【半译】扩展shutdown超时设置以保证IHostedService正常关闭

我最近发现一个问题，当应用程序关闭时，我们的应用程序没有正确执行在IHostedService中的StopAsync方法。经过反复验证发现，这是由于某些服务对关闭信号做出响应所需的时间太长导致的。在这篇文章中，我将展示出现这个问题的一个示例，并且会讨论它为什么会发生以及如何避免这种情况出现。

作者：依乐祝

首发地址：https://www.cnblogs.com/yilezhu/p/12952977.html

英文地址：https://andrewlock.net/extending-the-shutdown-timeout-setting-to-ensure-graceful-ihostedservice-shutdown/

使用IHostedService运行后台服务

ASP.NET Core 2.0引入了IHostedService用于运行后台任务的界面。该接口包含两种方法：

public interface IHostedService
{
    Task StartAsync(CancellationToken cancellationToken);
    Task StopAsync(CancellationToken cancellationToken);
}

StartAsync在应用程序启动时被调用。在ASP.NET核心2.X发生这种情况只是之后在应用程序启动处理请求，而在ASP.NET核心3.x中托管服务开始只是之前在应用程序启动处理请求。

StopAsync当应用程序收到shutdown（SIGTERM）信号时（例如，您CTRL+C在控制台窗口中按入，或者应用程序被主机系统停止时），将调用。这样，您就可以关闭所有打开的连接，处置资源，并通常根据需要清理类。

实际上，实现此接口实际上有一些微妙之处，这意味着您通常希望从helper类BackgroundService派生。

如果您想了解更多，Steve Gordon会开设有关Pluralsight的课程“ 构建ASP.NET Core托管服务和.NET Core Worker Services ”。

关闭IHostedService实施的问题

我最近看到的问题是OperationCanceledException在应用程序关闭时引发的问题：

Unhandled exception. System.OperationCanceledException: The operation was canceled.
   at System.Threading.CancellationToken.ThrowOperationCanceledException()
   at Microsoft.Extensions.Hosting.Internal.Host.StopAsync(CancellationToken cancellationToken)

我将这个问题的根源追溯到一个特定的IHostedService实现。我们将IHostedServices作为每个Kafka消费者的主机。具体操作并不重要-关键在于关闭IHostedService相对较慢：取消订阅可能需要几秒钟。

问题的一部分是Kafka库（和基础librdkafka库）使用同步阻塞Consume调用而不是异步可取消调用的方式。解决这个问题的方法不是很好。

理解此问题的简便方法是一个示例。

演示问题

解决此问题的最简单方法是创建一个包含两个IHostedService实现的应用程序：

• NormalHostedService 在启动和关闭时记录日志，然后立即返回。
• SlowHostedService 记录启动和停止的时间，但要花10秒才能完成关闭

这两个类的实现如下所示。的NormalHostedService很简单：

public class NormalHostedService : IHostedService
{
    readonly ILogger<NormalHostedService> _logger;

    public NormalHostedService(ILogger<NormalHostedService> logger)
    {
        _logger = logger;
    }

    public Task StartAsync(CancellationToken cancellationToken)
    {
        _logger.LogInformation("NormalHostedService started");
        return Task.CompletedTask;
    }

    public Task StopAsync(CancellationToken cancellationToken)
    {
        _logger.LogInformation("NormalHostedService stopped");
        return Task.CompletedTask;
    }
}

在SlowHostedService几乎是相同的，但它有一个Task.Delay是需要10秒，以模拟一个缓慢的关机

public class SlowHostedService : IHostedService
{
    readonly ILogger<SlowHostedService> _logger;

    public SlowHostedService(ILogger<SlowHostedService> logger)
    {
        _logger = logger;
    }

    public Task StartAsync(CancellationToken cancellationToken)
    {
        _logger.LogInformation("SlowHostedService started");
        return Task.CompletedTask;
    }

    public async Task StopAsync(CancellationToken cancellationToken)
    {
        _logger.LogInformation("SlowHostedService stopping...");
        await Task.Delay(10_000);
        _logger.LogInformation("SlowHostedService stopped");
    }
}

的IHostedService就是我曾在实践中只用了1秒关机，但我们有很多人，所以整体效果是一样的上面！

该服务中注册的顺序ConfigureServices是非常重要的在这种情况下-来证明这个问题，我们需要SlowHostedService被关闭第一。服务以相反的顺序关闭，这意味着我们需要最后注册它：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddHostedService<NormalHostedService>();
    services.AddHostedService<SlowHostedService>();
}

当我们运行该应用程序时，您将像往常一样看到启动日志：

info: ExampleApp.NormalHostedService[0]
      NormalHostedService started
info: ExampleApp.SlowHostedService[0]
      SlowHostedService started
...
info: Microsoft.Hosting.Lifetime[0]
      Application started. Press Ctrl+C to shut down.

但是，如果按CTRL+C关闭该应用程序，则会出现问题。在SlowHostedService完成关闭，但随后一个OperationCanceledException被抛出：

info: Microsoft.Hosting.Lifetime[0]
      Application is shutting down...
info: ExampleApp.SlowHostedService[0]
      SlowHostedService stopping...
info: ExampleApp.SlowHostedService[0]
      SlowHostedService stopped

Unhandled exception. System.OperationCanceledException: The operation was canceled.
   at System.Threading.CancellationToken.ThrowOperationCanceledException()
   at Microsoft.Extensions.Hosting.Internal.Host.StopAsync(CancellationToken cancellationToken)
   at Microsoft.Extensions.Hosting.HostingAbstractionsHostExtensions.WaitForShutdownAsync(IHost host, CancellationToken token)
   at Microsoft.Extensions.Hosting.HostingAbstractionsHostExtensions.RunAsync(IHost host, CancellationToken token)
   at Microsoft.Extensions.Hosting.HostingAbstractionsHostExtensions.RunAsync(IHost host, CancellationToken token)
   at Microsoft.Extensions.Hosting.HostingAbstractionsHostExtensions.Run(IHost host)
   at ExampleApp.Program.Main(String[] args) in C:\repos\andrewlock\blog-examples\SlowShutdown\Program.cs:line 16

该NormalHostedService.StopAsync()方法从不调用。如果该服务需要进行一些清理，那么您会遇到问题。例如，也许您需要从Consul处优雅地注销该服务，或者取消订阅Kafka主题-现在不会发生。

那么这是怎么回事？超时从哪里来？

原因：HostOptions.ShutDownTimeout

您可以在应用程序关闭时运行的框架Host实现中找到有问题的代码。简化的版本如下所示：

internal class Host: IHost, IAsyncDisposable
{
    private readonly HostOptions _options;
    private IEnumerable<IHostedService> _hostedServices;

    public async Task StopAsync(CancellationToken cancellationToken = default)
    {
        // Create a cancellation token source that fires after ShutdownTimeout seconds
        using (var cts = new CancellationTokenSource(_options.ShutdownTimeout))
        using (var linkedCts = CancellationTokenSource.CreateLinkedTokenSource(cts.Token, cancellationToken))
        {
            // Create a token, which is cancelled if the timer expires
            var token = linkedCts.Token;

            // Run StopAsync on each registered hosted service
            foreach (var hostedService in _hostedServices.Reverse())
            {
                // stop calling StopAsync if timer expires
                token.ThrowIfCancellationRequested();
                try
                {
                    await hostedService.StopAsync(token).ConfigureAwait(false);
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    exceptions.Add(ex);
                }
            }
        }

        // .. other stopping code
    }
}

这里的关键点CancellationTokenSource是配置为HostOptions.ShutdownTimeout之后触发的。默认情况下，这会在5秒后触发。这意味着5秒后将放弃托管服务关闭- IHostedService必须在此超时内关闭所有托管服务。

public class HostOptions
{
    public TimeSpan ShutdownTimeout { get; set; } = TimeSpan.FromSeconds(5);
}

在foreach循环的第一次迭代中，SlowHostedService.Stopasync()执行，需要10秒钟才能运行。在第二次迭代中，超过了5s超时，因此token.ThrowIfCancellationRequested();抛出OperationConcelledException。这将退出控制流，并且NormalHostedService.Stopasync()永远不会执行。

有一个简单的解决方案-增加shutdown超时时间！

解决方法：增加shutdown超时时间

HostOptions默认情况下未在任何地方显式配置它，因此您需要在ConfigureSerices方法中手动对其进行配置。例如，以下配置将超时增加到15s：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddHostedService<NormalHostedService>();
    services.AddHostedService<SlowShutdownHostedService>();

    // Configure the shutdown to 15s
    services.Configure<HostOptions>(
        opts => opts.ShutdownTimeout = TimeSpan.FromSeconds(15));
}

或者，您也可以从配置中加载超时时间。例如，如果将以下内容添加到appsettings.json：

{
    "HostOptions": {
        "ShutdownTimeout": "00:00:15"
    }
    // other config
}

然后，您可以将HostOptions配置部分绑定到HostOptions对象：

public class Startup
{
    public IConfiguration Configuration { get; }
    public Startup(IConfiguration configuration)
    {
        Configuration = configuration;
    }

    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        services.AddHostedService<NormalHostedService>();
        services.AddHostedService<SlowShutdownHostedService>();

        // bind the config to host options
        services.Configure<HostOptions>(Configuration.GetSection("HostOptions"));
    }
}

这会将序列化的TimeSpan值绑定00:00:15到该HostOptions值，并将超时间设置为15s。使用该配置，现在当我们停止应用程序时，所有服务都将正确关闭：

nfo: Microsoft.Hosting.Lifetime[0]
      Application is shutting down...
info: SlowShutdown.SlowShutdownHostedService[0]
      SlowShutdownHostedService stopping...
info: SlowShutdown.SlowShutdownHostedService[0]
      SlowShutdownHostedService stopped
info: SlowShutdown.NormalHostedService[0]
      NormalHostedService stopped

现在，您的应用程序将等待15秒，以使所有托管服务在退出之前完成关闭！

摘要

在这篇文章中，我讨论了一个最近发现的问题，该问题是当应用程序关闭时，我们的应用程序未在IHostedService实现中的StopAsync中运行该方法。这是由于某些后台服务对关闭信号做出响应所需的时间太长，并且超过了关闭超时时间。文中我演示了单个服务需要10秒才能关闭服务来重现问题，但实际上，只要所有服务的总关闭时间超过默认5秒，就会发生此问题。

该问题的解决方案是HostOptions.ShutdownTimeout使用标准ASP.NET Core IOptions<T>配置系统将配置值扩展为超过5s 。