Java中Runtime运行时环境机制总结

最近由于在编码中需要在java代码中执行linux命令，使用到了Runtime类的一些方法，也出现几个小bug,所以趁这个机会对Runtime也就是运行时环境这个类进行总结。

Runtime.getRuntime()能得到一个Runtime对象实例，也就是当前运行时环境实例，这个玩艺是什么东西？java中称为虚拟机的运行时环境，这个说法很抽象，我在网上百度了很久，没有确切的说法，我感觉这个Runtime对象实例其实更像是java 程序的进程的概念，当然只是我初步的想法，后续找到更多资料可能就发现错了。

1.去看下Runtime的源码，首先可以发现Runtime实用了单实例的设计模式

private static Runtime currentRuntime = newRuntime();

public static Runtime getRuntime() {

       return currentRuntime;

    }

private Runtime() {}

--上面就是典型的单实例设计模式，所以在java程序中不同线程通过调用Runtime.getRuntime()获得的是同一个对象实例，也就是说一个java进程中只有一个Runtime实例

2. Runtime的一些方法

主要使用的方法就是exec，在Runtime中，exec方法进行了多次重载

public Process exec(String command) throwsIOException

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

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

public Process exec(String cmdarray[])throws IOException

比较多用到的是第一个和第四个，第三个有两个参数String[] envp, File dir，这是什么？前者是指环境变量字符串，后者是指工作目录。这一点跟进程很相似。不指定这两个参数时默认是当前环境和当前目录。再看看这个方法的返回值是Process类型，这个是什么？其实是子进程的一个管理器实例，也就是说我们在调用exec方法时，实际上是创建了一个子进程，并且由该子进程执行我们传入的命令。这点可以明显从exec源码看出

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

       throws IOException {

       return new ProcessBuilder(cmdarray)

           .environment(envp)

           .directory(dir)

           .start();

}

-- ProcessBuilder创建子进程，并设置环境变量和工作目录，然后start。可见父进程子进程的概念在java中还是存在的。

3. Process的主要方法

destroy()

   杀掉子进程。

 exitValue()

   返回子进程的出口值。

 InputStream getErrorStream()

   获得子进程的错误流。

 InputStream getInputStream()

   获得子进程的输入流。

 OutputStream getOutputStream()

   获得子进程的输出流。

 waitFor()

   导致当前线程等待，如果必要，一直要等到由该 Process 对象表示的进程已经终止。

 

--一般执行linux命令使用比较多的是waitFor()，诸塞等待子进程完成该linux命令。然后再继续线程后续的代码。

 

--以上基本简单把Runtime的应用机制介绍了下，虽然不算深入，但是平常简单的调用linux命令这种简单的工作就能做到基本心里有底了，下面继续说说在应用过程中遇到的小坑

坑一：如何在exec执行多条linux命令

不熟悉时可能会把一段linux命令当作输入直接执行，然后发现并没有执行，这是为什么呢？比如”mv dir1/*.* dir2;wait;gzip dir2/*.*;” 这段命令直接在linux上直接执行是没问题的，但是放到exec执行会发现根本没能执行，原因是exec最终会对command进行一次字符串分割，默认以” \t\n\r\f”（前有一个空格，引号不是）为分割符，上面语句不符合格式。

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

       throws IOException {

       if (command.length() == 0)

           throw new IllegalArgumentException("Empty command");

 

       StringTokenizer st = new StringTokenizer(command);

       String[] cmdarray = new String[st.countTokens()];

       for (int i = 0; st.hasMoreTokens(); i++)

           cmdarray[i] = st.nextToken();

       return exec(cmdarray, envp, dir);

}

正确用法是用&&连接起来”mv dir1/*.* dir2&&wait&&gzip dir2/*.*”，或则把三个命令加入String数组，调用publicProcess exec(String cmdarray[]) throws IOException这个重载方法。

 

坑二：为什么如果在java代码中不调用waitFor()阻塞等待linux中命令执行结束会出现部分命令并没有执行的情况。

比如我遇到的问题，在java中执行了下面两行代码

Runtime.getRuntime().exec(“mv dir1/file.txtdir2”);

Runtime.getRuntime().exec(“gzip dir2/ file.txt”);

多线程执行一段时间后会发现有部分文件没有按希望去压缩，这是什么原因，百思不得其解，目前还没搞得太清楚，初步认为是主进程创建了两个子进程，如果不诸塞的话，可能当进程1的文件还没挪到dir2，进程2已经执行了，所以这部分文件没有按希望进行压缩。但是为什么进程二没有报文件不存在的错误呢？这个也是跟疑问。不管怎么说解决之道就是加阻塞。

Runtime.getRuntime().exec(“mv dir1/file.txtdir2”) .waitFor();

Runtime.getRuntime().exec(“gzip dir2/ file.txt”).waitFor();

加上.waitFor()后，发现之前的问题解决了，文件全部都进行了压缩。

 

由于现在的网络不好，很多测试不能上传到linux主机上执行，后续有机会测试后再继续补充。

--补充修正

如何在exec执行多条linux命令

调用public Process exec(String cmdarray[]) throws IOException这个重载方法是无法执行多条命令的，数组的作用只是让你手工把命令和传入参数切割开来，以便后续子进程的调用，另外”mv dir1/*.* dir2&&wait&&gzip dir2/*.*”这种用&&连接的多命令也是不可用的，第调用多条命令只能一个个命令执行，或则把多条命令写入脚本，exec直接执行该脚本。