Java，子进程和未读输出流：它何时死锁？

在使用Runtime.exec()在java中创建子进程时，我知道必须填充输入/输出流以防止对子进程进行阻塞。Java，子进程和未读输出流：它何时死锁？

有趣的是，Process的Javadoc指出一点点：

...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，在这种情况下，子进程就可以也死锁！

问题：
1.在哪些情况下会死锁？
2.它为什么会陷入僵局？
3.你能提供一个简短的例子程序来显示这个死锁吗？
4.这个死锁是OS中的一个错误吗？

来源

2012-02-21 MRalwasser

+1 ... *（不是你的问题的答案，因此评论）* ...请注意，很久以前（当我读*“当Runtime.exec不会”* IIRC），我决定通过立即从Runtime.exec'ed shell脚本分支/退出并将第二个shell脚本的任何输出重定向到临时文件（然后从Java解析这些临时文件）来完全避免该问题。这是残酷的，但它的作品（我已经在Linux和OS X上做过...不知道Windows）：） – TacticalCoder 2012-02-21 16:17:18

当读取任何输出之前，父级尝试将太多数据发送到其子级的输入流时，会由于缓冲区大小有限而发生死锁。

考虑以下代码：

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); 
}

为lines，这将正常工作的小值;在我们开始阅读之前，所有的tr的输出都可以放入OS缓冲区。但是，对于较大的值（> 10000应该足够），OS缓冲区将填满;在tr命令中，对write的调用将被阻塞，等待缓冲区被排空，并且Java代码正在写入的缓冲区将被填满（因为tr被阻止，从而阻止其从输入读取），从而阻止我们的调用out.write，导致死锁，其中两个进程正在等待写入未被主动读取的完整缓冲区。

这个死锁不是操作系统中的一个bug，因为进程间通信的有限缓冲区大小是故意的设计决定。另一种方法（无限缓冲区的大小）有一些缺点：

可能会耗尽内核内存
为了避免上述情况，如果缓冲区自动“溢出”到磁盘，这会导致不可预知的性能，并有可能填补磁盘。

顺便说一句，死锁也可能发生由于在进程缓冲区。假设，为了试图解决上述的死锁问题，我们将Java代码改为写一行，然后交替读一行。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可能会读取一行，并将其写入其libc输出缓冲区，而不是等待下一行被写入 - 而我们的Java代码将阻止等待tr输出一行。

来源

2012-12-19 03:11:45 Miles

死锁总是涉及至少2个参与者。因此，不是单独的子进程可能会死锁，而是父进程和子进程的组合。

有关示例：

子过程要读取的线，并处理和打印结果。父进程认为它可以先从子进程读取输出，然后才向其提供输入。

结果：死锁，两个进程都在等待来自另一个进程的输入。

因此，不，它不是操作系统中的错误，而是（父）过程中的逻辑错误。

来源

2012-02-21 15:48:40 Ingo

我不确定这种问题是否由javadoc打算 - 您的问题描述的是并发环境中的一般同步问题，但与java/Process类无关。 javadoc还表示，这只会发生在“仅提供有限缓冲区大小的某些本地平台上”，而您描述的情况会阻止所有操作系统。 – MRalwasser 2012-02-21 15:59:51

@MRalwaser - 如果是这样的话，我确实会认为它是操作系统中的一个bug。 “及时”的含义并不明确。只要沟通按照正确的顺序完成，不论我是“及时”执行还是2天后执行，都无关紧要。 – Ingo 2012-02-21 16:07:03

Java，子进程和未读输出流：它何时死锁？

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