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關(guān)于Process的waitFor死鎖問(wèn)題及解決方案

 更新時(shí)間：2021年12月14日 08:49:59   作者：qq_21875331  
這篇文章主要介紹了關(guān)于Process的waitFor死鎖問(wèn)題及解決方案，具有很好的參考價(jià)值，希望對(duì)大家有所幫助。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教

Process的waitFor死鎖問(wèn)題

1、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，進(jìn)行文件操作時(shí)，使用Process對(duì)文件進(jìn)行解壓操作，程序執(zhí)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一直卡在那的問(wèn)題。

2、原因查找

問(wèn)題在緩沖區(qū)這個(gè)地方：可執(zhí)行程序的標(biāo)準(zhǔn)輸出比較多，而運(yùn)行窗口的標(biāo)準(zhǔn)緩沖區(qū)不夠大，所以發(fā)生阻塞。接著來(lái)分析緩沖區(qū)，當(dāng)Runtime對(duì)象調(diào)用exec(cmd)后，JVM會(huì)啟動(dòng)一個(gè)子進(jìn)程，該進(jìn)程會(huì)與JVM進(jìn)程建立三個(gè)管道連接：標(biāo)準(zhǔn)輸入，標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤流。假設(shè)該程序不斷在向標(biāo)準(zhǔn)輸出流和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤流寫(xiě)數(shù)據(jù)，而JVM不讀取的話，當(dāng)緩沖區(qū)滿之后將無(wú)法繼續(xù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)，最終造成阻塞在waitfor()這里。

程序運(yùn)行過(guò)程產(chǎn)生等待分析：

（1）、當(dāng)我們使用Runtime.exec執(zhí)行命令時(shí)，JAVA的線程會(huì)創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程，用于執(zhí)行命令，而且子進(jìn)程和JAVA線程會(huì)分別獨(dú)立運(yùn)行。

（2）、JAVA線程需要等待命令的執(zhí)行完成，對(duì)命令的日志和返回值進(jìn)行處理，所以在JAVA線程中調(diào)用Process.waitFor掛起來(lái)等待子進(jìn)程完成。

（3）、子線程執(zhí)行時(shí)，不斷的打印日志信息，我們通過(guò)Process.getInputStream和Process.getErrorStream進(jìn)行獲取正常輸出日志和錯(cuò)誤日志進(jìn)行處理,也即是讀數(shù)據(jù)。

（4）、這個(gè)時(shí)候子進(jìn)程不斷的向JAVA線程寫(xiě)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(jìn)程在不斷的向JAVA線程進(jìn)行寫(xiě)入數(shù)據(jù)，當(dāng)我們的Process.getInputStream的buffer緩沖區(qū)被寫(xiě)滿，JAVA線程依然掛起并未消費(fèi)buffer中的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致子進(jìn)程無(wú)法繼續(xù)向buffer緩沖區(qū)中繼續(xù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)，導(dǎo)致子進(jìn)程也掛起。

（5）、這個(gè)時(shí)候JAVA線程和子進(jìn)程都處于掛起的狀態(tài)，JAVA線程等待子進(jìn)程的結(jié)束，子進(jìn)程等待JAVA線程對(duì)buffer緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行消費(fèi)。兩者在相互等待導(dǎo)致死鎖。

3、造成死鎖原理圖

在這里插入圖片描述

問(wèn)題代碼

public static String cmd(String cmd) throws InterruptedException  {
        try {
                // 使用Runtime來(lái)執(zhí)行command，生成Process對(duì)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(gè)讀輸出流類(lèi)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(huì)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(huì)造成緩沖區(qū)滿，造成阻塞。

解決方案

知道問(wèn)題原因就號(hào)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(dòng)讀取buffer緩沖區(qū)子線程,避免buffer緩沖區(qū)被寫(xiě)滿,導(dǎo)致線程等待問(wèn)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(jiǎn)單例子及其避免

死鎖：當(dāng)一個(gè)線程永遠(yuǎn)地持有一個(gè)鎖，并且其他線程都嘗試獲得這個(gè)鎖時(shí)，那么它們將永遠(yuǎn)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(shí)，線程2持有B鎖并嘗試獲取A鎖，那么這兩個(gè)線程將永遠(yuǎn)地等待下去。

我們來(lái)看一個(gè)死鎖的簡(jiǎn)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(kāi)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(shí)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(kāi)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(shí)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(yùn)行結(jié)果：

從運(yùn)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(shí)線程2拿到了B鎖并嘗試去獲取A鎖，此時(shí)線程1和線程2就陷入了無(wú)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(gè)常見(jiàn)方法：

1、避免一個(gè)線程同時(shí)獲取多個(gè)鎖

2、避免一個(gè)線程在鎖內(nèi)同時(shí)占用多個(gè)資源，盡量保證每個(gè)鎖只占用一個(gè)資源

3、嘗試使用定時(shí)鎖，使用lock.tryLock來(lái)代替使用內(nèi)置鎖。

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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