OOM);
  else
   buf = NULL;

用 MCXT_ALLOC_HUGE | MCXT_ALLOC_NO_OOM 完全保留原 malloc 的语义：允许 >1GB 的超大分配 + OOM 时返回 NULL 而非 throw。

修改点 6：qtext_load_file 内部 read 失败路径（行 2417）

diff
ereport(LOG, ...);
-   free(buf);
+   pfree(buf);
    CloseTransientFile(fd);
    return NULL;

修改点 7：gc_qtexts 正常路径（行 2625）

diff
- free(qbuffer);
+ pfree(qbuffer);

修改点 8：gc_qtexts 失败 label gc_fail:（行 2642） diff

- free(qbuffer);
+ if (qbuffer)
+  pfree(qbuffer);

赶紧升级吧！！！

大版本	❌未修复（最后一个含 bug 的版本）	✅已修复（包含此修复的最早小版本）
14.x	14.22 及之前所有版本	14.23
15.x	15.17 及之前所有版本	15.18
16.x	16.13 及之前所有版本	16.14
17.x	17.9 及之前所有版本	17.10
18.x	18.3 及之前所有版本	18.4
13.x 及更早	全部版本	❌永不会修复（13 已 EOL，且 backpatch 只到 14）