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，我们将了解可定制性更高的ProcessBuilder。
2. 操作系统依赖性
Shell命令依赖于操作系统，因为它们的行为在不同系统上有所不同。因此，在创建任何进程来运行Shell命令之前，我们需要了解JVM所运行的操作系统。
此外，在Windows上，Shell通常称为cmd.exe。而在Linux和macOS上，Shell命令使用/bin/sh运行。为了在这些不同的机器上兼容，如果在Windows机器上，我们可以以编程方式附加cmd.exe，否则附加 /bin/sh。例如，我们可以通过从System类中读取“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. 输入和输出
通常，我们需要连接进程的输入和输出流。具体来说，InputStream充当进程的标准输入，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。
让我们实现一个常用的类，名为StreamGobbler，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内的所有目录，然后将其打印到控制台：
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 = executorService.submit(streamGobbler);
int exitCode = process.waitFor();
assertDoesNotThrow(() -> future.get(10, TimeUnit.SECONDS));
assertEquals(0, exitCode);
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。此外，请确保在返回的对象上调用.get()方法以等待计算完成。如果你从主方法运行上述代码，请确保在executorService对象上调用shutdown，否则代码将永远不会停止，这也适用于下面的所有示例。在我们的代码中，我们使用Junit生命周期方法来执行类似的必要清理。
注意：JDK 18弃用了Runtime类中的.exec(String command)。
4.1 处理管道
目前，没有办法用.exec()处理管道。幸运的是，管道是Shell的一个特性。因此，我们可以创建想要使用管道的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，我们列出用户主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，它比Runtime方法更受欢迎，因为我们可以自定义它，而不仅仅是运行字符串命令。
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Map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
类似地，我们可以运行与上例相同的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 = executorService.submit(streamGobbler);
int exitCode = process.waitFor();
assertDoesNotThrow(() -> future.get(10, TimeUnit.SECONDS));
assertEquals(0, exitCode);
5.1 处理管道
Java 9在ProcessBuilder API中引入了管道的概念：
public static List<Process> startPipeline(List<ProcessBuilder> builders) throws IOException
使用startPipeline方法，我们可以传递一个ProcessBuilder对象列表。然后，此静态方法将为每个ProcessBuilder启动一个Process。从而创建一个由其标准输出和标准输入流链接的进程管道。
例如，我们可以为每个隔离命令创建一个流程构建器，并将它们组合到管道中：
@Test
public void givenProcessBuilder_whenStartingPipeline_thenSuccess() throws IOException, InterruptedException {
List<ProcessBuilder> builders = Arrays.asList(
new ProcessBuilder("find", "src", "-name", "*.java", "-type", "f"),
new ProcessBuilder("wc", "-l"));
List<Process> processes = ProcessBuilder.startPipeline(builders);
Process last = processes.get(processes.size() - 1);
List<String> output = readOutput(last.getInputStream());
assertThat("Results should not be empty", output, is(not(empty())));
}
在上面的例子中，我们搜索src目录中的所有java文件，并将结果传送到另一个进程中进行计数。
要了解Java 9中对Process API所做的其他改进，请查看我们关于Java 9 Process API改进的文章。
6. 总结
正如我们在本快速教程中看到的，我们可以通过两种不同的方式在Java中执行Shell命令。
一般来说，如果我们计划自定义生成的进程的执行，例如，改变它的工作目录，我们应该考虑使用ProcessBuilder。
Post Directory
