1. 概述
在本文中，我们将学习如何从Java应用程序执行shell命令。
首先，我们将使用Runtime类提供的exec()方法。然后，我们将了解更可自定义的ProcessBuilder。
2. 操作系统依赖性
Shell命令依赖于操作系统，因为它们的行为因系统而异。因此，在我们创建任何进程来运行我们的shell命令之前，我们需要了解运行JVM的操作系统。
此外，在Windows上，shell通常称为cmd.exe。相反，在Linux和MacOS上，shell命令是使用/bin/sh运行的。为了在这些不同的机器上兼容，我们可以通过编程方式附加cmd.exe(如果在Windows机器上)或/bin/sh。例如，我们可以通过读取System类的“os.name”属性来检查运行代码的机器是否是Windows机器：
boolean isWindows = System.getProperty("os.name")
.toLowerCase().startsWith("windows");
3. 输入输出
通常，我们需要连接进程的输入和输出流。具体来说，InputStream充当标准输入，OutputStream充当进程的标准输出。我们必须始终使用输出流，否则，我们的进程将不会返回并将永远挂起。
让我们实现一个名为StreamGobbler的常用类，它使用一个InputStream：
private static class StreamGobbler implements Runnable {
private InputStream inputStream;
private Consumer<String> consumer;
public StreamGobbler(InputStream inputStream, Consumer<String> consumer) {
this.inputStream = inputStream;
this.consumer = consumer;
}
@Override
public void run() {
new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream)).lines().forEach(consumer);
}
}
此类实现了Runnable接口，这意味着任何Executor都可以执行它。
4. Runtime.exec()
接下来，我们将使用exec()方法生成一个新进程，并使用之前创建的StreamGobbler。
例如，我们可以列出用户主目录中的所有目录，然后将其打印到控制台：
String homeDirectory = System.getProperty("user.home");
Process process;
if (isWindows) {
process = Runtime.getRuntime()
.exec(String.format("cmd.exe /c dir %s", homeDirectory));
} else {
process = Runtime.getRuntime()
.exec(String.format("/bin/sh -c ls %s", homeDirectory));
}
StreamGobbler streamGobbler = new StreamGobbler(process.getInputStream(), System.out::println);
Future<?> future = Executors.newSingleThreadExecutor().submit(streamGobbler);
int exitCode = process.waitFor();
assert exitCode == 0;
future.get(); // waits for streamGobbler to finish
在这里，我们使用newSingleThreadExecutor()创建了一个新的子进程，然后使用submit()运行包含shell命令的进程。此外，submit()返回一个Future对象，我们利用它来检查进程的结果。另外，请确保在返回的对象上调用get()方法以等待计算完成。
注意：JDK 18弃用了Runtime类中的exec(String command)。
4.1 管道处理
目前，无法使用exec()处理管道。幸运的是，管道是shell的一个特性。因此，我们可以在要使用管道的地方创建整个命令并将其传递给exec()：
if (IS_WINDOWS) {
process = Runtime.getRuntime()
.exec(String.format("cmd.exe /c dir %s | findstr \"Desktop\"", homeDirectory));
} else {
process = Runtime.getRuntime()
.exec(String.format("/bin/sh -c ls %s | grep \"Desktop\"", homeDirectory));
}
在这里，我们列出了用户家目录中的所有目录并搜索“Desktop”文件夹。
5. ProcessBuilder
或者，我们可以使用ProcessBuilder，它优于Runtime方法，因为我们可以自定义它而不是仅仅运行一个字符串命令。
简而言之，通过这种方法，我们能够：
- 使用directory()更改shell命令正在运行的工作目录
- 通过向environment()提供键值映射来更改环境变量
- 以自定义方式重定向输入和输出流
- 使用inheritIO()将它们都继承到当前JVM进程的流中
同样，我们可以运行与上一个示例相同的shell命令：
ProcessBuilder builder = new ProcessBuilder();
if (isWindows) {
builder.command("cmd.exe", "/c", "dir");
} else {
builder.command("sh", "-c", "ls");
}
builder.directory(new File(System.getProperty("user.home")));
Process process = builder.start();
StreamGobbler streamGobbler = new StreamGobbler(process.getInputStream(), System.out::println);
Future<?> future = Executors.newSingleThreadExecutor().submit(streamGobbler);
int exitCode = process.waitFor();
assert exitCode == 0;
future.get(10, TimeUnit.SECONDS)
6. 总结
可以看到，我们可以通过两种不同的方式在Java中执行shell命令。
通常，如果我们计划自定义生成进程的执行，例如，更改其工作目录，我们应该考虑使用ProcessBuilder。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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