来源: http://blog.csdn.net/temateroom/article/details/4871949 

使用Process类重定向时出现阻塞的解决方案

标签： outputwinformexceptioninput.net通讯

2009-11-25 16:26 1892人阅读 评论(2)收藏举报

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【摘要】
    使用Process类重定向时遇到死锁问题，对Process的实现机制进行了一番思考，想看全文就点进去吧。

【全文】

[系统环境]
    .Net Framework 1.1，使用C#开发WinForm程序

[问题描述]
    程序中要调用外部程序cmd.exe执行一些命令行，并取得屏幕输出，使用了Process类，基本代码如下：

    Process process = new Process();
    process.StartInfo.FileName = "cmd.exe";
    process.StartInfo.UseShellExecute = false;
    process.StartInfo.RedirectStandardInput = true;
    process.StartInfo.RedirectStandardOutput = true;
    process.StartInfo.RedirectStandardError = true;
    process.StartInfo.CreateNoWindow = true;
    process.Start();

    …………  //一些处理

    process.StandardInput.WriteLine("exit");
    //取输出内容
    String outputString = process.StandardOutput.ReadToEnd();
    process.WaitForExit();
    process.Close();

    实际使用中发现有时程序会无响应，并且是在执行某些特定的命令时才会无响应。跟踪调试发现，问题出在process.StandardOutput.ReadToEnd()上，在这一行按F10，程序不向下执行，也不产生Exception。

[解决过程]
    由于调试时程序不向下执行，猜测ReadToEnd()没有返回，被阻塞住了，查了查MSDN，没有看到有相关内容。又反编了一下mscorlib.dll，看了看StreamReader.ReadToEnd()的实现方法，是这么一段代码：

    public override string ReadToEnd()
    {
        int num1;
        if (this.stream == null)
        {
            __Error.ReaderClosed();
        }
        char[] chArray1 = new char[this.charBuffer.Length];
        StringBuilder builder1 = new StringBuilder(this.charBuffer.Length);
        while ((num1 = this.Read(chArray1, 0, chArray1.Length)) != 0)
        {
            builder1.Append(chArray1, 0, num1);
        }
        return builder1.ToString();
    }

    从中看出ReadToEnd()是利用Read()方法实现的，又去MSDN看了，仍然没有提到Read()是阻塞函数，于是只能上网去查一查相关资料，有人提到了类似的问题，并且给出了解决方法：使用两个线程分别做StandardOutput.ReadToEnd()和StandardError.ReadToEnd()。试了一下，果然可以解决。

[后续思考]
    问题虽然解决，不过原理没有弄明白，还要继续深入。查阅相关资料，大致了解了Process的运作模式，它以子进程的形式启动cmd.exe，如果指定了重定向Input、Output或Error，就建立相应的管道在父子进程之间进行通讯。
    基于这些内容以及关于管道的理解，得到以下几条猜测：
    1、input、output、error的三条管道是相互独立的。
    2、管道有大小，空时不可读，满时不可写。
    3、遇到管道不可读写时，相应的进程会阻塞等待可读写为止。
    4、子进程结束前，output流与error流不会结束。

    这样再翻回来考虑之前遇到的问题，可以猜测无响应时是这样一种情况：
    建立Process时指定了Output和Error都重定向，父子进程间就建立了2条管道，cmd.exe不停输出output与error，分别进入两条管道，对output，管道满后，子进程会停下来等待父进程取走数据，父进程的StandardOutput.ReadToEnd()方法正是取数据的，它在管道空时会处于阻塞状态，有数据时就取走，这样子进程会继续写output。
    但是对于error，父进程没有相应的ReadToEnd()方法，很快error的管道就满了，由于无法写error，子进程会停下来等待，但是父进程永远不读，子进程也就永远不再继续，形成死锁。
    对于不出问题的情况，一定是error管道根本就没有写满，这也就解释了为什么命令的内容决定了是否会出现无响应的情况。

    那么直接在StandardOutput.ReadToEnd()后面加一条StandardError.ReadToEnd()行不行呢？答案是不行的，基于上面的猜测与分析，ReadToEnd()方法是阻塞的，在子进程结束前，output流不会关闭，所以StandardOutput.ReadToEnd()会一直等待，造成后面的StandardError.ReadToEnd()方法根本不被执行，还是会产生死锁。所以解决方案里才提到了要建立2个线程，让两个管道的ReadToEnd()方法独立执行。

    再回来考虑我的程序中的情况，之所以没有去读Error，是因为我根本不关心子进程产生的error输出，所以应该有更简单的方法，就是把process.StartInfo.RedirectStandardError置为false，经测试验证，想法是对的， 这样还避免了使用线程。
    在分析的过程中还对process.WaitForExit()方法产生了兴趣，从msdn的描述来看，它的作用是等待子进程结束，应该也是阻塞的，但在我的程序中它在ReadToEnd()方法后面，是否还有实际作用呢？猜测子进程结束后，ReadToEnd()方法才返回，WaitForExit()方法才被调用，但此时它已没有什么用了，肯定立刻返回，向下执行。跟踪调试了一下，验证了自己的想法，于是干脆去掉了这一句，经验证并没有对运行产生影响。

    以上很大部分都是自己的猜测，并不敢保证准确，也许很多地方理解有误，欢迎各位大牛指正。