记一次 .NET 某SaaS版CRM系统 崩溃分析

一：背景

1. 讲故事

调试训练营里的一位学员前些天找到我，说他们跑在k8s中的程序崩掉了不知道怎么回事？日志也没有记录到，让我帮他看看，dump也抓到了，既然抓到了那就看看吧。
二：程序为什么会崩溃

1. 崩溃原因

linux 上的崩溃分析没有windows上那么方便，但还是可以分析的，先通过 !t 看下是不是托管层崩溃导致的，输出如下：

1. 0:005> !t
2. ThreadCount:      132
3. UnstartedThread:  0
4. BackgroundThread: 129
5. PendingThread:    0
6. DeadThread:       2
7. Hosted Runtime:   no
8.                                                                                                             Lock  
9. DBG   ID     OSID ThreadOBJ           State GC Mode     GC Alloc Context                  Domain           Count Apt Exception
10.    0    1        1 0000557F7C7518B0  2020020 Preemptive  0000000000000000:0000000000000000 0000557f7c71d0c0 -00001 Ukn
11.    5    2        b 0000557F7C6A5020    21222 Cooperative 00007FBB74F57F90:00007FBB74F59DF0 0000557f7c71d0c0 -00001 Ukn (Finalizer) System.NullReferenceException 00007fbb74f05230
12.    6    4        d 0000557F7CB53D40    21220 Preemptive  0000000000000000:0000000000000000 0000557f7c71d0c0 -00001 Ukn
13.    7    6        f 0000557F7CB5C070  3021220 Preemptive  0000000000000000:0000000000000000 0000557f7c71d0c0 -00001 Ukn (Threadpool Worker)
14.    ...

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从卦中数据来看，原来是终结器线程 抛了 空引用异常，这个还是挺有意思的。。。可遇不可求，赶紧切过去用 !pe 命令观察。

1. 0:005> ~5s
2. libc_so!wait4+0x57:
3. 00007fca`99249c17 483d00f0ffff    cmp     rax,0FFFFFFFFFFFFF000h
4. 0:005> !pe
5. Exception object: 00007fbb74f05230
6. Exception type:   System.NullReferenceException
7. Message:          Object reference not set to an instance of an object.
8. InnerException:   <none>
9. StackTrace (generated):
10.     SP               IP               Function
11.     00007FCA968E3690 00007FCA6D8DF4A4 System_Runtime_Caching!System.Runtime.Caching.MemoryCache.OnUnhandledException(System.Object, System.UnhandledExceptionEventArgs)+0x24
13. StackTraceString: <none>
14. HResult: 80004003
16. 0:005> k
17. # Child-SP          RetAddr               Call Site
18. 00 00007fca`968e3cb0 00007fca`98ff5635     libc_so!wait4+0x57
19. 01 00007fca`968e3ce0 00007fca`98ff6580     libcoreclr!PROCCreateCrashDump+0x275 [/__w/1/s/src/coreclr/pal/src/thread/process.cpp @ 2307]
20. 02 00007fca`968e3d40 00007fca`98ff422f     libcoreclr!PROCCreateCrashDumpIfEnabled+0x770 [/__w/1/s/src/coreclr/pal/src/thread/process.cpp @ 2524]
21. 03 00007fca`968e3dd0 00007fca`98ff4159 (T) libcoreclr!PROCAbort+0x2f [/__w/1/s/src/coreclr/pal/src/thread/process.cpp @ 2555]
22. 04 (Inline Function) --------`--------     libcoreclr!PROCEndProcess+0x7c [/__w/1/s/src/coreclr/pal/src/thread/process.cpp @ 1352]
23. 05 00007fca`968e3df0 00007fca`98cf7121     libcoreclr!TerminateProcess+0x89
24. 06 00007fca`968e3e10 00007fca`98ff81ae     libcoreclr!FinalizerThread::FinalizerThreadStart+0xf1
25. 07 00007fca`968e3e30 00007fca`991ff1f5     libcoreclr!CorUnix::CPalThread::ThreadEntry+0x1fe [/__w/1/s/src/coreclr/pal/inc/pal.h @ 1763]
26. 08 00007fca`968e3ee0 00007fca`9927eb00     libc_so!pthread_condattr_setpshared+0x515
27. 09 00007fca`968e3f80 ffffffff`ffffffff     libc_so!_clone+0x40
28. 0a 00007fca`968e3f88 00000000`00000000     0xffffffff`ffffffff

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从卦象看，应该是微软的 MemoryCache 导致的空引用异常，然后终结器线程进入自爆状态，这个就更有意思了。。。 接下来观察 OnUnhandledException 方法到底发生了什么。
2. OnUnhandledException 怎么啦

要想看到 OnUnhandledException 中的源代码，可以将dll给dump出来，C# 代码如下：

1.         // System.Runtime.Caching, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b03f5f7f11d50a3a
2.         // System.Runtime.Caching.MemoryCache
3.         private void OnUnhandledException(object sender, UnhandledExceptionEventArgs eventArgs)
4.         {
5.             if (eventArgs.IsTerminating)
6.             {
7.                 Dispose();
8.             }
9.         }

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我去，就一个if也能抛异常，这也太狗血了。。。既然抛了空引用异常，从伦理上讲应该就是 eventArgs=null 导致的，那是不是的呢？这个就需要观察崩溃处的汇编代码了，即 !U 00007FCA6D8DF4A4，输出如下：

1. 0:005> !U 00007FCA6D8DF4A4
2. Normal JIT generated code
3. System.Runtime.Caching.MemoryCache.OnUnhandledException(System.Object, System.UnhandledExceptionEventArgs)
4. ilAddr is 00007FBAD90D54D8 pImport is 000001BA2E289160
5. Begin 00007FCA6D8DF480, size 43
7. /_/src/libraries/System.Runtime.Caching/src/System/Runtime/Caching/MemoryCache.cs @ 247:
8. 00007fca`6d8df480 55              push    rbp
9. 00007fca`6d8df481 4883ec20        sub     rsp,20h
10. 00007fca`6d8df485 488d6c2420      lea     rbp,[rsp+20h]
11. 00007fca`6d8df48a 48897df8        mov     qword ptr [rbp-8],rdi
12. 00007fca`6d8df48e 488975f0        mov     qword ptr [rbp-10h],rsi
13. 00007fca`6d8df492 488955e8        mov     qword ptr [rbp-18h],rdx
14. 00007fca`6d8df496 488b7de8        mov     rdi,qword ptr [rbp-18h]
15. 00007fca`6d8df49a 48b888451023ca7f0000 mov rax,7FCA23104588h
16. >>> 00007fca`6d8df4a4 393f            cmp     dword ptr [rdi],edi
17. 00007fca`6d8df4a6 ff10            call    qword ptr [rax]
18. 00007fca`6d8df4a8 85c0            test    eax,eax
19. 00007fca`6d8df4aa 7410            je      00007fca`6d8df4bc
21. /_/src/libraries/System.Runtime.Caching/src/System/Runtime/Caching/MemoryCache.cs @ 249:
22. 00007fca`6d8df4ac 488b7df8        mov     rdi,qword ptr [rbp-8]
23. 00007fca`6d8df4b0 48b810890d23ca7f0000 mov rax,7FCA230D8910h
24. 00007fca`6d8df4ba ff10            call    qword ptr [rax]
26. /_/src/libraries/System.Runtime.Caching/src/System/Runtime/Caching/MemoryCache.cs @ 251:
27. 00007fca`6d8df4bc 90              nop
28. 00007fca`6d8df4bd 4883c420        add     rsp,20h
29. 00007fca`6d8df4c1 5d              pop     rbp
30. 00007fca`6d8df4c2 c3              ret

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从卦中的 >>> 可以看出，此处即为崩溃的汇编代码 cmp     dword ptr [rdi],edi，经常看 C# 汇编的朋友应该非常熟悉，这是 JIT 生成的一段 可空判断的保护代码，如果你还想更进一步确认的话，刚好上周在训练营里讲到了 linux 的 x64 调用协定，即 linux 会用 6个寄存器 rdi, rsi, rdx, rcx, r8, r9 来传送方法的前六个参数，根据刚才汇编可以看到，rdi 来源于 rdx，这个参数就是 this 指针，也就完美的佐证了。
接下来我们观察下 OnUnhandledException 方法来自于何处，分析代码之后，发现是 MemoryCache 类下的初始化方法 InitDisposableMembers 中处理的，将其注册到 AppDomain 全局异常兜底中，截图如下：

问题到此就真相大白了，如何处理呢？
3. 我该如何解决

很难想到 MemoryCache 还会存在这种新级bug，既然是第三方的，我们也不好直接修改源代码，能做的就是升级升级再升级，我们将 Version=4.0.0.0 直接干到最新的  Version=9.0.6，再次观察，结果发现已经 物是人非 了，OnUnhandledException 也没有了，InitDisposableMembers 也重构了，截图如下：

这个问题虽然解决了，但可能有些朋友会有一个疑问，为什么是终结器线程走这段逻辑，这块其实就是考验你的C# 知识，哈哈，我当年是从 CLR Via C# 中学到的。
大概是这样的，如果一个 Task 中包含了一个隐含的未处理异常，最后当终结器被析构时会抛出未处理异常，这个异常就会被全局的 AppDomain.UnhandledException 拦截，在 UnhandledException 处理的过程中又不幸再次抛出异常，最终导致程序的崩溃。
三：总结

这次生产事故是由于微软的 MemoryCache 类下的一个新手级bug导致，确实有点让人震惊，所以这个世界或许还真是一个巨大的草台班子。。。

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