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,而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
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();
}
}
}