记一次 .NET 某医保平台 CPU 爆高分析

一：背景

1. 讲故事

一直在追这个系列的朋友应该能感受到，我给这个行业中无数的陌生人分析过各种dump，终于在上周有位老同学找到我，还是个大妹子，必须有求必应 。

妹子公司的系统最近在某次升级之后，在高峰期会遇到 CPU 爆高的现象，有些单位你懂的，很强势，所以就苦逼了程序媛，不管怎么说，既然找上我，得想各种办法给解决掉，用远程的方式告诉了老同学怎么用 procdump 去抓 dump，在一个小时之后 dump 成功拿到，接下来就来分析了。

二：WinDbg 分析

1. CPU 真的爆高吗

是不是爆高一定要拿数据说话，可以用 !tp 命令验证。

0:234> !tp
CPU utilization: 44%
Worker Thread: Total: 68 Running: 38 Idle: 10 MaxLimit: 4800 MinLimit: 48
Work Request in Queue: 0
--------------------------------------
Number of Timers: 2
--------------------------------------
Completion Port Thread:Total: 1 Free: 1 MaxFree: 96 CurrentLimit: 1 MaxLimit: 4800 MinLimit: 48

从输出看 CPU=44% 就拿到了 dump ，真的有点奇怪，我设置的阈值是 70% ，可能是老同学后来改了阈值，虽然不是我的预期但还是可以探究一下的。

接下来怎么排查呢？我们都知道 CPU 高本质都是由 线程 造成的，所以到每个线程栈上去兜兜，看看有没有什么收获，使用命令 ~*e !clrstack 即可。

0:234> ~*e !clrstack
OS Thread Id: 0x6de8 (234)
        Child SP               IP Call Site
000000959273dfd8 00007ff89d287174 [HelperMethodFrame_2OBJ: 000000959273dfd8] System.Security.Cryptography.Utils._AcquireCSP(System.Security.Cryptography.CspParameters, System.Security.Cryptography.SafeProvHandle ByRef)
000000959273e0d0 00007ff88af3074e System.Security.Cryptography.Utils.AcquireProvHandle(System.Security.Cryptography.CspParameters)
000000959273e110 00007ff88b85e585 System.Security.Cryptography.CryptoAPITransform..ctor(Int32, Int32, Int32[], System.Object[], Byte[], System.Security.Cryptography.PaddingMode, System.Security.Cryptography.CipherMode, Int32, Int32, Boolean, System.Security.Cryptography.CryptoAPITransformMode)
000000959273e230 00007ff88b86057d System.Security.Cryptography.DESCryptoServiceProvider._NewEncryptor(Byte[], System.Security.Cryptography.CipherMode, Byte[], Int32, System.Security.Cryptography.CryptoAPITransformMode)
000000959273e2e0 00007ff88b8602f3 System.Security.Cryptography.DESCryptoServiceProvider.CreateDecryptor(Byte[], Byte[])
0000009588e7e300 00007ff82f7bd49a xxx.DesDecrypt(System.String)
0000009588e7e370 00007ff82f9848e2 xxx.b__17(xxx_UserInfo)
0000009588e7e3a0 00007ff887d7778e System.Linq.Enumerable+WhereListIterator`1[[System.__Canon, mscorlib]].MoveNext()
0000009588e7e3e0 00007ff887d7767e System.Linq.Enumerable.FirstOrDefault[[System.__Canon, mscorlib]](System.Collections.Generic.IEnumerable`1)
...

从输出以及截图来看，有 38 个线程正在执行 xxx.DesDecrypt 方法，看起来是一个 DES 解密操作，一般来说 加解密 比较费CPU资源，看样子找到问题根了，根据线程栈找一下代码到底是怎么写的，为了保密起见，这里就多用几个 XXX 来替代吧，参考代码如下：

        protected void xxx(string xxx)
        {
            xxx userInfo = xxxUserInfoList.Where((xxx p) => p.xxx.Name == xxx.DesDecrypt(base.User.Name)).FirstOrDefault();
        }

说实话第一眼看到在 Where 中使用 DesDecrypt(base.User.Name) 方法，虽然有点别扭，内心还是感觉扩展方法应该会帮我优化把它单独给提出来的，比如下面这样。

        protected void xxx(string xxx)
        {
            var nameWhere=  xxx.DesDecrypt(base.User.Name);

            xxx userInfo = xxxUserInfoList.Where((xxx p) => p.xxx.Name == nameWhere).FirstOrDefault();
        }

但看了线程栈上的 WhereListIterator 和 FirstOrDefault 方法，貌似没有做优化，为了验证我的想法，我还特意写了段代码。

    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var query = new List() { "1", "2","3","4" };

            var text = "hello world";

            query.Where(i => i == Run(text)).FirstOrDefault();
        }


        public static  string Run(string str)
        {
            Console.WriteLine(str);

            return str;
        }
    }

从输出结果看 hello world 输出了 4 次，也就表明当前并没有做任何优化。

再说点题外话，最近在研究 SQLSERVER，我觉得它的 SQL优化器应该能够处理这种情况，截图如下：

SELECT OrderID FROM dbo.Orders
WHERE OrderDate > SUBSTRING('1996-07-10 00:00:10.000', 0, 11) AND 
      OrderDate < SUBSTRING('1996-07-20 00:00:20.000', 0, 11);

虽然 SQLSERVER 非常智能的做了优化，但后来想一想C#不优化是对的，因为框架代码没法保证向 xxx.DesDecrypt 方法中传入相同参数，返回的结果一定是相同的，所以采用保守的方法能够理解。

2. 解密操作真的会爆高吗

就算WHERE中逐项处理解密操作就一定会爆高吗？这是一个需要求证的问题，可以切到某个线程上用 !dso 找出那个 list，然后 !do 即可，参考代码如下：

0:234> !DumpObj /d 000001f631799240
Name:        System.Collections.Generic.List`1[[xxxx_UserInfo,xxxx]]
MethodTable: 00007ff82f5f3b20
EEClass:     00007ff88ab59f90
Size:        40(0x28) bytes
File:        C:\Windows\Microsoft.Net\assembly\GAC_64\mscorlib\v4.0_4.0.0.0__b77a5c561934e089\mscorlib.dll
Fields:
              MT    Field   Offset                 Type VT     Attr            Value Name
00007ff88b12d6c8  4001843        8     System.__Canon[]  0 instance 000001f6b14ae380 _items
00007ff88b123e98  4001844       18         System.Int32  1 instance             3506 _size
00007ff88b123e98  4001845       1c         System.Int32  1 instance             3506 _version
00007ff88b121c98  4001846       10        System.Object  0 instance 0000000000000000 _syncRoot
00007ff88b12d6c8  4001847        8     System.__Canon[]  0   static  

从输出可以清晰的看到，当前的 list.count=3506 个，在加上有 38 个线程在并发处理，所以最坏情况下是 3506 * 38 = 13w 的解密操作，难怪说高峰期的时候 CPU 爆高。

解决办法也很简单，把 xxx.DesDecrypt 给提出来，将解密操作由原来的 13w 优化到 38 次，下午大妹子反馈问题已经解决。

看到大妹子开心的笑了，我的饭有着落了

三：总结

这个问题是一个不良习惯的写法造成的，说实话，我不是看到线程栈上的 WhereListIterator 方法我也不相信会执行多次，可能最近中了 SQLSERVER 的毒，不管怎么说，这些都是小事，有大餐吃才是最重要的！