關(guān)于Process的waitFor死鎖問題及解決方案
Process的waitFor死鎖問題
1、發(fā)現(xiàn)問題
在實際開發(fā)中,進行文件操作時,使用Process對文件進行解壓操作,程序執(zhí)行過程中會出現(xiàn)一直卡在那的問題。
2、原因查找
問題在緩沖區(qū)這個地方:可執(zhí)行程序的標準輸出比較多,而運行窗口的標準緩沖區(qū)不夠大,所以發(fā)生阻塞。接著來分析緩沖區(qū),當Runtime對象調(diào)用exec(cmd)后,JVM會啟動一個子進程,該進程會與JVM進程建立三個管道連接:標準輸入,標準輸出和標準錯誤流。假設(shè)該程序不斷在向標準輸出流和標準錯誤流寫數(shù)據(jù),而JVM不讀取的話,當緩沖區(qū)滿之后將無法繼續(xù)寫入數(shù)據(jù),最終造成阻塞在waitfor()這里。
程序運行過程產(chǎn)生等待分析:
(1)、當我們使用Runtime.exec執(zhí)行命令時,JAVA的線程會創(chuàng)建一個子進程,用于執(zhí)行命令,而且子進程和JAVA線程會分別獨立運行。
(2)、JAVA線程需要等待命令的執(zhí)行完成,對命令的日志和返回值進行處理,所以在JAVA線程中調(diào)用Process.waitFor掛起來等待子進程完成。
(3)、子線程執(zhí)行時,不斷的打印日志信息,我們通過Process.getInputStream和Process.getErrorStream進行獲取正常輸出日志和錯誤日志進行處理,也即是讀數(shù)據(jù)。
(4)、這個時候子進程不斷的向JAVA線程寫入數(shù)據(jù),而JAVA線程調(diào)用Process.waitFor后已經(jīng)阻塞掛起,而子進程在不斷的向JAVA線程進行寫入數(shù)據(jù),當我們的Process.getInputStream的buffer緩沖區(qū)被寫滿,JAVA線程依然掛起并未消費buffer中的數(shù)據(jù),導(dǎo)致子進程無法繼續(xù)向buffer緩沖區(qū)中繼續(xù)寫入數(shù)據(jù),導(dǎo)致子進程也掛起。
(5)、這個時候JAVA線程和子進程都處于掛起的狀態(tài),JAVA線程等待子進程的結(jié)束,子進程等待JAVA線程對buffer緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)進行消費。兩者在相互等待導(dǎo)致死鎖。
3、造成死鎖原理圖
問題代碼
public static String cmd(String cmd) throws InterruptedException { try { // 使用Runtime來執(zhí)行command,生成Process對象 Process process = Runtime.getRuntime().exec( new String[] { "/bin/sh", "-c", cmd }); int exitCode = process.waitFor(); // 取得命令結(jié)果的輸出流 InputStream is = process.getInputStream(); // 用一個讀輸出流類去讀 InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is); // 用緩沖器讀行 BufferedReader br = new BufferedReader(isr); String line = null; StringBuilder sb = new StringBuilder(); while ((line = br.readLine()) != null) { sb.append(line); } is.close(); isr.close(); br.close(); return sb.toString(); } catch (java.lang.NullPointerException e) { throw new BaseException(e); } catch (java.io.IOException e) { throw new BaseException(e); } return null; }
這段代碼會產(chǎn)生死鎖的原因是, BufferedReader br = new BufferedReader(isr);放在了process.waitFor();之后執(zhí)行,并不能有效的清空緩沖區(qū),還是會造成緩沖區(qū)滿,造成阻塞。
解決方案
知道問題原因就號解決了
public static String callCmd(String cmd) throws InterruptedException { Process process = null; BufferedReader normalReader = null; BufferedReader errorReader = null; try { process = Runtime.getRuntime().exec( new String[] { "/bin/sh", "-c", cmd }); /* 啟動讀取buffer緩沖區(qū)子線程,避免buffer緩沖區(qū)被寫滿,導(dǎo)致線程等待問題 */ normalReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream())); errorReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getErrorStream())); String line = null; StringBuilder sb = new StringBuilder(); while ((line = normalReader.readLine()) != null) { sb.append(line); } String errorLine; while ((errorLine = errorReader.readLine()) != null) { logger.warn("腳本文件執(zhí)行信息ErrorStream:{}", errorLine); } // 等待程序執(zhí)行結(jié)束并輸出狀態(tài) int exitCode = process.waitFor(); if (0 == exitCode) { logger.info("腳本文件執(zhí)行成功!"); } else { logger.error("腳本文件執(zhí)行失敗:{}",cmd); throw new BaseException("腳本文件執(zhí)行失敗:"+cmd); } return sb.toString(); } catch (java.lang.NullPointerException e) { throw new BaseException(e); } catch (java.io.IOException e) { throw new BaseException(e); }finally{ if (null != normalReader) { try { normalReader.close(); } catch (IOException e) { logger.error("流文件關(guān)閉異常:", e); } } if (null != errorReader) { try { errorReader.close(); } catch (IOException e) { logger.error("流文件關(guān)閉異常:", e); } } if (null != process) { process.destroy(); } } }
Java中死鎖的簡單例子及其避免
死鎖:當一個線程永遠地持有一個鎖,并且其他線程都嘗試獲得這個鎖時,那么它們將永遠被阻塞。
比如,線程1已經(jīng)持有了A鎖并想要獲得B鎖的同時,線程2持有B鎖并嘗試獲取A鎖,那么這兩個線程將永遠地等待下去。
我們來看一個死鎖的簡單例子
public class DeadLockTest { private static Object A = new Object(), B = new Object(); public static void main(String[] args) { new Thread(() -> { System.out.println("線程1開始執(zhí)行..."); synchronized (A) { try { System.out.println("線程1拿到A鎖"); //休眠兩秒讓線程2有時間拿到B鎖 Thread.sleep(2000); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } synchronized (B) { System.out.println("線程1拿到B鎖"); } } }).start(); new Thread(() -> { System.out.println("線程2開始執(zhí)行..."); synchronized (B) { try { System.out.println("線程2拿到B鎖"); //休眠兩秒讓線程1有時間拿到A鎖 Thread.sleep(2000); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } synchronized (A) { System.out.println("線程2拿到A鎖"); } } }).start(); } }
運行結(jié)果:
從運行結(jié)果可看到,線程1拿到了A鎖,并嘗試去獲取B鎖,與此同時線程2拿到了B鎖并嘗試去獲取A鎖,此時線程1和線程2就陷入了無限的等待,形成死鎖。
那么要怎么預(yù)防死鎖呢?
下面介紹幾個常見方法:
1、避免一個線程同時獲取多個鎖
2、避免一個線程在鎖內(nèi)同時占用多個資源,盡量保證每個鎖只占用一個資源
3、嘗試使用定時鎖,使用lock.tryLock來代替使用內(nèi)置鎖。
以上為個人經(jīng)驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。
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