Process的waitFor死鎖問題如何解決

本篇內容主要講解“Process的waitFor死鎖問題如何解決”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“Process的waitFor死鎖問題如何解決”吧!

Process的waitFor死鎖問題

1、發現問題

在實際開發中，進行文件操作時，使用Process對文件進行解壓操作，程序執行過程中會出現一直卡在那的問題。

2、原因查找

問題在緩沖區這個地方：可執行程序的標準輸出比較多，而運行窗口的標準緩沖區不夠大，所以發生阻塞。接著來分析緩沖區，當Runtime對象調用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。假設該程序不斷在向標準輸出流和標準錯誤流寫數據，而JVM不讀取的話，當緩沖區滿之后將無法繼續寫入數據，最終造成阻塞在waitfor()這里。

程序運行過程產生等待分析：

（1）、當我們使用Runtime.exec執行命令時，JAVA的線程會創建一個子進程，用于執行命令，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線程中調用Process.waitFor掛起來等待子進程完成。

（3）、子線程執行時，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,也即是讀數據。

（4）、這個時候子進程不斷的向JAVA線程寫入數據，而JAVA線程調用Process.waitFor后已經阻塞掛起，而子進程在不斷的向JAVA線程進行寫入數據，當我們的Process.getInputStream的buffer緩沖區被寫滿，JAVA線程依然掛起并未消費buffer中的數據，導致子進程無法繼續向buffer緩沖區中繼續寫入數據，導致子進程也掛起。

（5）、這個時候JAVA線程和子進程都處于掛起的狀態，JAVA線程等待子進程的結束，子進程等待JAVA線程對buffer緩沖區中的數據進行消費。兩者在相互等待導致死鎖。

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;
    }

這段代碼會產生死鎖的原因是， BufferedReader br = new BufferedReader(isr);放在了process.waitFor();之后執行，并不能有效的清空緩沖區，還是會造成緩沖區滿，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緩沖區子線程,避免buffer緩沖區被寫滿,導致線程等待問題
                 */
                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("腳本文件執行信息ErrorStream:{}", errorLine);
                }
                // 等待程序執行結束并輸出狀態
                int exitCode = process.waitFor();
                if (0 == exitCode) {
                    logger.info("腳本文件執行成功!");
                } else {
                    logger.error("腳本文件執行失敗:{}",cmd);
                    throw new BaseException("腳本文件執行失敗:"+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("流文件關閉異常：", e);
                    }
                }
                if (null != errorReader) {
                    try {
                        errorReader.close();
                    } catch (IOException e) {
                        logger.error("流文件關閉異常：", 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();
    }
}

運行結果：

從運行結果可看到，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來代替使用內置鎖。

到此，相信大家對“Process的waitFor死鎖問題如何解決”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！