嘗試解決在構造函數中同步調用Dns.GetHostAddressesAsync()引發的線程死鎖

（最終採用的是方法4）

問題詳情見：.NET Core中遇到奇怪的線程死鎖問題：內存與線程數不停地增加

看看在 Linux 與 Windows 上發生線程死鎖的後果。

Linux：

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

Windows（1.3萬個線程）：

引起問題的代碼：

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

上面的代碼是在構造函數中調用的，只能同步調用，沒法異步調用。

踩坑的條件：在必定數量的請求併發時纔出現，若是隻有不多的請求不會出現。因此，當咱們發佈時，將服務器從負載均衡上摘下來，結束進程，更新程序，在本機訪問後（host解析已完成）掛上負載均衡，問題不會出現。若是不從負載均衡上摘下來，直接結束 asp.net core 程序的進程，新啓動的進程就會出現這個問題。

接下來嘗試解決方法。

1）參考 Synchronously waiting for an async operation, and why does Wait() freeze the program here ，將上面的代碼改成：

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

死鎖問題依舊。

2）參考 System.Data.SqlClient 中的實現：

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上沒有調用Dns.GetHostAddressesAsync）

將 Dns.GetHostAddressesAsync 放在一個 async/await 代理方法中：

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

死鎖依舊。 

3）修改 System.Net.Dns 的源代碼，將異步方法 

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);
}

改成同步方法

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

問題解決！

說明死鎖問題的確是因爲在構造函數中同步調用異步方法引發的。目前 System.Net.NameResolution 只提供了異步的 API 進行主機名的解析，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 。

[備註]

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

1）在github上籤出corefx的源代碼

2）修改 System.Net.Dns 的源代碼

3）運行corefx文件夾中的init-tools.cmd命令

4）運行 MSBuild Command Prompt for VS2015 命令行，進入 corefx\src\System.Net.NameResolution\src 目錄，運行 msbuild System.Net.NameResolution.builds 命令，會在 corefx\bin\Windows_NT.AnyCPU.Debug\System.Net.NameResolution\netcore50 文件夾中生成對應的程序集 System.Net.NameResolution.dll 。

5）將上一步生成的 System.Net.NameResolution.dll 複製到 asp.net core 站點的文件夾替換已有的同名文件便可。

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 4）嘗試不修改 System.Net.Dns 的源代碼進行解決

同步的  System.Net.Dns.GetHostEntry(string hostNameOrAddress)  方法能夠解決問題，但它是爲 netstandard2.0 api 實現的，在基於 netstandard1.6 的程序中沒法直接調用，編譯不經過。實際的 System.Net.NameResolution.dll 程序集中已經包含了 GetHostEntry() 實現，雖然編譯時不讓調用，但咱們能夠在運行時調用，那運行時如何調用呢？「反射」閃亮登場，用反射改成下面的代碼：

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

但發現 NuGet 服務器上發佈的 System.Net.NameResolution 4.3.0 中並不包含 GetHostEntry() 這個方法。後來找到了另一個私有靜態方法 —— InternalGetHostByName() 。再後來發現 System.Net.DnsEndPoint ，使用它就不須要本身進行主機名的解析，但目前只支持 Windows 。

因而最終採起的方法是：Windows 平臺用 DnsEndPoint ，非 Windows 平臺用反射調用 System.Net.Dns.InternalGetHostByName() 方法。示例代碼以下：

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);
        }
    }
}

相關連接：

在同步方法中調用異步方法時如何避免死鎖問題