.NET 中 MD5 编码的内存泄露问题分析

问题描述与定位

最近一个项目中要加工处理700多万条的三元组数据，总是在执行到二三百万条的时候就报内存溢出了。不断的检查代码，各种对象局部化；使用.net profiler分析堆栈内存，发现有大量的String对象创建没有及时回收，于是对程序中各处的字符串拼接做了优化处理，但是结果不是很明显，还是会出现内存溢出的情况，只不过出现的晚一点。

又经过反复的对代码段注释测试，最后定位到可能出现内存泄露的函数(被调用700万次以上)如下：

        public static string MD5Encode(string source)          {              if (string.IsNullOrEmpty(source))                  return source;                MD5 md5 = new MD5CryptoServiceProvider();              byte[] s = md5.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(source));              return BitConverter.ToString(s).Replace("-", "");          }

分别注释8、7、6行代码，发现只有md5对象的创建时候，还是会出现内存溢出。OK，最后确定造成内存泄露的对象就是MD5CryptoServiceProvider。

问题解决

找到问题的原因了，就开始尝试解决办法，既然MD5CryptoServiceProvider对象的创建会造成内存泄露，就只创建一个对象实例试试(单例化)，修改后，代码如下(代码相对简单，注释已移除)：

        public static string MD5Encode(string source)          {              if (string.IsNullOrEmpty(source))                  return source;                MD5 md5 = GetMd5Instance();              byte[] s = md5.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(source));              return BitConverter.ToString(s).Replace("-", "");          }                    private static MD5CryptoServiceProvider _md5Instance;          private MD5CryptoServiceProvider GetMd5Instance()          {              return _md5Instance ?? (_md5Instance = new MD5CryptoServiceProvider());          }

经过几轮测试，没有再出现内存溢出，问题解决了。

原理依据

既然 MD5CryptoServiceProvider会造成内存泄露，肯定是要有原因的，微软也给出了提示，这个类是非线程安全的。MSDN的描述如下：

使用建议

既然 MD5CryptoServiceProvider的实例是非线程安全的，使用单例模式也是一种办法。同时，如果不考虑和老系统的兼容问题，请使用新的取hash的算法sha，MSDN上面也有建议：

SHA1、SHA384、SHA256、SHA512都有线程安全的子类：{X}Managed，可以使用这样的子类放心创建实例：

        public static string Md5Encode(string source)          {              if (string.IsNullOrEmpty(source))                  return source;                //MD5 md5 = GetMd5Instance();              //byte[] s = md5.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(source));                SHA512 shaM = new SHA512Managed();              byte[] s = shaM.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(source));                //SHA1 shaM = new SHA1Managed();              //byte[] s = shaM.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(source));                return BitConverter.ToString(s).Replace("-", "");          }

当然， {X} CryptoServiceProvider类型的实例依然是非线程安全的，要是使用 {X} CryptoServiceProvider，仍然要注意内存泄露问题。