尝试解决.NET Core Framework中Dns.GetHostAddressesAsync()引起的线程死锁

被这个坑坑得刻骨铭心！先爆一下 corefx 中 System.Net.Dns.GetHostAddressesAsync() 真面目。

public static Task<IPHostEntry> GetHostEntryAsync(IPAddress address)
{
    NameResolutionPal.EnsureSocketsAreInitialized();
    return Task<IPHostEntry>.Factory.FromAsync(
        (arg, requestCallback, stateObject) => BeginGetHostEntry(arg, requestCallback, stateObject),
        asyncResult => EndGetHostEntry(asyncResult),
        address,
        null);
}

接着看看在 Linux 与 Windows 上踩坑的后果。

Linux：

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

Windows（1.3万个线程）：

引发踩坑的代码：

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 netstandard 2.0 ，而目前 nuget.org 上的 System.Net.NameResolution 支持到 netstandard 1.3 。