关于Process的waitFor死锁问题及解决方案
作者：qq_21875331
Process的waitFor死锁问题
1、发现问题
在实际开发中，进行文件操作时，使用Process对文件进行解压操作，程序执行过程中会出现一直卡在那的问题。
2、原因查找
问题在缓冲区这个地方：可执行程序的标准输出比较多，而运行窗口的标准缓冲区不够大，所以发生阻塞。接着来分析缓冲区，当Runtime对象调用exec(cmd)后，JVM会启动一个子进程，该进程会与JVM进程建立三个管道连接：标准输入，标准输出和标准错误流。假设该程序不断在向标准输出流和标准错误流写数据，而JVM不读取的话，当缓冲区满之后将无法继续写入数据，最终造成阻塞在waitfor()这里。
程序运行过程产生等待分析：
（1）、当我们使用Runtime.exec执行命令时，JAVA的线程会创建一个子进程，用于执行命令，而且子进程和JAVA线程会分别独立运行。
（2）、JAVA线程需要等待命令的执行完成，对命令的日志和返回值进行处理，所以在JAVA线程中调用Process.waitFor挂起来等待子进程完成。
（3）、子线程执行时，不断的打印日志信息，我们通过Process.getInputStream和Process.getErrorStream进行获取正常输出日志和错误日志进行处理,也即是读数据。
（4）、这个时候子进程不断的向JAVA线程写入数据，而JAVA线程调用Process.waitFor后已经阻塞挂起，而子进程在不断的向JAVA线程进行写入数据，当我们的Process.getInputStream的buffer缓冲区被写满，JAVA线程依然挂起并未消费buffer中的数据，导致子进程无法继续向buffer缓冲区中继续写入数据，导致子进程也挂起。
（5）、这个时候JAVA线程和子进程都处于挂起的状态，JAVA线程等待子进程的结束，子进程等待JAVA线程对buffer缓冲区中的数据进行消费。两者在相互等待导致死锁。
3、造成死锁原理图
问题代码
public static String cmd(String cmd) throws InterruptedException {
try {
// 使用Runtime来执行command，生成Process对象
Process process = Runtime.getRuntime().exec(
new String[] { "/bin/sh", "-c", cmd });
int exitCode = process.waitFor();
// 取得命令结果的输出流
InputStream is = process.getInputStream();
// 用一个读输出流类去读
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
// 用缓冲器读行
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;
}
这段代码会产生死锁的原因是， BufferedReader br = new BufferedReader(isr);放在了process.waitFor();之后执行，并不能有效的清空缓冲区，还是会造成缓冲区满，造成阻塞。
解决方案
知道问题原因就号解决了
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 });
/*
启动读取buffer缓冲区子线程,避免buffer缓冲区被写满,导致线程等待问题
*/
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("脚本文件执行信息ErrorStream:{}", errorLine);
}
// 等待程序执行结束并输出状态
int exitCode = process.waitFor();
if (0 == exitCode) {
logger.info("脚本文件执行成功!");
} else {
logger.error("脚本文件执行失败:{}",cmd);
throw new BaseException("脚本文件执行失败:"+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("流文件关闭异常：", e);
}
}
if (null != errorReader) {
try {
errorReader.close();
} catch (IOException e) {
logger.error("流文件关闭异常：", e);
}
}
if (null != process) {
process.destroy();
}
}
}
Java中死锁的简单例子及其避免
死锁：当一个线程永远地持有一个锁，并且其他线程都尝试获得这个锁时，那么它们将永远被阻塞。
比如，线程1已经持有了A锁并想要获得B锁的同时，线程2持有B锁并尝试获取A锁，那么这两个线程将永远地等待下去。
我们来看一个死锁的简单例子
public class DeadLockTest
{
private static Object A = new Object(), B = new Object();
public static void main(String[] args)
{
new Thread(() -> {
System.out.println("线程1开始执行...");
synchronized (A)
{
try
{
System.out.println("线程1拿到A锁");
//休眠两秒让线程2有时间拿到B锁
Thread.sleep(2000);
} catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
synchronized (B)
{
System.out.println("线程1拿到B锁");
}
}
}).start();
new Thread(() -> {
System.out.println("线程2开始执行...");
synchronized (B)
{
try
{
System.out.println("线程2拿到B锁");
//休眠两秒让线程1有时间拿到A锁
Thread.sleep(2000);
} catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
synchronized (A)
{
System.out.println("线程2拿到A锁");
}
}
}).start();
}
}
运行结果：
从运行结果可看到，线程1拿到了A锁，并尝试去获取B锁，与此同时线程2拿到了B锁并尝试去获取A锁，此时线程1和线程2就陷入了无限的等待，形成死锁。
那么要怎么预防死锁呢？
下面介绍几个常见方法：
1、避免一个线程同时获取多个锁
2、避免一个线程在锁内同时占用多个资源，尽量保证每个锁只占用一个资源
3、尝试使用定时锁，使用lock.tryLock来代替使用内置锁。
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。