水火难容:同步方法调用async方法引发的ASP.NET应用程序崩溃

之前只知道在同步方法中调用异步(async)方法时,如果用.Result等待调用结果,会造成线程死锁(deadlock)。自己也吃过这个苦头,详见等到花儿也谢了的await

昨天一个偶然的情况,造成在同步方法中调用了async方法,并且没有使用.Result,结果造成整个ASP.NET应用程序的崩溃,见识了同步/异步水火难容的厉害。

当时的情况是这样的,发布了一个经过异步化改造的ASP.NET程序,其中有这样一个同步方法:

public static void Notify(string title, string content, int recipientId)
{
    //...
}

被改造为异步方法:

public static async Task Notify(string title, string content, int recipientId)
{
    //await ...
}

之前在WebForms(.aspx)中是这样同步调用它的:

<script runat="server">
    void Page_Load(Object sender, EventArgs e)
    {
        //...
        MsgService.Notify(title, body, userId);
        //...
    }
</script>

现在改为在MVC Controller Action中异步调用它:

public class ApplyController : Controller
{
    [HttpPost]
    public async Task<string> Pass()
    {
        //...
        await MsgService.Notify(title, body, userId);
        //...
    }
}

这次发布就是为了用MVC取代WebForms,但发布时同步调用Notify()方法的.aspx文件没有从服务器上删除。

发布后,这个ASP.NET程序跑一会就崩溃(crash),具体表现为:

a)访问网站出现503错误;

b)IIS管理器中显示对应的应用程序池处于停止状态;

c)在Windows事件日志中发现以下三个错误:

日志1:

发生了未经处理的异常,已终止进程。
Application ID: /LM/W3SVC/15/ROOT
Process ID: 23808
Exception: System.NullReferenceException
Message: 未将对象引用设置到对象的实例。

StackTrace:    
在 System.Web.ThreadContext.AssociateWithCurrentThread(Boolean setImpersonationContext) 在 System.Web.HttpApplication.OnThreadEnterPrivate(Boolean setImpersonationContext) 在 System.Web.LegacyAspNetSynchronizationContext.CallCallbackPossiblyUnderLock(SendOrPostCallback callback, Object state) 在 System.Web.LegacyAspNetSynchronizationContext.CallCallback(SendOrPostCallback callback, Object state) 在 System.Threading.Tasks.AwaitTaskContinuation.RunCallback(ContextCallback callback, Object state, Task& currentTask) --- 引发异常的上一位置中堆栈跟踪的末尾 --- 在 System.Threading.Tasks.AwaitTaskContinuation.<ThrowAsyncIfNecessary>b__1(Object s) 在 System.Threading.ExecutionContext.RunInternal(ExecutionContext executionContext, ContextCallback callback, Object state, Boolean preserveSyncCtx) 在 System.Threading.ExecutionContext.Run(ExecutionContext executionContext, ContextCallback callback, Object state, Boolean preserveSyncCtx) 在 System.Threading.QueueUserWorkItemCallback.System.Threading.IThreadPoolWorkItem.ExecuteWorkItem() 在 System.Threading.ThreadPoolWorkQueue.Dispatch()

日志2:

应用程序: w3wp.exe
Framework 版本: v4.0.30319
说明: 由于未经处理的异常,进程终止。
异常信息: System.NullReferenceException
堆栈:
   在 System.Threading.Tasks.AwaitTaskContinuation.<ThrowAsyncIfNecessary>b__1(System.Object)
   在 System.Threading.ExecutionContext.RunInternal(System.Threading.ExecutionContext, System.Threading.ContextCallback, System.Object, Boolean)
   在 System.Threading.ExecutionContext.Run(System.Threading.ExecutionContext, System.Threading.ContextCallback, System.Object, Boolean)
   在 System.Threading.QueueUserWorkItemCallback.System.Threading.IThreadPoolWorkItem.ExecuteWorkItem()
   在 System.Threading.ThreadPoolWorkQueue.Dispatch()

日志3:

Faulting application name: w3wp.exe, version: 7.5.7601.17514, time stamp: 0x4ce7afa2
Faulting module name: KERNELBASE.dll, version: 6.1.7601.18798, time stamp: 0x5507b87a
Exception code: 0xe0434352
Fault offset: 0x000000000001aaad
Faulting process id: 0x5d00
Faulting application start time: 0x01d0b86f3af9058e
Faulting application path: c:\windows\system32\inetsrv\w3wp.exe
Faulting module path: C:\Windows\system32\KERNELBASE.dll
Report Id: 7bec0e6c-2462-11e5-b24e-c43d8baaa802

从日志信息看,问题肯定是异步引起的,于是检查所有进行异步调用的代码,没发现问题(唯独没有检查那个以为不在使用、没有删除的.aspx文件)。

后来才想到那个没有删除的.aspx文件,可是它已经被MVC取代了,没在使用啊。如果是它引起的,只有一个可能。。。这个文件依然在被某些请求访问。仔细排查后发现原来是引用js的地方没加hash参数,造成有些客户端浏览器由于缓存的原因还在使用旧版的js,旧版的js还会向这个.aspx文件发出ajax请求。

原来是一个疏忽造成了在同步方法中直接调用异步方法,但怎么也没想到竟然有如此大的威力,能引起整个应用程序的崩溃,于是好奇心被激发。

看了网上的一些资料后,对这个问题有了一些认识。

在ASP.NET中(ASP.NET天生是多线程的,基于线程池的,没有UI线程的概念),如果你调用了一个async方法,如果有await相伴,当前线程立马被释放回线程池,线程的上下文信息(比如reqeust context)被保存;如果没有await相伴(也没有其他的wait代码),调用async方法之后,代码会继续往下执行,直至完成,当前线程被释放回线程池,线程的上下文信息不会被保存。当async中的异步任务完成后(注:异步任务不是在另外一个线程中完成的,是在一个状态机中完成的),会从线程池中取出一个线程继续执行,执行时会读取当时调用它的原线程的上下文信息(默认情况下的行为,如果ConfigureAwait(false) ,就没有这一步操作),如果当初调用时没有使用await,线程的上下文信息没有被保存,这时就会引发NullReferenceException。而在这种级别发生的未处理null引用异常,会引发整个应用程序崩溃,更准确地说是应用程序所在的进程崩溃。因为这样的异常实在太危险,为了不让一只老鼠坏了一锅汤,只能被牺牲。 

所以,如果不想被牺牲,要么老老实实地await;要么告诉async方法,不要读取原线程的上下文信息(ConfigureAwait(false),未经实际验证是否有效);要么调用async方法的线程没有需要保存的上下文信息,比如在Task.Run(或Task.Factory.StartNew)中调用async方法,也就是用一个新的线程调用async方法。

【推荐阅读】

Best practice to call ConfigureAwait for all server-side code

Difference between the TPL & async/await (Thread handling)

Does an async void method create a new thread everytime it is called? 

posted @ 2015-07-08 12:57 dudu 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏