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记一次 .NET某hdp智能柜系统 卡死分析

何广

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一：背景

1. 讲故事

停了一个月时间没有更新博客了，主要是这段时间有些许事情导致心神不宁，我这个人也比较浮躁所以无法潜心修炼，事情如下：

  • 被狗咬了
也不知道是不是出门没看黄历，在小区门口店里买烟，被店老板家狗来了个猝不及防，天降横祸。让店老板赔了个疫苗钱，人生第一次被狗咬，第一次打这种狂犬疫苗，头两天总焦虑这辈子是不是要画一个句号了，想着这几年在社区里免费给人家分析dump，应该也积了不少阴德阳善，老天不会在这个时候收我的，昨天结束了四针剂的最后一针，算是放下了心头事，真是人间好时节。

  • 买房
孩子明年就要上一年级了，所以给孩子上哪所有教育资源的学校又是一件焦虑的事情，家门口的学校都是菜小，村小，不想耽误孩子的前程，在贝壳焦虑着泡了大半个月加上实地考察，把这件事情也搞定了。

  • 幼儿跳绳比赛
这个真的最耽误我的时间，孩子参加市级的跳绳比赛，每天早上6：45集训，每天 6：00 跟着孩子起床，送去集训，全程陪护，作为程序员晚上12点前下电脑都是对工作的不尊敬，导致睡眠不足，整天精神状态都不是很好。
跟大家简单的汇报了这一个月的事情，接下来我们分析个比较经典的dump吧，前段时间有位朋友找到我，说他的程序会偶发卡死，自己有一定的分析能力，但还是找不出来根源在哪里，让我帮忙看下，毕竟在国内搜索 .NET高级调试 的文章，最终都会通向我这边。
二：WinDbg分析

1. 主线程怎么了

因为是主线程的卡死，所以首看主线程的调用栈来寻找其中的蛛丝马迹，输出如下：
  1. 0:000:x86> k
  2. CvRegToMachine(x86) conversion failure for 0x14f
  3. X86MachineInfo::SetVal: unknown register 0 requested
  4. # ChildEBP RetAddr      
  5. 00 0047e8f8 76c41629     ntdll_774f0000!NtWaitForSingleObject+0x15
  6. 01 0047e8f8 76d71194     KERNELBASE!WaitForSingleObjectEx+0x98
  7. 02 0047e910 58d52bf6     kernel32!WaitForSingleObjectExImplementation+0x75
  8. 03 (Inline) --------     coreclr!CLREventWaitHelper2+0x9 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\synch.cpp @ 372]
  9. 04 0047e964 58d52bc4     coreclr!CLREventWaitHelper+0x2d [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\synch.cpp @ 397]
  10. 05 0047e974 58d52821     coreclr!CLREventBase::WaitEx+0x49 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\synch.cpp @ 469]
  11. 06 0047e988 58df0848     coreclr!CLREventBase::Wait+0x1a [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\synch.cpp @ 413]
  12. 07 (Inline) --------     coreclr!GCEvent::Impl::Wait+0xb [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\gcenv.os.cpp @ 1283]
  13. 08 (Inline) --------     coreclr!GCEvent::Wait+0x10 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\gcenv.os.cpp @ 1361]
  14. 09 0047e9a0 58d5222c     coreclr!SVR::GCHeap::WaitUntilGCComplete+0x28 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\gc\gcee.cpp @ 287]
  15. 0a 0047e9fc 58f26769     coreclr!Thread::RareDisablePreemptiveGC+0x1ad [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\threadsuspend.cpp @ 2172]
  16. 0b 0047ea08 58df7f88     coreclr!JIT_ReversePInvokeEnterRare2+0xd [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\jithelpers.cpp @ 5462]
  17. 0c 0047ea2c 2d8fd592     coreclr!JIT_ReversePInvokeEnterTrackTransitions+0x98 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\jithelpers.cpp @ 5509]
  18. WARNING: Frame IP not in any known module. Following frames may be wrong.
  19. 0d 0047ea90 76f862fa     0x2d8fd592
  20. 0e 0047eabc 76f86d3a     user32!InternalCallWinProc+0x23
  21. 0f 0047eb34 76f86de8     user32!UserCallWinProcCheckWow+0x109
  22. 10 0047eb90 76fae062     user32!DispatchClientMessage+0xd5
  23. 11 0047ebf8 7750013a     user32!__fnINDEVICECHANGE+0x2a9
  24. 12 0047ec64 76f8790d     ntdll_774f0000!KiUserCallbackDispatcher+0x2e
  25. 13 0047ec64 30d6e999     user32!GetMessageW+0x33
复制代码
从卦中可以看到有一个 WaitUntilGCComplete 函数，说明主线程正在等待GC完成，那到底是哪一个线程触发了GC呢？可以用 ~* k 命令观察每个线程的调用栈，经过一顿搜索，发现是3号线程挂了GC相关函数SuspendEE，参考输出如下：
  1.    3  Id: ff0.608 Suspend: 0 Teb: fff9a000 Unfrozen
  2. CvRegToMachine(x86) conversion failure for 0x14f
  3. X86MachineInfo::SetVal: unknown register 0 requested
  4. # ChildEBP RetAddr      
  5. 00 02c3f5d0 76c41629     ntdll_774f0000!NtWaitForSingleObject+0x15
  6. 01 02c3f5d0 76d71194     KERNELBASE!WaitForSingleObjectEx+0x98
  7. 02 02c3f5e8 58d52bf6     kernel32!WaitForSingleObjectExImplementation+0x75
  8. 03 (Inline) --------     coreclr!CLREventWaitHelper2+0x9 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\synch.cpp @ 372]
  9. 04 02c3f63c 58d52bc4     coreclr!CLREventWaitHelper+0x2d [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\synch.cpp @ 397]
  10. 05 02c3f64c 58d52821     coreclr!CLREventBase::WaitEx+0x49 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\synch.cpp @ 469]
  11. 06 02c3f664 58d8947b     coreclr!CLREventBase::Wait+0x1a [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\synch.cpp @ 413]
  12. 07 02c3f6e8 58d86aa2     coreclr!ThreadSuspend::SuspendRuntime+0x553 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\threadsuspend.cpp @ 3590]
  13. 08 02c3f790 58d868f0     coreclr!ThreadSuspend::SuspendEE+0xf9 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\threadsuspend.cpp @ 5741]
  14. 09 02c3f7b8 58d95aa5     coreclr!GCToEEInterface::SuspendEE+0x26 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\gcenv.ee.cpp @ 28]
  15. 0a 02c3f7b8 58d96ae8     coreclr!SVR::gc_heap::gc_thread_function+0x11f [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\gc\gc.cpp @ 6680]
  16. 0b 02c3f7e4 58d96ad4     coreclr!SVR::gc_heap::end_space_after_gc [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\gc\gc.cpp @ 39175]
  17. 0c (Inline) --------     coreclr!GCToOSInterface::BoostThreadPriority+0xf [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\gcenv.os.cpp @ 699]
  18. 0d 02c3f7e4 58e0c182     coreclr!SVR::gc_heap::gc_thread_stub+0x64 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\gc\gc.cpp @ 31990]
  19. 0e 02c3f7f8 76d7343d     coreclr!<lambda_e12851d373e238e6372df6ec280c8fc6>::operator()+0x42 [D:\a\_work\1\s\src\coreclr\vm\gcenv.ee.cpp @ 1471]
  20. 0f 02c3f804 77529802     kernel32!BaseThreadInitThunk+0xe
  21. 10 02c3f844 775297d5     ntdll_774f0000!__RtlUserThreadStart+0x70
复制代码
从卦中看，GC正处于 SuspendEE 阶段，即冻结执行引擎，它的实现途径就是通过 while threads 的方式让每一个线程暂停，C++参考代码如下：
  1. void ThreadSuspend::SuspendRuntime(ThreadSuspend::SUSPEND_REASON reason)
  2. {
  3.     while (true)
  4.     {
  5.         Thread* thread = NULL;
  7.         while ((thread = ThreadStore::GetThreadList(thread)) != NULL)
  8.         {
  9.         }
  10.     }
  11. }
复制代码
所以接下来的探索方向就是看看当前的 SupendEE 到底正在处理哪一个线程？
2. 如何挖到处理线程

要挖处理线程方法比较多，你可以逆向的分析汇编代码，第二种就是写个脚本在线程栈空间中搜索托管线程地址。这里选择后者，毕竟简单粗暴。

  • 托管线程列表，即下面的 ThreadOBJ 字段。
  1. 0:000:x86> !t
  2. ThreadCount:      176
  3. UnstartedThread:  1
  4. BackgroundThread: 26
  5. PendingThread:    0
  6. DeadThread:       148
  7. Hosted Runtime:   no
  8.                                                                              Lock  
  9. DBG   ID     OSID ThreadOBJ    State GC Mode     GC Alloc Context  Domain   Count Apt Exception
  10.    0    1      fec 023BDF08     26020 Preemptive  0F608E60:0F60A528 023452a8 -00001 Ukn
  11.    7    2     2c0c 023CAC98     2b220 Preemptive  03230120:03231900 023452a8 -00001 Ukn (Finalizer)
  12.   11    4     2d48 24738AF0   102b220 Preemptive  0738C3C0:0738DC8C 023452a8 -00001 Ukn (Threadpool Worker)
  13.   12    5     2d4c 24774BE0   102b220 Preemptive  00000000:00000000 023452a8 -00001 Ukn (Threadpool Worker)
  14.   16    8     2d68 247C9820     20220 Preemptive  0356A5EC:0356B150 023452a8 -00001 Ukn
  15.   13    9     2d54 247C1878     20220 Preemptive  0B6A3384:0B6A33AC 023452a8 -00001 Ukn
  16. XXXX   11        0 247F8B28      1600 Preemptive  00000000:00000000 023452a8 -00001 Ukn
  17.   28   12     2dbc 24825760     21220 Preemptive  00000000:00000000 023452a8 -00001 Ukn
  18.   29   13     2dc0 2482D088     21220 Preemptive  00000000:00000000 023452a8 -00001 Ukn
  19.   ...
  20.   58  156     2910 246714A8   102b222 Cooperative 0F56F618:0F56F884 023452a8 -00001 Ukn (Threadpool Worker)
  21.   ...
  23. 0:000:x86> !address -f:Stack
  25.   BaseAddr EndAddr+1 RgnSize     Type       State                 Protect             Usage
  26. -----------------------------------------------------------------------------------------------
  27. 2bc0000  2c3d000    7d000 MEM_PRIVATE MEM_RESERVE                                    Stack32    [~3; ff0.608]
  28. 2c3d000  2c3e000     1000 MEM_PRIVATE MEM_COMMIT  PAGE_READWRITE | PAGE_GUARD        Stack32    [~3; ff0.608]
  29. 2c3e000  2c40000     2000 MEM_PRIVATE MEM_COMMIT  PAGE_READWRITE                     Stack32    [~3; ff0.608]
复制代码

  • 搜索脚本
脚本的目的是在 2c3e000 ~ 2c40000 中搜索托管线程address。
  1. use strict;                                                                               
  2.                                                                                
  3. // 32bit                                                                               
  4. let arr = [];                                                                               
  5.                                                                                
  6. function initializeScript() { return [new host.apiVersionSupport(1, 7)]; }                                                                               
  7. function log(str) { host.diagnostics.debugLog(str + "\n"); }                                                                               
  8. function exec(str) { return host.namespace.Debugger.Utility.Control.ExecuteCommand(str); }                                                                               
  9.                                                                                
  10. function invokeScript() {                                                                               
  11.                                                                                
  12.     var output = exec("!t").Skip(8);                                                                               
  13.                                                                                
  14.     for (var line of output) {                                                                               
  15.         if (!line) continue;                                                                               
  16.         log(line);                                                                               
  17.         var address = line.substr(19, 8);                                                                               
  18.         log(address);                                                                               
  19.         searchmemory(address);                                                                               
  20.     }                                                                               
  21. }                                                                               
  22.                                                                                
  23.                                                                                
  24. function searchmemory(address) {                                                                               
  25.     var output = exec("s-d 02c3e960 2c40000 " + address);                                                                               
  26.                                                                                
  27.     for(var line of output){                                                                               
  28.         log(line);                                                                               
  29.     }                                                                               
  30. }                                                                               
复制代码

执行完之后，发现 SuspendEE 正在处理的是 58号线程，细心的朋友会发现上面的 !t 输出的58号线程正是 Cooperative 状态，即协作状态，也就是还没有被 SuspendEE 处理。 哈哈，马上就要看到光明顶了，接下来的方向就是洞察 58号线程正在做什么？
3. 58号线程正在做什么

这就比较简单了，使用 ~58s 切到该线程查看线程栈即可。
  1. 0:000:x86> ~58s
  2. 02c52da4 807e3400        cmp     byte ptr [esi+34h],0       ds:002b:0b15cc78=01
  3. 0:058:x86> !clrstack
  4. OS Thread Id: 0x2910 (58)
  5. Child SP       IP Call Site
  6. 40EAFA0C 02c52da4 xxx.xxx.PlayWavStream(System.IO.Stream, System.String)
  7. 40EAFA54 024e4915 xxx.xxx+c__DisplayClass8_0.b__0()
  8. 40EAFA94 024c849d System.Threading.Tasks.Task.InnerInvoke() [/_/src/libraries/System.Private.CoreLib/src/System/Threading/Tasks/Task.cs @ 2397]
  9. 40EAFAA0 024c2abd System.Threading.Tasks.Task+c.<.cctor>b__272_0(System.Object) [/_/src/libraries/System.Private.CoreLib/src/System/Threading/Tasks/Task.cs @ 2376]
  10. 40EAFAA8 00536547 System.Threading.ExecutionContext.RunFromThreadPoolDispatchLoop(System.Threading.Thread, System.Threading.ExecutionContext, System.Threading.ContextCallback, System.Object) [/_/src/libraries/System.Private.CoreLib/src/System/Threading/ExecutionContext.cs @ 268]
  11. 40EAFAD8 024c2852 System.Threading.Tasks.Task.ExecuteWithThreadLocal(System.Threading.Tasks.Task ByRef, System.Threading.Thread) [/_/src/libraries/System.Private.CoreLib/src/System/Threading/Tasks/Task.cs @ 2337]
  12. 40EAFB3C 39d3925f System.Threading.ThreadPoolWorkQueue.Dispatch()
  13. 40EAFB90 00538145 System.Threading.PortableThreadPool+WorkerThread.WorkerThreadStart() [/_/src/libraries/System.Private.CoreLib/src/System/Threading/PortableThreadPool.WorkerThread.cs @ 107]
  14. 40EAFB94 00537f5c [InlinedCallFrame: 40eafb94]
  15. 40EAFC38 00537f5c System.Threading.Thread.StartCallback() [/_/src/coreclr/System.Private.CoreLib/src/System/Threading/Thread.CoreCLR.cs @ 106]
  16. 40EAFD8C 58dfd24f [DebuggerU2MCatchHandlerFrame: 40eafd8c]
复制代码
根据线程栈上的 PlayWavStream 方法来检查源码，发现了一个无语的写法，截图如下：

从源码看是用一个死循环来强留一个线程，无语了，这也疑似导致 GC 因为找不到safepoint而长时间不能暂停它，这里说疑似，是因为在coreclr中是有支撑的。

解决办法就比较简单了。

  • 加个 Thread.Sleep
  • 换种截停的写法。
  • 升级 coreclr 的版本
三：总结

这次生产事故，对一般人来说还是有一定的难度，毕竟这种东西不是几个命令就能弄出来的，还是需要考察你对coreclr 一些底层知识的熟悉度。

来源:https://www.cnblogs.com/huangxincheng/p/18575759
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发表于 2024-11-29 09:21:11

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