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在編寫Java程序時(shí)，有時(shí)候需要在Java程序中執(zhí)行另外一個(gè)程序。

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1、啟動(dòng)程序
Java提供了兩種方法用來啟動(dòng)其它程序：

（1）使用Runtime的exec()方法

（2）使用ProcessBuilder的start()方法

不管在哪種操作系統(tǒng)下，程序具有基本類似的一些屬性。一個(gè)程序啟動(dòng)后就程序操作系統(tǒng)的一個(gè)進(jìn)程，進(jìn)程在執(zhí)行的時(shí)候有自己的環(huán)境變量、有自己的工作目錄。Runtime和ProcessBuilder提供了不同的方式來啟動(dòng)程序，設(shè)置啟動(dòng)參數(shù)、環(huán)境變量和工作目錄。

能夠在Java中執(zhí)行的外部程序，必須是一個(gè)實(shí)際存在的可執(zhí)行文件，對(duì)于shell下的內(nèi)嵌命令是不能直接執(zhí)行的。
采用Runtime的exec執(zhí)行程序時(shí)，首先要使用Runtime的靜態(tài)方法得到一個(gè)Runtime，然后調(diào)用Runtime的exec方法?？梢詫⒁獔?zhí)行的外部程序和啟動(dòng)參數(shù)、環(huán)境變量、工作目錄作為參數(shù)傳遞給exec方法，該方法執(zhí)行后返回一個(gè)Process代表所執(zhí)行的程序。

Runtime有六個(gè)exec方法，其中兩個(gè)的定義為：

public Process exec(String[] cmdarray, String[] envp, File dir)

public Process exec(String command, String[] envp, File dir)

cmdarray和command為要執(zhí)行的命令，可以將命令和參數(shù)作為一個(gè)字符串command傳遞給exec()方法，也可以將命令和參數(shù)一個(gè)一個(gè)的方在數(shù)組cmdarray里傳遞給exec()方法。

envp為環(huán)境變量，以name=value的形式放在數(shù)組中。dir為工作目錄。

可以不要dir參數(shù)，或者不要envp和dir參數(shù)，這樣就多出了其它4個(gè)exec()方法。如果沒有dir參數(shù)或者為null，那么新啟動(dòng)的進(jìn)程就繼承當(dāng)前java進(jìn)程的工作目錄。如果沒有envp參數(shù)或者為null，那么新啟動(dòng)的進(jìn)程就繼承當(dāng)前java進(jìn)程的環(huán)境變量。

也可以使用ProcessBuilder類啟動(dòng)一個(gè)新的程序，該類是后來添加到JDK中的，而且被推薦使用。通過構(gòu)造函數(shù)設(shè)置要執(zhí)行的命令以及參數(shù)，或者也可以通過command()方法獲取命令信息后在進(jìn)行設(shè)置。通過directory(File directory) 方法設(shè)置工作目錄，通過environment()獲取環(huán)境變量信息來修改環(huán)境變量。

在使用ProcessBuilder構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新實(shí)例，設(shè)置環(huán)境變量、工作目錄后，可以通過start()方法來啟動(dòng)新程序，與Runtime的exec()方法一樣，該方法返回一個(gè)Process對(duì)象代表啟動(dòng)的程序。

ProcessBuilder與Runtime.exec()方法的不同在于ProcessBuilder提供了redirectErrorStream(boolean redirectErrorStream) 方法，該方法用來將進(jìn)程的錯(cuò)誤輸出重定向到標(biāo)準(zhǔn)輸出里。即可以將錯(cuò)誤輸出都將與標(biāo)準(zhǔn)輸出合并。

2、Process

不管通過那種方法啟動(dòng)進(jìn)程后，都會(huì)返回一個(gè)Process類的實(shí)例代表啟動(dòng)的進(jìn)程，該實(shí)例可用來控制進(jìn)程并獲得相關(guān)信息。Process 類提供了執(zhí)行從進(jìn)程輸入、執(zhí)行輸出到進(jìn)程、等待進(jìn)程完成、檢查進(jìn)程的退出狀態(tài)以及銷毀（殺掉）進(jìn)程的方法：

（1） void destroy()
殺掉子進(jìn)程。
一般情況下，該方法并不能殺掉已經(jīng)啟動(dòng)的進(jìn)程，不用為好。

（2） int exitValue()
返回子進(jìn)程的出口值。
只有啟動(dòng)的進(jìn)程執(zhí)行完成、或者由于異常退出后，exitValue()方法才會(huì)有正常的返回值，否則拋出異常。

（3）InputStream getErrorStream()
獲取子進(jìn)程的錯(cuò)誤流。
如果錯(cuò)誤輸出被重定向，則不能從該流中讀取錯(cuò)誤輸出。

（4）InputStream getInputStream()
獲取子進(jìn)程的輸入流。
可以從該流中讀取進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸出。

（5）OutputStream getOutputStream()
獲取子進(jìn)程的輸出流。
寫入到該流中的數(shù)據(jù)作為進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸入。

（6） int waitFor()
導(dǎo)致當(dāng)前線程等待，如有必要，一直要等到由該 Process 對(duì)象表示的進(jìn)程已經(jīng)終止。
        
通過該類提供的方法，可以實(shí)現(xiàn)與啟動(dòng)的進(jìn)程之間通信，達(dá)到交互的目的。

３、從標(biāo)準(zhǔn)輸出和錯(cuò)誤輸出流讀取信息

從啟動(dòng)其他程序的Java進(jìn)程看，已啟動(dòng)的其他程序輸出就是一個(gè)普通的輸入流，可以通過getInputStream()和getErrorStream來獲取。

對(duì)于一般輸出文本的進(jìn)程來說，可以將InputStream封裝成BufferedReader，然后就可以一行一行的對(duì)進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸出進(jìn)行處理。

４、舉例

（１）Runtime.exec()

（２）ProcessBuilder

import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
   try {
    List
      
        list = new ArrayList
       
        ();
        
    ProcessBuilder pb = null;
        
    Process p = null;
        
    String line = null;
        
    BufferedReader stdout = null;
        
   
        
    //list the files and directorys under C:\
        
    list.add("CMD.EXE");
        
    list.add("/C");
        
    list.add("dir");
        
    pb = new ProcessBuilder(list);
        
    pb.directory(new File("C:\\"));
        
    p = pb.start();
        
   
        
    stdout = new BufferedReader(new InputStreamReader(p
        
      .getInputStream()));
        
    while ((line = stdout.readLine()) != null) {
        
     System.out.println(line);
        
    }
        
    stdout.close();
       
    
    //echo the value of NAME
    pb = new ProcessBuilder();
    pb.command(new String[] {"CMD.exe", "/C", "echo %NAME%"});
    pb.environment().put("NAME", "TEST");
    p = pb.start();
   
    stdout = new BufferedReader(new InputStreamReader(p
      .getInputStream()));
    while ((line = stdout.readLine()) != null) {
     System.out.println(line);
    }
    stdout.close();
   } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
   }
}
}

5、獲取進(jìn)程的返回值

通常，一個(gè)程序/進(jìn)程在執(zhí)行結(jié)束后會(huì)向操作系統(tǒng)返回一個(gè)整數(shù)值，0一般代表執(zhí)行成功，非0表示執(zhí)行出現(xiàn)問題。有兩種方式可以用來獲取進(jìn)程的返回值。一是利用waitFor()，該方法是阻塞的，執(zhí)導(dǎo)進(jìn)程執(zhí)行完成后再返回。該方法返回一個(gè)代表進(jìn)程返回值的整數(shù)值。另一個(gè)方法是調(diào)用exitValue()方法，該方法是非阻塞的，調(diào)用立即返回。但是如果進(jìn)程沒有執(zhí)行完成，則拋出異常。

6、阻塞的問題

由Process代表的進(jìn)程在某些平臺(tái)上有時(shí)候并不能很好的工作，特別是在對(duì)代表進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸入流、輸出流和錯(cuò)誤輸出進(jìn)行操作時(shí)，如果使用不慎，有可能導(dǎo)致進(jìn)程阻塞，甚至死鎖。

如果將以上事例中的從標(biāo)準(zhǔn)輸出重讀取信息的語句修改為從錯(cuò)誤輸出流中讀取：

stdout = new BufferedReader(new InputStreamReader(p
.getErrorStream()));

那么程序?qū)l(fā)生阻塞，不能執(zhí)行完成，而是hang在那里。

當(dāng)進(jìn)程啟動(dòng)后，就會(huì)打開標(biāo)準(zhǔn)輸出流和錯(cuò)誤輸出流準(zhǔn)備輸出，當(dāng)進(jìn)程結(jié)束時(shí)，就會(huì)關(guān)閉他們。在以上例子中，錯(cuò)誤輸出流沒有數(shù)據(jù)要輸出，標(biāo)準(zhǔn)輸出流中有數(shù)據(jù)輸出。由于標(biāo)準(zhǔn)輸出流中的數(shù)據(jù)沒有被讀取，進(jìn)程就不會(huì)結(jié)束，錯(cuò)誤輸出流也就不會(huì)被關(guān)閉，因此在調(diào)用readLine()方法時(shí)，整個(gè)程序就會(huì)被阻塞。為了解決這個(gè)問題，可以根據(jù)輸出的實(shí)際先后，先讀取標(biāo)準(zhǔn)輸出流，然后讀取錯(cuò)誤輸出流。

但是，很多時(shí)候不能很明確的知道輸出的先后，特別是要操作標(biāo)準(zhǔn)輸入的時(shí)候，情況就會(huì)更為復(fù)雜。這時(shí)候可以采用線程來對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸出、錯(cuò)誤輸出和標(biāo)準(zhǔn)輸入進(jìn)行分別處理，根據(jù)他們之間在業(yè)務(wù)邏輯上的關(guān)系決定讀取那個(gè)流或者寫入數(shù)據(jù)。

針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸出流和錯(cuò)誤輸出流所造成的問題，可以使用ProcessBuilder的redirectErrorStream()方法將他們合二為一，這時(shí)候只要讀取標(biāo)準(zhǔn)輸出的數(shù)據(jù)就可以了。

當(dāng)在程序中使用Process的waitFor()方法時(shí)，特別是在讀取之前調(diào)用waitFor()方法時(shí)，也有可能造成阻塞。可以用線程的方法來解決這個(gè)問題，也可以在讀取數(shù)據(jù)后，調(diào)用waitFor()方法等待程序結(jié)束。

總之，解決阻塞的方法應(yīng)該有兩種：

（1）使用ProcessBuilder類，利用redirectErrorStream方法將標(biāo)準(zhǔn)輸出流和錯(cuò)誤輸出流合二為一，在用start()方法啟動(dòng)進(jìn)程后，先從標(biāo)準(zhǔn)輸出中讀取數(shù)據(jù)，然后調(diào)用waitFor()方法等待進(jìn)程結(jié)束。

如：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Test3 {
public static void main(String[] args) {
   try {
    List
      
        list = new ArrayList
       
        ();
        
    ProcessBuilder pb = null;
        
    Process p = null;
        
    String line = null;
        
    BufferedReader stdout = null;
        
   
        
    //list the files and directorys under C:\
        
    list.add("CMD.EXE");
        
    list.add("/C");
        
    list.add("dir");
        
    pb = new ProcessBuilder(list);
        
    pb.directory(new File("C:\\"));
        
    //merge the error output with the standard output
        
    pb.redirectErrorStream(true);
        
    p = pb.start();
        
   
        
    //read the standard output
        
    stdout = new BufferedReader(new InputStreamReader(p
        
      .getInputStream()));
        
    while ((line = stdout.readLine()) != null) {
        
     System.out.println(line);
        
    }
        
    int ret = p.waitFor();
        
    System.out.println("the return code is " + ret);
        
   
        
    stdout.close();
       
    
   } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
   }
}
}

（2）使用線程

import java.util.*;
import java.io.*;
class StreamWatch extends Thread {
InputStream is;
String type;
List
      
        output = new ArrayList
       
        ();
       
    
boolean debug = false;
StreamWatch(InputStream is, String type) {
   this(is, type, false);
}
StreamWatch(InputStream is, String type, boolean debug) {
   this.is = is;
   this.type = type;
   this.debug = debug;
}
public void run() {
   try {
    PrintWriter pw = null;
    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
    BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
    String line = null;
    while ((line = br.readLine()) != null) {
     output.add(line);
     if (debug)
      System.out.println(type + ">" + line);
    }
    if (pw != null)
     pw.flush();
   } catch (IOException ioe) {
    ioe.printStackTrace();
   }
}
public List
      
        getOutput() {
       
   return output;
       
}
       
}
    
public class Test5 {
public static void main(String args[]) {
   try {
    List
      
        list = new ArrayList
       
        ();
        
    ProcessBuilder pb = null;
        
    Process p = null;
       
    
    // list the files and directorys under C:\
    list.add("CMD.EXE");
    list.add("/C");
    list.add("dir");
    pb = new ProcessBuilder(list);
    pb.directory(new File("C:\\"));
    p = pb.start();
    // process error and output message
    StreamWatch errorWatch = new StreamWatch(p.getErrorStream(),
      "ERROR");
    StreamWatch outputWatch = new StreamWatch(p.getInputStream(),
      "OUTPUT");
    // start to watch
    errorWatch.start();
    outputWatch.start();
    //wait for exit
    int exitVal = p.waitFor();
    //print the content from ERROR and OUTPUT
    System.out.println("ERROR: " + errorWatch.getOutput());
    System.out.println("OUTPUT: " + outputWatch.getOutput());
   
    System.out.println("the return code is " + exitVal);
   } catch (Throwable t) {
    t.printStackTrace();
   }
}
}

7、在Java中執(zhí)行Java程序

執(zhí)行一個(gè)Java程序的關(guān)鍵在于：

（1）知道JAVA虛擬機(jī)的位置，即java.exe或者java的路徑

（2）知道要執(zhí)行的java程序的位置

（3）知道該程序所依賴的其他類的位置

舉一個(gè)例子，一目了然。

（1）待執(zhí)行的Java類

public class MyTest {

public static void main(String[] args) {

   System.out.println("OUTPUT one");

   System.out.println("OUTPUT two");

   System.err.println("ERROR 1");

   System.err.println("ERROR 2"); 

   for(int i = 0; i < args.length; i++)

   {

    System.out.printf("args[%d] = %s.", i, args[i]);

   }

}

}

（2）執(zhí)行該類的程序

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