记一次 .NET某工控任务调度系统卡死分析

益竹月 · 前天 22:23

一：背景

1. 讲故事

前段时间有位朋友加我微信，来了就要进我的训练营，并且附带着纠结了他几个月的一个疑难杂症，让我帮忙看下怎么回事，问题描述截图如下：

由于这个定时任务是 furion 写的，刚好这位学员是VIP客户，找了小僧大佬，大佬需要最小化的问题代码，由于不能本地复现，也就没下文了，毕竟也是触发了 13w 次之后才出现的问题，确实比较难搞，截图如下：

像这种带着问题进训练营的朋友还是蛮多的，对这类需求我也是严格，谨慎，认真的对待，毕竟是骡子是马，得要拉出来溜溜。
二：为什么会任务延迟

1. 初步分析

经过和学员的沟通和截图确认，是一个叫 M71EnterPortService 的服务出现的延迟，这种问题相对来说比较简单，可能任务卡死在某个地方，通过 ~*e !clrstack 观察下各个线程栈上是否有 M71EnterPortService 字样就能知道，截图如下：

从卦中看，尼玛，居然没有 M71EnterPortService 关键词，这说明任务压根就没执行？难度是任务被意外退出了吗？但朋友截图出来的面板信息还是蛮全的，而且底层框架对这些容错性应该还是非常强的，所以个人推论，大概率不应该是任务退出，说实话，有点进入迷雾了。。。
2. 走出迷雾

要想走出迷雾，需要回头看下 M71EnterPortService 类的调度方法，源码方法参考如下：

[JobDetail("job_M71xxx", Description = "M7-1xxx作业", GroupName = "default", Concurrent = false)]
[Period(500L, TriggerId = "trigger_M71xxx", Description = "M7-1xxx作业")]
public class M71EnterPortService : IJob
{
public static string processCode = "M7-1A";
public async Task ExecuteAsync(JobExecutingContext context, CancellationToken stoppingToken)
{
_ = string.Empty;
try
{
plcProcessPara = await xxxService.CheckProcess(processCode);
if (!plcProcessPara.IsProcess)
{
return;
}
...
if (string.IsNullOrWhiteSpace(rFIDReaderResultModel.RfidUid))
{
PLCxxxDriver.WritePlcxxxData($"PLC/{processCode}/xxxIPC", "2");
await Task.Delay(2000);
}
await Task.CompletedTask;
}
catch (Exception ex)
{
xxxService.xxxWarn(produceRecord, plcProcessPara, ex);
}
await Task.CompletedTask;
}
}

复制代码

从源码看，这是一个纯异步的写法，看到这个纯异步我就想到了新版的sos提供了一个 !dumpasync 命令，专门观察状态机链的，输出如下：

0:000> !dumpasync
...
STACK 9
0000025fc3a02f78 00007ff90f3f75e8 (-1) xxx.ComProcessService+<CheckProcess>d__1 @ 7ff90fdf02b0
0000025fc3a03008 00007ff90f3f82c0 (0) xxx.M71EnterPortService+<ExecuteAsync>d__3 @ 7ff90fe15a80
0000025fc3a03090 00007ff90f3f8a60 (0) Furion.Schedule.ScheduleHostedService+<>c__DisplayClass23_3+<<BackgroundProcessing>b__3>d @ 7ff90fdf0000
0000025fc3a030f8 00007ff90f3f8f58 (0) Furion.FriendlyException.Retry+<InvokeAsync>d__1 @ 7ff90fdef840
0000025fc3a03198 00007ff90f3f93d0 (1) Furion.Schedule.ScheduleHostedService+<>c__DisplayClass23_2+<<BackgroundProcessing>b__2>d @ 7ff90fded340
...

复制代码

我去，真的卡在 M71EnterPortService 下的 CheckProcess 中，接下来拿 CheckProcess 在所有线程栈上再次搜索，本以为有惊喜，同样毛都没有，我去。。。截图如下。

这就有点无语了，接下来我们观察下状态机地址0x0000025fc3a02f78 中的内部字段，从内部字段的赋值情况观察代码执行流，输出如下：

0:000> !dumpasync --address 0x0000025fc3a02f78 --fields
STACK 1
0000025fc3a02f78 00007ff90f3f75e8 (-1) xxx.ComProcessService+<CheckProcess>d__1 @ 7ff90fdf02b0
Address MT Type Value Name
0000025fc3a02fe0 00007ff90c3f7408 System.Int32 -1 <>1__state
0000025fc3a02fe8 00007ff90d872010 ...y.PLCPara.xxx> 0000025fc3a02ff0 <>t__builder
0000025f80683200 00007ff90c44bf40 System.String "M7-1A" processCode
0000025fc3a028e0 00007ff90d822c00 ...ty.PLCPara.xxx 0000025fc3a028e0 <result>5__2
0000025fc3a02978 00007ff90c4f5b00 System.IDisposable 0000025fc3a02978 <>7__wrap2
0000025faf0ac600 00007ff90d8228d0 ...tity.PLCPara.xxx 0000025faf0ac600 <processMark>5__4
0000025fc3a0aaf8 00007ff90d824358 ...ntity.PLCPara.xxx 0000025fc3a0aaf8 <plcPara>5__5
0000025fc3a02ff0 00007ff90d872118 ...tity.PLCPara.xxx> 0000025fc3a02ff8 <>u__1
0000025fc3a02ff8 00007ff90c98b920 ....CompilerServices.TaskAwaiter 0000025fc3a03000 <>u__2
0000025fc3a03008 00007ff90f3f82c0 (0) xxx.M71EnterPortService+<ExecuteAsync>d__3 @ 7ff90fe15a80
Address MT Type Value Name
0000025fc3a03058 00007ff90c3f7408 System.Int32 0 <>1__state
0000025fc3a03060 00007ff90c98b540 ...rvices.AsyncTaskMethodBuilder 0000025fc3a03068 <>t__builder
0000000000000000 00007ff90d82ec98 ....DBModel.xxx null <produceRecord>5__2
0000000000000000 00007ff90d822c00 ...ty.PLCPara.xxx null <plcProcessPara>5__3
0000025fc3a03068 00007ff90d878de0 ...y.PLCPara.xxx> 0000025fc3a03070 <>u__1
0000025fc3a03070 00007ff90d879368 ...DBModel.xxx> 0000025fc3a03078 <>u__2
0000025fc3a03078 00007ff90d878eb8 ...Entity.xxx> 0000025fc3a03080 <>u__3
0000025fc3a03080 00007ff90c98b920 ....CompilerServices.TaskAwaiter 0000025fc3a03088 <>u__4
0000025fc3a03090 00007ff90f3f8a60 (0) Furion.Schedule.ScheduleHostedService+<>c__DisplayClass23_3+<<BackgroundProcessing>b__3>d @ 7ff90fdf0000
Address MT Type Value Name
0000025fc3a030d8 00007ff90c3f7408 System.Int32 0 <>1__state
0000025fc3a030e0 00007ff90c98b540 ...rvices.AsyncTaskMethodBuilder 0000025fc3a030e8 <>t__builder
0000025fc3a02560 00007ff90cbbc378 ...Service+<>c__DisplayClass23_3 0000025fc3a02560 <>4__this
0000025fc3a030e8 00007ff90c98b920 ....CompilerServices.TaskAwaiter 0000025fc3a030f0 <>u__1
0000025fc3a030f8 00007ff90f3f8f58 (0) Furion.FriendlyException.Retry+<InvokeAsync>d__1 @ 7ff90fdef840
Address MT Type Value Name
0000025fc3a03168 00007ff90c3f7408 System.Int32 0 <>1__state
0000025fc3a03180 00007ff90c98b540 ...rvices.AsyncTaskMethodBuilder 0000025fc3a03188 <>t__builder
0000025fc3a02860 00007ff90dd040f8 ...<System.Threading.Tasks.Task> 0000025fc3a02860 action
0000025fc3a0316c 00007ff90c3f7408 System.Int32 0 numRetries
0000025fc3a03178 00007ff90c3f2f78 System.Boolean true finalThrow
0000000000000000 00007ff90f237fc8 ... System.Threading.Tasks.Task> null fallbackPolicy
0000000000000000 00007ff90c528d80 System.Type[] null exceptionTypes
0000000000000000 00007ff90cbd2f28 ...on.Retry+<>c__DisplayClass1_0 null <>8__1
0000025fc3a028a0 00007ff90f233868 ...n<System.Int32, System.Int32> 0000025fc3a028a0 retryAction
0000025fc3a03170 00007ff90c3f7408 System.Int32 1000 retryTimeout
0000025fc3a03174 00007ff90c3f7408 System.Int32 0 <totalNumRetries>5__2
0000025fc3a03188 00007ff90c98b920 ....CompilerServices.TaskAwaiter 0000025fc3a03190 <>u__1
0000000000000000 00007ff90c334730 System.Object null <>7__wrap2
...

复制代码

要想理解上面的字段，需要大家对状态机内部的有一些了解，比如：

5__xxx 表示 await 的返回值。
1__state 表示当一个方法中有多个await 时，这个字段会阶段性的记录当前是第几个await。

结合 5__xxx 赋值情况和 processMark 的数据标记情况，推测出是卡死在 SavePlcPara 中，截图如下：

下钻找到了 SavePlcPara 之后，继续回头从 ~*e !clrstack中找结果，终于水滴石穿，真有一个线程在 SavePlcPara 方法中，截图如下：

从卦中看，没找到M71EnterPortService关键词应该是被栈inline了，根据调用栈，可以发现是查询时序数据库 TDengine 时卡住导致的雪崩，TDengine 虽然我没用过，但听说是一个好东西，放一下描述给大家。

TDengine 是一款开源、高性能、云原生的时序数据库（Time Series Database, TSDB）, 它专为物联网、车联网、工业互联网、金融、IT 运维等场景优化设计。同时它还带有内建的缓存、流式计算、数据订阅等系统功能，能大幅减少系统设计的复杂度，降低研发和运营成本，是一款极简的时序数据处理平台。

最后就是让朋友重点观察下 TDengine.Driver.Impl.NativeMethods.NativeMethods.QueryWithReqid 方法，可以用排除法观察。
三：总结

这次任务延迟事故在分析过程中还是有相当大的迷惑性，如果你缺乏对状态机的理解以及不知!dumpasync命令的使用，我相信这个问题你很难搞定。

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