尝试解决在构造函数中同步调用Dns.GetHostAddressesAsync()引起的线程死锁

(最终采用的是方法4

问题详情见:.NET Core中遇到奇怪的线程死锁问题:内存与线程数不停地增长

看看在 Linux 与 Windows 上发生线程死锁的后果。

Linux:

Microsoft.AspNetCore.Server.Kestrel.Internal.Networking.UvException: Error -24 EMFILE too many open files

Windows(1.3万个线程):

引发问题的代码:

Task<IPAddress[]> task = System.Net.Dns.GetHostAddressesAsync(host);
task.Wait(5000);
var addresses = task.Result;

上面的代码是在构造函数中调用的,只能同步调用,无法异步调用。

踩坑的条件:在一定数量的请求并发时才出现,如果只有很少的请求不会出现。所以,当我们发布时,将服务器从负载均衡上摘下来,结束进程,更新程序,在本机访问后(host解析已完成)挂上负载均衡,问题不会出现。如果不从负载均衡上摘下来,直接结束 asp.net core 程序的进程,新启动的进程就会出现这个问题。

接下来尝试解决方法。

1)参考 Synchronously waiting for an async operation, and why does Wait() freeze the program here ,将上面的代码改为:

var task = Task.Run(async () => { return await System.Net.Dns.GetHostAddressesAsync(host); });
task.Wait(5000);
var addresses = task.Result;

死锁问题依旧。

2)参考 System.Data.SqlClient 中的实现:

private static async Task<Socket> ConnectAsync(string serverName, int port)
{
    if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows))
    {
        var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
        await socket.ConnectAsync(serverName, port).ConfigureAwait(false);
        return socket;
    }

    // On unix we can't use the instance Socket methods that take multiple endpoints

    IPAddress[] addresses = await Dns.GetHostAddressesAsync(serverName).ConfigureAwait(false);
    return await ConnectAsync(addresses, port).ConfigureAwait(false);
}

(注:SqlClient中在Windows上没有调用Dns.GetHostAddressesAsync)

将 Dns.GetHostAddressesAsync 放在一个 async/await 代理方法中:

private static async Task<IPAddress[]> GetHostAddressesAsyncProxy(string host)
{
    return await System.Net.Dns.GetHostAddressesAsync(host);
}

死锁依旧。 

3)修改 System.Net.Dns 的源代码,将异步方法 

public static Task<IPAddress[]> GetHostAddressesAsync(string hostNameOrAddress)
{
    NameResolutionPal.EnsureSocketsAreInitialized();
    return Task<IPAddress[]>.Factory.FromAsync(
        (arg, requestCallback, stateObject) => BeginGetHostAddresses(arg, requestCallback, stateObject),
        asyncResult => EndGetHostAddresses(asyncResult),
        hostNameOrAddress,
        null);
}

改为同步方法

public static Task<IPAddress[]> GetHostAddressesAsync(string hostNameOrAddress)
{
    NameResolutionPal.EnsureSocketsAreInitialized();
    return Task.FromResult<IPAddress[]>(GetHostEntry(hostNameOrAddress).AddressList);
}

问题解决!

说明死锁问题的确是由于在构造函数中同步调用异步方法引起的。目前 System.Net.NameResolution 只提供了异步的 API 进行主机名的解析,上面的 GetHostEntry() 是同步方法,但只支持 netstandard2.0 ,目前 nuget.org 上的 System.Net.NameResolution 只支持到 netstandard 1.3 。

[备注]

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修改 System.Net.Dns 的源代码,生成程序集(System.Net.NameResolution)并更新至 asp.net core 程序中的方法:

1)在github上签出corefx的源代码

2)修改 System.Net.Dns 的源代码

3)运行corefx文件夹中的init-tools.cmd命令

4)运行 MSBuild Command Prompt for VS2015 命令行,进入 corefx\src\System.Net.NameResolution\src 目录,运行 msbuild System.Net.NameResolution.builds 命令,会在 corefx\bin\Windows_NT.AnyCPU.Debug\System.Net.NameResolution\netcore50 文件夹中生成对应的程序集 System.Net.NameResolution.dll 。

5)将上一步生成的 System.Net.NameResolution.dll 复制到 asp.net core 站点的文件夹替换已有的同名文件即可。

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 4)尝试不修改 System.Net.Dns 的源代码进行解决

同步的  System.Net.Dns.GetHostEntry(string hostNameOrAddress)  方法可以解决问题,但它是为 netstandard2.0 api 实现的,在基于 netstandard1.6 的程序中无法直接调用,编译不通过。实际的 System.Net.NameResolution.dll 程序集中已经包含了 GetHostEntry() 实现,虽然编译时不让调用,但我们可以在运行时调用,那运行时如何调用呢?“反射”闪亮登场,用反射改为下面的代码:

var method = typeof(System.Net.Dns).GetMethod("GetHostEntry", BindingFlags.Public | BindingFlags.Static);
var addresses = ((IPHostEntry)method.Invoke(null, new object[] { host })).AddressList;

但发现 NuGet 服务器上发布的 System.Net.NameResolution 4.3.0 中并不包含 GetHostEntry() 这个方法。后来找到了另外一个私有静态方法 —— InternalGetHostByName() 。再后来发现 System.Net.DnsEndPoint ,使用它就不需要自己进行主机名的解析,但目前只支持 Windows 。

于是最终采取的方法是:Windows 平台用 DnsEndPoint ,非 Windows 平台用反射调用 System.Net.Dns.InternalGetHostByName() 方法。示例代码如下:

private void ConnectWithTimeout(Socket socket, EndPoint endpoint, int timeout)
{
    if (endpoint is DnsEndPoint && !RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows))
    {
        IPAddress[] addresses;
        var dnsEndPoint = ((DnsEndPoint)endpoint);
        var host = dnsEndPoint.Host;
        var method = typeof(System.Net.Dns).GetTypeInfo()
            .GetMethod("InternalGetHostByName", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Static);
        if (method != null)
        {
            addresses = ((IPHostEntry)method.Invoke(null, new object[] { host, false })).AddressList;                   
        }
        else
        {
            Task<IPAddress[]> task = Dns.GetHostAddressesAsync(host);
            task.Wait(timeout);
            addresses = task.Result;
        }

        var address = addresses.FirstOrDefault(ip => ip.AddressFamily == System.Net.Sockets.AddressFamily.InterNetwork);
        if (address == null)
        {
            throw new ArgumentException(String.Format("Could not resolve host '{0}'.", host));
        }
        endpoint = new IPEndPoint(address, dnsEndPoint.Port);
    }

    var completed = new AutoResetEvent(false);
    var args = new SocketAsyncEventArgs();
    args.RemoteEndPoint = endpoint;
    args.Completed += OnConnectCompleted;
    args.UserToken = completed;
    socket.ConnectAsync(args);
    if (!completed.WaitOne(timeout) || !socket.Connected)
    {
        using (socket)
        {
            throw new TimeoutException("Could not connect to " + endpoint);
        }
    }
}

相关链接:

在同步方法中调用异步方法时如何避免死锁问题

posted @ 2016-12-04 23:28 dudu 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏