对一个 IP 范围的多个 HttpClient 异步请求答案

【问题标题】：Multiple HttpClient async requests to an ip range对一个 IP 范围的多个 HttpClient 异步请求
【发布时间】：2015-02-09 22:43:55
【问题描述】：

我正在编写一个应用程序，我必须在其中扫描一个 ip（内部网）范围并查看特定 ip 是否对应于特定 url。例如，假设我们有一个 url：http://<ip>:8080/x/y，我们想看看我们是否可以找到一个在 192.168.1.1 - 192.168.1.254 范围内运行的活动服务器。显然，扫描过程不应阻塞 UI。

所以我创建了以下异步方法：

    private List<AvailableServer> _availableServerList;

    public List<AvailableServer> AvailableServerList
    {
        get { return _availableServerList;}
        set { _availableServerList = value;}
    }

    private Mutex objLock = new Mutex(true, "MutexForScanningServers");
    private long IPsChecked;
    private List<string> allPossibleIPs;

    CancellationTokenSource cts;

    public async Task GetAvailableServers()
    {
        Dictionary<string, string> localIPs = LocalIPAddress(); //new Dictionary<string, string>();

        allPossibleIPs = new List<string>();

        Dictionary<string, CancellationToken> kvrList = new Dictionary<string, CancellationToken>();
        cts = new CancellationTokenSource();

        foreach (KeyValuePair<string, string> kvp in localIPs)
        {
            allPossibleIPs.AddRange(getIpRange(kvp.Key.ToString(), kvp.Value.ToString()));
        }

        foreach (string ip in allPossibleIPs)
        {
            kvrList.Add(ip, cts.Token);
        }

        AvailableServerList = new List<AvailableServer>();

        var downloads = kvrList.Select(kvr => isServerAvailableAsync(kvr));
        Task[] dTasks = downloads.ToArray();
        await Task.WhenAll(dTasks).ConfigureAwait(false);
    }

其目的是启动一组任务，每个任务都试图接收有效的 HttpClient 请求。如果 HttpClient.GetStringAsync 没有抛出任何异常，假设请求是有效的：

    private async Task isServerAvailableAsync(Object obj)
    {
        using (var client = new HttpClient())
        {
            try
            {
                KeyValuePair<string, CancellationToken> kvrObj = (KeyValuePair<string, CancellationToken>)obj;
                string urlToCheck = @"http://" + kvrObj.Key + ":8080/x/y";

                string downloadTask = await client.GetStringAsync(urlToCheck).ConfigureAwait(false);

                string serverHostName = Dns.GetHostEntry(kvrObj.Key).HostName;
                AvailableServerList.Add(new AvailableServer(serverHostName, @"http://" + serverHostName + ":8080/x/y"));
               // }
           }
            catch (System.Exception ex)
            {
                //...Do nothing for now...
            }
            finally
            {
                lock (objLock)
                {
                    //kvrObj.Value.ThrowIfCancellationRequested();
                    IPsChecked++;
                    int tmpPercentage = (int)((IPsChecked * 100) / allPossibleIPs.Count);
                    if (IPsCheckedPercentageCompleted < tmpPercentage)
                    {
                        IPsCheckedPercentageCompleted = tmpPercentage;
                        OnScanAvailableServersStatusChanged(new EventArgs());
                    }
                }
            }
        }
    }

如果请求有效，那么我们找到了可用的服务器，因此我们将 url 添加到我们的列表中。否则我们会捕获异常。最后我们更新百分比变量，因为我们想将它们传递给我们的 UI（xx% 已扫描）。每次任务完成时，它都会触发一个委托，我们的 UI 使用该委托来获取可用服务器的新更新列表和完成百分比。主要的异步函数 GetAvailableServers 开始通过 Task.Run(() => className.GetAvailableServers()) 运行，它存在于我自己的 ViewModel 中的 DelegateCommand 中：

    public ICommand GetAvailableServersFromViewModel
    {
        get
        {
            return new DelegateCommand
            {
                CanExecuteFunc = () => true,
                CommandAction = () =>
                {
                    Task.Run(() => utilsIp.GetAvailableServers());
                }
            };
        }
    }

我的实现的问题是 UI 在扫描时滞后，这很容易通过我在 UI 中的加载微调器看到。那么代码远不是最好的，我知道我在某个地方错了。

【问题讨论】：

在最大负载下暂停调试器 10 次。每次查看 UI 线程堆栈。什么代码在运行？这就是滞后于 UI 的代码。
我试过了，但我没有找到清楚的东西。我还尝试删除与百分比更新相关的任何 UI 逻辑，并将代码仅保留为 Task.Run(() => utilsIp.GetAvailableServers());我又滞后了。问题似乎是当 await client.GetStringAsync 抛出异常时，（我有大量异常导致扫描过程中 99% 的 IP 根本不存在），但我不确定为什么我有这种行为应该在不同的线程上工作....
将 URL 更改为始终指向有效的端点。滞后消失了吗？如果是，则错误与问题有关。
我测试了这个场景。一开始我的印象是滞后已经消失了。然后我尝试将具有有效 URL 地址的任务最大化为 5000。然后在 UI 中再次出现同样的问题，这次没有任何例外。我会继续研究...
“我没有找到清楚的东西”也许我可以帮忙。如果 UI 滞后，代码必须在 UI 线程上运行。贴几叠，我看看。

标签： c# concurrency async-await .net-4.5 dotnet-httpclient

【解决方案1】：

如您所知（根据您的代码），当您在 UI 线程上等待任务时，捕获的任务上下文是 UI 上下文，always runs on a single thread。

这意味着当您的任务完成后，控制权会返回到 UI 线程，然后在该线程上运行延续代码。

您可以尝试通过使用.ConfigureAwait(false) 方法（您就是这样）来避免这种情况。该调用关闭了任务线程同步上下文的配置，因此当继续代码准备好运行时，它将使用默认上下文，这意味着它将在线程池而不是任务所在的 UI 线程上执行。

但是，如here 所述（并在here 中暗示），如果任务在等待之前完成，则不会进行线程切换，继续代码将在 UI 线程上执行。

这就是我认为您的问题所在，因为await 代码后面的代码有时可以在 UI 线程上运行。 await 之后的代码是 Dns.GetHostEntry(...) 和 "GetHostEntry is ridiculously slow, particularly when no reverse DNS entry is found"。

从here和here可以看出，“GetHostEntry方法向DNS服务器查询与主机名或IP地址相关联的IP地址”，即网络I/O，即阻塞调用，这意味着 UI 滞后。

这是一个很长的说法，我相信解决这个问题的方法是将 GetHostEntry(...) 包裹在一个任务中，以防第一个 await 没有阻塞并且最终运行UI 线程。

【讨论】：