Java，子進程和未讀輸出流：它何時死鎖？

在使用Runtime.exec()在java中創建子進程時，我知道必須填充輸入/輸出流以防止對子進程進行阻塞。Java，子進程和未讀輸出流：它何時死鎖？

有趣的是，Process的Javadoc指出一點點：

...failure to promptly write the input stream or read the output stream of 
the subprocess may cause the subprocess to block, and even deadlock.

我想知道，在這種情況下，子進程就可以也死鎖！

問題：
1.在哪些情況下會死鎖？
2.它爲什麼會陷入僵局？
3.你能提供一個簡短的例子程序來顯示這個死鎖嗎？
4.這個死鎖是OS中的一個錯誤嗎？

來源

2012-02-21 MRalwasser

+1 ... *（不是你的問題的答案，因此評論）* ...請注意，很久以前（當我讀*「當Runtime.exec不會」* IIRC），我決定通過立即從Runtime.exec'ed shell腳本分支/退出並將第二個shell腳本的任何輸出重定向到臨時文件（然後從Java解析這些臨時文件）來完全避免該問題。這是殘酷的，但它的作品（我已經在Linux和OS X上做過...不知道Windows）：） – TacticalCoder 2012-02-21 16:17:18

當讀取任何輸出之前，父級嘗試將太多數據發送到其子級的輸入流時，會由於緩衝區大小有限而發生死鎖。

考慮以下代碼：

final int LINES = 10; 
// "tr" is a Unix command that translates characters; 
// Here, for every line it reads, it will output a line with 
// every 'a' character converted to 'A'. But any command that outputs 
// something for every line it reads (like 'cat') will work here 
Process p = Runtime.getRuntime().exec("tr a A"); 
Writer out = new OutputStreamWriter(p.getOutputStream()); 
for (int i = 0; i < LINES; i++) { 
    out.write("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz\n"); 
} 
out.close(); 
// Read all the output from the process and write it to stdout 
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(p.getInputStream())); 
String line; 
while ((line = in.readLine()) != null) { 
    System.out.println(line); 
}

爲lines，這將正常工作的小值;在我們開始閱讀之前，所有的tr的輸出都可以放入OS緩衝區。但是，對於較大的值（> 10000應該足夠），OS緩衝區將填滿;在tr命令中，對write的調用將被阻塞，等待緩衝區被排空，並且Java代碼正在寫入的緩衝區將被填滿（因爲tr被阻止，從而阻止其從輸入讀取），從而阻止我們的調用out.write，導致死鎖，其中兩個進程正在等待寫入未被主動讀取的完整緩衝區。

這個死鎖不是操作系統中的一個bug，因爲進程間通信的有限緩衝區大小是故意的設計決定。另一種方法（無限緩衝區的大小）有一些缺點：

可能會耗盡內核內存
爲了避免上述情況，如果緩衝區自動「溢出」到磁盤，這會導致不可預知的性能，並有可能填補磁盤。

順便說一句，死鎖也可能發生由於在進程緩衝區。假設，爲了試圖解決上述的死鎖問題，我們將Java代碼改爲寫一行，然後交替讀一行。但是，it's common for Linux processes to not flush after every line when they're not writing directly to a terminal。因此，tr可能會讀取一行，並將其寫入其libc輸出緩衝區，而不是等待下一行被寫入 - 而我們的Java代碼將阻止等待tr輸出一行。

來源

2012-12-19 03:11:45 Miles

死鎖總是涉及至少2個參與者。因此，不是單獨的子進程可能會死鎖，而是父進程和子進程的組合。

有關示例：

子過程要讀取的線，並處理和打印結果。父進程認爲它可以先從子進程讀取輸出，然後才向其提供輸入。

結果：死鎖，兩個進程都在等待來自另一個進程的輸入。

因此，不，它不是操作系統中的錯誤，而是（父）過程中的邏輯錯誤。

來源

2012-02-21 15:48:40 Ingo

我不確定這種問題是否由javadoc打算 - 您的問題描述的是併發環境中的一般同步問題，但與java/Process類無關。 javadoc還表示，這隻會發生在「僅提供有限緩衝區大小的某些本地平臺上」，而您描述的情況會阻止所有操作系統。 – MRalwasser 2012-02-21 15:59:51

@MRalwaser - 如果是這樣的話，我確實會認爲它是操作系統中的一個bug。「及時」的含義並不明確。只要溝通按照正確的順序完成，不論我是「及時」執行還是2天后執行，都無關緊要。 – Ingo 2012-02-21 16:07:03

Java，子進程和未讀輸出流：它何時死鎖？

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