使用Runtime 調(diào)用Process.waitfor導(dǎo)致的阻塞問(wèn)題

更新時(shí)間：2021年12月14日 10:00:28 作者：弦上的夢(mèng)

這篇文章主要介紹了使用Runtime 調(diào)用Process.waitfor導(dǎo)致的阻塞問(wèn)題，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

1. 關(guān)于Runtime類的小知識(shí)

Runtime.getRuntime()可以取得當(dāng)前JVM的運(yùn)行時(shí)環(huán)境，這也是在Java中唯一一個(gè)得到運(yùn)行時(shí)環(huán)境的方法
Runtime中的exit方法是退出JVM

2. Runtime的幾個(gè)重要的重載方法

方法名	作用
exec(String command);	在單獨(dú)的進(jìn)程中執(zhí)行指定的字符串命令。
exec(String command, String[] envp)	在指定環(huán)境的單獨(dú)進(jìn)程中執(zhí)行指定的字符串命令。
exec(String[] cmdarray, String[] envp, File dir)	在指定環(huán)境和工作目錄的獨(dú)立進(jìn)程中執(zhí)行指定的命令和變量
exec(String command, String[] envp, File dir)	在有指定環(huán)境和工作目錄的獨(dú)立進(jìn)程中執(zhí)行指定的字符串命令。

Runtime類的重要的方法還有很多，簡(jiǎn)單列舉幾個(gè)

exit(int status)：終止當(dāng)前正在運(yùn)行的 Java 虛擬機(jī)
freeMemory()：返回 Java 虛擬機(jī)中的空閑內(nèi)存量。
load(String filename)：加載作為動(dòng)態(tài)庫(kù)的指定文件名。
loadLibrary(String libname)：加載具有指定庫(kù)名的動(dòng)態(tài)庫(kù)。

3. Runtime的使用方式

錯(cuò)誤的使用exitValue()

  public static void main(String[] args) throws IOException {
        String command = "ping www.baidu.com";
        Process process = Runtime.getRuntime().exec(command);
        int i = process.exitValue();
        System.out.println("字進(jìn)程退出值："+i);
    }

輸出：

Exception in thread "main" java.lang.IllegalThreadStateException: process has not exited
at java.lang.ProcessImpl.exitValue(ProcessImpl.java:443)
at com.lirong.think.runtime.ProcessUtils.main(ProcessUtils.java:26)

原因：

exitValue()方法是非阻塞的，在調(diào)用這個(gè)方法時(shí)cmd命令并沒(méi)有返回所以引起異常。阻塞形式的方法是waitFor，它會(huì)一直等待外部命令執(zhí)行完畢，然后返回執(zhí)行的結(jié)果。

修改后的版本：

  public static void main(String[] args) throws IOException {
        String command = "javac";
        Process process = Runtime.getRuntime().exec(command);
        process.waitFor();
        process.destroy();
        int i = process.exitValue();
        System.out.println("字進(jìn)程退出值："+i);
    }

此版本已然可以正常運(yùn)行，但當(dāng)主線程和子線程有很多交互的時(shí)候還是會(huì)出問(wèn)題，會(huì)出現(xiàn)卡死的情況。

4. 卡死原因

主進(jìn)程中調(diào)用Runtime.exec會(huì)創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程，用于執(zhí)行cmd命令。子進(jìn)程創(chuàng)建后會(huì)和主進(jìn)程分別獨(dú)立運(yùn)行。
因?yàn)橹鬟M(jìn)程需要等待腳本執(zhí)行完成，然后對(duì)命令返回值或輸出進(jìn)行處理，所以這里主進(jìn)程調(diào)用Process.waitfor等待子進(jìn)程完成。
運(yùn)行此cmd命令可以知道：子進(jìn)程執(zhí)行過(guò)程就是打印信息。主進(jìn)程中可以通過(guò)Process.getInputStream和Process.getErrorStream獲取并處理。
這時(shí)候子進(jìn)程不斷向主進(jìn)程發(fā)生數(shù)據(jù)，而主進(jìn)程調(diào)用Process.waitfor后已掛起。當(dāng)前子進(jìn)程和主進(jìn)程之間的緩沖區(qū)塞滿后，子進(jìn)程不能繼續(xù)寫數(shù)據(jù)，然后也會(huì)掛起。
這樣子進(jìn)程等待主進(jìn)程讀取數(shù)據(jù)，主進(jìn)程等待子進(jìn)程結(jié)束，兩個(gè)進(jìn)程相互等待，最終導(dǎo)致死鎖。

5. 解決方案

不斷的讀取消耗緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，以至子進(jìn)程不會(huì)掛起，下面是具體代碼：

/**
 * @author lirong
 * @desc CMD命令測(cè)試
 * @date 2019/06/13 20:50
 */
@Slf4j
public class ProcessUtils {
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        String command = "ping www.baidu.com";
        Process process = Runtime.getRuntime().exec(command);
        readStreamInfo(process.getInputStream(), process.getErrorStream());
        int exit = process.waitFor();
        process.destroy();
        if (exit == 0) {
            log.debug("子進(jìn)程正常完成");
        } else {
            log.debug("子進(jìn)程異常結(jié)束");
        }
    }
    /**
     * 讀取RunTime.exec運(yùn)行子進(jìn)程的輸入流 和 異常流
     * @param inputStreams 輸入流
     */
    public static void readStreamInfo(InputStream... inputStreams){
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(inputStreams.length);
        for (InputStream in : inputStreams) {
            executorService.execute(new MyThread (in));
        }
        executorService.shutdown();
    }
}
/**
 * @author lirong
 * @desc
 * @date 2019/06/13 21:25
 */
@Slf4j
public class MyThread implements Runnable {
    private InputStream in;
    public MyThread(InputStream in){
        this.in = in;
    }
    @Override
    public void run() {
        try{
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(in, "GBK"));
            String line = null;
            while((line = br.readLine())!=null){
                log.debug(" inputStream: " + line);
            }
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                in.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

寫到這里大家以為都結(jié)束了哇，并沒(méi)有，哈哈哈，真實(shí)的生成環(huán)境總能給你帶來(lái)很多神奇的問(wèn)題，Runtime不僅可以直接調(diào)用CMD執(zhí)行命令，還可以調(diào)用其他.exe程序執(zhí)行命令。

所以縱使你讀取了緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，你的程序依然可能會(huì)被卡死，因?yàn)橛锌赡苣愕木彌_區(qū)根本就沒(méi)有數(shù)據(jù)，而是你的.exe程序卡主了。嗯，所以為你以防萬(wàn)一，你還需要設(shè)置超時(shí)。

6. Runtime最優(yōu)雅的調(diào)用方式

/**
 * @author lirong
 * @desc
 * @date 2019/06/13 20:50
 */
@Slf4j
public class ProcessUtils {
   /**
     * @param timeout 超時(shí)時(shí)長(zhǎng)
     * @param fileDir 所運(yùn)行程序路徑
     * @param command 程序所要執(zhí)行的命令
     * 運(yùn)行一個(gè)外部命令，返回狀態(tài).若超過(guò)指定的超時(shí)時(shí)間，拋出TimeoutException
     */
    public static int executeProcess(final long timeout, File fileDir, final String[] command)
            throws IOException, InterruptedException, TimeoutException {
        Process process = Runtime.getRuntime().exec(command, null, fileDir);
        Worker worker = new Worker(process);
        worker.start();
        try {
            worker.join(timeout);
            if (worker.exit != null){
                return worker.exit;
            } else{
                throw new TimeoutException();
            }
        } catch (InterruptedException ex) {
            worker.interrupt();
            Thread.currentThread().interrupt();
            throw ex;
        }
        finally {
            process.destroy();
        }
    }
    
    private static class Worker extends Thread {
        private final Process process;
        private Integer exit;
        private Worker(Process process) {
            this.process = process;
        }
        @Override
        public void run() {
            InputStream errorStream = null;
            InputStream inputStream = null;
            try {
                errorStream = process.getErrorStream();
                inputStream = process.getInputStream();
                readStreamInfo(errorStream, inputStream);
                exit = process.waitFor();
                process.destroy();
                if (exit == 0) {
                    log.debug("子進(jìn)程正常完成");
                } else {
                    log.debug("子進(jìn)程異常結(jié)束");
                }
            } catch (InterruptedException ignore) {
                return;
            }
        }
    }
    /**
     * 讀取RunTime.exec運(yùn)行子進(jìn)程的輸入流 和 異常流
     * @param inputStreams 輸入流
     */
    public static void readStreamInfo(InputStream... inputStreams){
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(inputStreams.length);
        for (InputStream in : inputStreams) {
            executorService.execute(new MyThread(in));
        }
        executorService.shutdown();
    }
}

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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