这篇博文主要是讲解在async/await中使用阻塞式代码导致死锁的问题,以及如何避免出现这种死锁。内容主要是从作者Stephen Cleary的两篇博文中翻译过来.

原文1:Don'tBlock on Async Code

原文2:why the AspNetSynchronizationContext was removed

示例代码:async_await中阻塞死锁.rar

一、async/await 异步代码运行流程

async/await是在.NET4.5版本引入的关键字,让开发者可以更加轻松的创建异步方法。

我们从下图来认识async/await的运行流程:

二、在异步代码中阻塞,导致死锁的示例

UI 示例

单击一个按钮,将发起一个REST远程请求并且将结果显示到textbox控件上。(这是一个Windows Forms程序,同样也适用于其他任何UI应用程序)

// My "library" method.
public static async Task<JObject> GetJsonAsync(Uri uri)
{
using (var client = new HttpClient())
{
var jsonString = await client.GetStringAsync(uri);
return JObject.Parse(jsonString);
}
} // My "top-level" method.
public void Button1_Click(...)
{
var jsonTask = GetJsonAsync(...);
textBox1.Text = jsonTask.Result;
}

类库方法GetJsonAsync发起REST远程请求并且将结果解析为JSON返回。Button1_Click方法调用Task .Result阻塞等待GetJsonAsync处理完毕并显示结果

这段代码会死锁。

ASP.NET 示例

在类库方法GetJsonAsync中发起一个REST远程请求,这次这个GetJsonAsync在ASP.NET context中被调用。(示例是Web API项目,同样适用于任何一个ASP.NET应用程序 - 注:非ASP.NET Core应用)

// My "library" method.
public static async Task<JObject> GetJsonAsync(Uri uri)
{
using (var client = new HttpClient())
{
var jsonString = await client.GetStringAsync(uri);
return JObject.Parse(jsonString);
}
} // My "top-level" method.
public class MyController : ApiController
{
public string Get()
{
var jsonTask = GetJsonAsync(...);
return jsonTask.Result.ToString();
}
}

这段代码也会死锁。与UI示例是同一个原因。

园友在《传统asp.net小心 async/await坑》这篇文章中抓到一个异常信息,我自己没注意抓异常,死锁后就关闭调试了。不关闭调试,死锁一段时间应该会报下面错误。

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.Web.LegacyAspNetSynchronizationContext.Post(SendOrPostCallback callback, Object state)
在 System.Threading.Tasks.SynchronizationContextAwaitTaskContinuation.PostAction(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.<>c.<ThrowAsyncIfNecessary>b__18_0(Object s)
在 System.Threading.QueueUserWorkItemCallback.WaitCallback_Context(Object state)
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()
在 System.Threading._ThreadPoolWaitCallback.PerformWaitCallback()

三、是什么原因导致的死锁呢?

await一个Task后,在恢复继续执行时,会试图进入await之前的context。

第一个示例中,这个context是UI context(任何UI应用,除了控制台应用)。在第二个示例中,这个context是ASP.NET request context。

另一个需要注意的点:ASP.NET request context 没有绑定到特定的线程上(像UI context一样),但是request context同一时刻只允许被绑定到一个线程上。我曾经在MSDN上有发表过《关于SynchronzationContext》的文章.

死锁是怎么发生的呢?我们从top-level方法开始(UI的Button1_Click方法或ASP.NET的MyContoller.Get方法)

1.         top-level方法调用GetJsonAsync(在UI/ASP.NET context中)。

2.         GetJsonAsync通过HttpClient.GetStringAsync发起REST远程请求(在UI/ASP.NET context中)。

3.         GetStringAsync返回一个未完成Task,标识REST远程请求还未处理完

4.         GetJsonAsync方法中await GetStringAsync返回的未完成Task。等Task执行完毕,

会重新捕获等待之前的context并使用它继续执行GetJsonAsync。

5.         GetJsonAsync中await后,携带context的线程会跳出GetJsonAsync方法,继续执行后面的代码。并在jsonTask.Result发生阻塞。此时携带context的线程被阻塞了。

6.         最终,REST请求处理完,GetStringAsync返回的Task处理完成。

7.         GetJsonAsync方法准备继续运行,并且等待context可用,以便在context中执行。

8.         发生context死锁。在top-level方法中已经阻塞了携带context的线程,等待GetJsonAsync返回的Task完成。而此时,GetJsonAsync方法正在等待context被释放,以便在context中继续执行。

四、防止死锁

这里有三个最佳实践来避免这种死锁(更详细的传送门)。

1.         在你的”library”异步方法中,返回未完成Task时都调用ConfigureAwait(false)。

2.         始终使用 Async,不要混合阻塞式代码和异步代码。

3.         ASP.NET 升级为ASP.NET Core。在ASP.NET Core框架中,已经移除SynchronizationContext

按照第一条最佳实践,”library”中的异步方法修改如下:

public static async Task<JObject> GetJsonAsync(Uri uri)
{
using (var client = new HttpClient())
{
var jsonString = await client.GetStringAsync(uri).ConfigureAwait(false);
return JObject.Parse(jsonString);
}
}

ConfigureAwait(continueOnCapturedContext: false):continueOnCapturedContext参数表示是否尝试将延续任务封送回原始上下文。

ConfigureAwait(false)改变了GetJsonAsync的延续行为,使它不用在原来的context中恢复。GetJsonAsync将直接在线程池线程中恢复,这使得GetJsonAsync能完成任务,并且无需重新进入原来的context

按照第二条最佳实践。修改”top-level”方法如下:

public async void Button1_Click(...)
{
var json = await GetJsonAsync(...);
textBox1.Text = json;
} public class MyController : ApiController
{
public async Task<string> Get()
{
var json = await GetJsonAsync(...);
return json.ToString();
}
}

这样修改,改变了top-level方法的阻塞行为。所有的”等待”都是”异步等待”,这样context就不会被阻塞。

其他”异步等待”指导原则:

执行以下操作…

不要使用以下方式…

使用以下方式

创建Task

Task constructor

Task.Run or TaskFactory.StartNew

检索后台任务的结果

Task.Wait 或 Task.Result

await

等待任何任务完成

Task.WaitAny

await Task.WhenAny

检索多个任务的结果

Task.WaitAll

await Task.WhenAll

等待一段时间

Thread.Sleep

await Task.Delay

五、在ASP.NET Core框架中,已经移除SynchronizationContext

为什么AspNetSynchronizationContext在ASP.NET Core中被移除。尽管我不知道ASP.NET团队内部是什么观点,但我认为的观点是两个:性能和简单。

性能方面:

在没有SynchronizationContext的ASP.NET Core中,当一个async/await异步处理恢复执行时,会从线程池中获取一个线程并且执行继续操作。

1.         避免了把操作排队到request context队列(request context同一时刻只允许被绑定到一个线程上)

2.         避免了因为携带 request context 的线程被阻塞而发生“死锁”

3.         不需要重新进入request context(重新进入request context涉及到很多内部作业任务,例如:设置HttpContext.Current和当前线程的身份标识(identity)和语言(culture))

简单化:

旧版本ASP.NET中SynchronizationContext工作的很好,但是也存在棘手的问题,特别是在身份管理方面(参考:Thread.CurrentPrincipal VS HttpContext.Current.User)

六、async/await避免阻塞式死锁最佳实践

1.         在你的“library”异步方法中,返回未完成Task时都调用ConfigureAwait(false),标识不需要将延续任务封送回原始上下文。

尽管在ASP.NET Core中,不用再调用ConfigureAwait(false)来防止死锁。但由于你提供的“类库”可能被用于UI 应用(eg:winform、wpf等)、旧版本ASP.NET应用、其他还存在context的应用。

2.         更好的解决方案是“始终使用 async,不要混合阻塞式代码和异步代码”。

因为当你在异步代码中阻塞程序,将失去异步代码带来的所有好处。并且异步代码释放当前线程带来的伸缩性也会失效。

3.         将ASP.NET项目升级为ASP.NET Core项目

推荐阅读:

Async/Await FAQ(原文##译文

Stephen Cleary 的开源组件:AsyncEx

Async/Await 异步编程中的最佳做法(原文##译文

(xishuai)ASP.NET混合阻塞式代码和异步代码,线程切换变化

[译]async/await中阻塞死锁的更多相关文章

  1. [译]async/await中使用阻塞式代码导致死锁 百万数据排序:优化的选择排序(堆排序)

    [译]async/await中使用阻塞式代码导致死锁 这篇博文主要是讲解在async/await中使用阻塞式代码导致死锁的问题,以及如何避免出现这种死锁.内容主要是从作者Stephen Cleary的 ...

  2. [译]async/await中使用阻塞式代码导致死锁

    原文:[译]async/await中使用阻塞式代码导致死锁 这篇博文主要是讲解在async/await中使用阻塞式代码导致死锁的问题,以及如何避免出现这种死锁.内容主要是从作者Stephen Clea ...

  3. 关于C#中async/await中的异常处理(下)-(转载)

    上一篇文章里我们讨论了某些async/await的用法中出现遗漏异常的情况,并且谈到该如何使用WhenAll辅助方法来避免这种情况.WhenAll辅助方法将会汇总一系列的任务对象,一旦其中某个出错,则 ...

  4. 关于C#中async/await中的异常处理(上)-(转载)

    在同步编程中,一旦出现错误就会抛出异常,我们可以使用try…catch来捕捉异常,而未被捕获的异常则会不断向上传递,形成一个简单而统一的错误处理机制.不过对于异步编程来说,异常处理一直是件麻烦的事情, ...

  5. 关于C#中async/await中的异常处理(上)

    关于C#中async/await中的异常处理(上) 2012-04-11 09:15 by 老赵, 17919 visits 在同步编程中,一旦出现错误就会抛出异常,我们可以使用try…catch来捕 ...

  6. .NET Core学习笔记(3)——async/await中的Exception处理

    在写了很多年.NET程序之后,年长的猿类在面对异步编程时,仍不时会犯下致命错误,乃至被拖出去杀了祭天.本篇就async/await中的Exception处理进行讨论,为种族的繁衍生息做出贡献……处理a ...

  7. C#中async/await中的异常处理

    在同步编程中,一旦出现错误就会抛出异常,我们可以使用try-catch来捕捉异常,而未被捕获的异常则会不断向上传递,形成一个简单而统一的错误处理机制.不过对于异步编程来说,异常处理一直是件麻烦的事情, ...

  8. .NET异步操作学习之一:Async/Await中异常的处理

    以前的异常处理,习惯了过程式的把出现的异常全部捕捉一遍,然后再进行处理.Async/Await关键字出来之后的确简化了异步编程,但也带来了一些问题.接下来自己将对这对关键字进行学习.然后把研究结果放在 ...

  9. c# async/await异步编程死锁的问题

    在异步编程中,如果稍有不注意,就会造成死锁问题.何为死锁:即两个以上的线程同时争夺被互相锁住的资源,两个都不放手. 在UI或asp.net中,容易造成死锁的代码如下所示: private void b ...

随机推荐

  1. Linux下系统如何监控服务器硬件、操作系统、应用服务和业务

    1.Linux监控概述       Linux服务器要保证系统的高可用性,需要实时了解到服务器的硬件.操作系统.应用服务等的运行状况,各项性能指标是否正常,需要使用各种LINUX命令.做到自动化运维就 ...

  2. OpenStack—neutron组件介绍与安装

    neutron介绍 Neutron 概述:传统的网络管理方式很大程度上依赖于管理员手工配置和维护各种网络硬件设备:而云环境下的网络已经变得非常复杂,特别是在多租户场景里,用户随时都可能需要创建.修改和 ...

  3. 运行maven命令的时候出现jre不正确

    出错详情: Unable to locate the Javac Compiler in: C:\Program Files\Java\jre1.6.0_07\..\lib\tools.jar Ple ...

  4. C语言作业2

    一.实验目的与要求 1.if语句的应用 ●掌握C语言的逻辑运算和关系运算的规则 ●学会正确的使用关系表达式和逻辑表达式 ●掌握if-else语句的使用方法 2.switch/case语句的应用 ●   ...

  5. 《ServerSuperIO Designer IDE使用教程》-1.标准Modbus和非标准协议的使用、测试以及驱动开发。附:v4.2发布

    ServerSuperIO Designer IDE v4.2版本更新内容: 增加ServerSuperIO.Host运行程序,可以使用IDE进行测试,Host为运行环境. 针对设备驱动增加导入监测点 ...

  6. JS ArrayBuffer和String

    http://blog.mn886.net/chenjianhua/show/6b02fa4173ed/index.html ArrayBuffer和String 互相转换 function str2 ...

  7. day19其他模块

    collections模块 详细内容 http://www.cnblogs.com/Eva-J/articles/7291842.html 1.namedtuple: 生成可以使用名字来访问元素内容的 ...

  8. redis 实现

    /** * Returns a string containing the string representation of each of {@code parts}, using the * pr ...

  9. css处理事件透过、点击事件透过

    // 执行一些动作... $("#myModal2").css("pointer-events","none"); // 执行一些动作... ...

  10. php的运行机制

    php的解析过程是 apache -> httpd -> php5_module -> sapi -> php cgi (外部应用程序)只是用来解析php代码的 sapi中的其 ...