浅析Java.lang.ProcessBuilder类

Posted 2020-08-22

       最近由于工作需要把用户配置的Hive命令在Linux环境下执行，专门做了一个用户管理界面特地研究了这个不经常用得ProcessBuilder类。所以把自己的学习的资料总结一下。

        

一、概述
      ProcessBuilder类是J2SE 1.5在java.lang中新添加的一个新类，此类用于创建操作系统进程，它提供一种启动和管理进程（也就是应用程序）的方法。在J2SE 1.5之前，都是由Process类处来实现进程的控制管理。
      每个 ProcessBuilder 实例管理一个进程属性集。它的start() 方法利用这些属性创建一个新的 Process 实例。start() 方法可以从同一实例重复调用，以利用相同的或相关的属性创建新的子进程。 （我在《深入研究java.lang.Runtime类》中讲过，进程也可以由Runtime.exec()启动。）

每个进程生成器（即ProcessBuilder对象）管理这些进程属性：

     命令 是一个字符串列表，它表示要调用的外部程序文件及其参数（如果有）。在此，表示有效的操作系统命令的字符串列表是依赖于系统的。例如，每一个总体变量，通常都要成为此列表中的元素，但有一些操作系统，希望程序能自己标记命令行字符串——在这种系  统中，Java 实现可能需要命令确切地包含这两个元素。 
    环境 是从变量 到值 的依赖于系统的映射。初始值是当前进程环境的一个副本（请参阅 System.getenv()）。 
    工作目录 默认值是当前进程的当前工作目录，通常根据系统属性 user.dir 来命名。 
    redirectErrorStream 属性。最初，此属性为 false，意思是子进程的标准输出和错误输出被发送给两个独立的流，这些流可以通过 Process.getInputStream() 和 Process.getErrorStream() 方法来访问。如果将值设置为 true，标准错误将与标准输出合并。这使得关联错误消息和相应的输出变得更容易。在此情况下，合并的数据可从 Process.getInputStream() 返回的流读取，而从 Process.getErrorStream() 返回的流读取将直接到达文件尾。

    既然有Process类，那为什么还要发明个ProcessBuilder类呢？ProcessBuilder和Process两个类有什么区别呢？ 

      ProcessBuilder为进程提供了更多的控制，例如，可以设置当前工作目录，还可以改变环境参数。而Process的功能相对来说简单的多。ProcessBuilder是一个final类，有两个带参数的构造方法，你可以通过构造方法来直接创建ProcessBuilder的对象。而Process是一个抽象类，一般都通过Runtime.exec()和ProcessBuilder.start()来间接创建其实例。

 

 

 

注意：
      修改进程构建器的属性将影响后续由该对象的 start() 方法启动的进程，但从不会影响以前启动的进程或 Java 自身的进程。
      ProcessBuilder类不是同步的。如果多个线程同时访问一个 ProcessBuilder，而其中至少一个线程从结构上修改了其中一个属性，它必须保持外部同步。

 

启动一个使用默认工作目录和环境的新进程： 

Process p = new ProcessBuilder("myCommand", "myArg").start(); 

下面是一个利用修改过的工作目录和环境启动进程的例子： 

 ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder("myCommand", "myArg1", "myArg2");
 Map<String, String> env = pb.environment();
 env.put("VAR1", "myValue");
 env.remove("OTHERVAR");
 env.put("VAR2", env.get("VAR1") + "suffix");
 pb.directory("myDir");
 Process p = pb.start();
 要利用一组明确的环境变量启动进程，在添加环境变量之前，首先调用 Map.clear()。 

二、API预览
    构造方法摘要 
    ProcessBuilder(List<String> command) 
      利用指定的操作系统程序和参数构造一个进程生成器。 
    ProcessBuilder(String... command) 
      利用指定的操作系统程序和参数构造一个进程生成器。

 

    方法摘要 
    command() 
      返回此进程生成器的操作系统程序和参数。 
    command(List<String> command) 
      设置此进程生成器的操作系统程序和参数。 
    command(String... command) 
      设置此进程生成器的操作系统程序和参数。 
    directory() 
      返回此进程生成器的工作目录。 
    directory(File directory) 
      设置此进程生成器的工作目录。 
    environment() 
      返回此进程生成器环境的字符串映射视图。 
    redirectErrorStream() 
      通知进程生成器是否合并标准错误和标准输出。 
    redirectErrorStream(boolean redirectErrorStream) 
      设置此进程生成器的 redirectErrorStream 属性。 
     start() 

    使用此进程生成器的属性启动一个新进程实例Process ，可以操作Process对象：详解 

三、常见应用
      若要使用ProcessBuilder创建一个进程，只需要创建ProcessBuilder的一个实例，指定该进程的名称和所需参数。要执行此程序，调用该实例上的start()即可。

1，下面上一个执行Windows记事本的例子。注意它将要编辑的文件名指定为一个参数。

class PBDemo { 
        public static void main(String args[]) { 
                try { 
                        ProcessBuilder proc = new ProcessBuilder("notepad.exe", "testfile"); 
                        proc.start(); 
                } catch (Exception e) { 
                        System.out.println("Error executing notepad."); 
                } 
        } 
}

2，ProcessBuilder的应用简单来说就是，先生成一个ProcessBuilder对象：

ProcessBuilder提供了两个构造函数，ProcessBuilder(List<String> command) 和 ProcessBuilder(String... command

我这里使用的是第二个，因为是需要在Linux系统上执行shell脚本，所以，我的构造函数为：

ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder("sh"); （ps：你也可以对应的使用“Python”或者在windows上使用“cmd”）

执行的命令的应用程序已经选好了，那我们的输入和输出呢，怎么设置，这是我们关心的地方。

推荐使用redirectInput(File file) ，让我们用这个方法来获取输入，同理使用redirectOutput(File file)

来处理输出，如果有错误的话，还需要使用redirectError(File file)

由于涉及到的参数都是File类型的，所以，你需要先生成这几个文件，然后再使用它们

执行完后，可以去outfile里面查看执行结果，你也可以把结果读出后返回，将file.sh和outfile这两个临时文件删除。

 

package com.pmqin.quartz.domian;


import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;


public class ProcessBuildertest {

    public static void main(String[] args) {
        String file = "!/bin/sh\\r\\n" // linux 的换行是\\n,注意换
                    + "a=\\‘Hello world\\‘\\r\\n" + "echo $a\\r\\n";
            String result = Process("sh", file,true);
    System.out.println(result);

        } catch (Exception e) {
            System.out.println("Error executing notepad.");
        }

    }


public static String Process(String cmd, String commandlist,boolean isSavefile) throws IOException, InterruptedException {
        
        File input = new File("./file.sh");
        createNewFile(input);

        PrintWriter print = new PrintWriter(input);
        print.append(commandlist);
        print.flush();
        print.close();
        
        String result = "SUCCESS";
        try {
            File output = null;
            if (isSavefile) {
                output = new File("./outfile");
                createNewFile(output);
            }
            

            ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder(cmd);
            pb.redirectErrorStream(true);//如果将值设置为 true，标准错误将与标准输出合并,在此情况下，合并的数据可从 Process.getInputStream() 返回的流读取
            pb.redirectInput(input);
            if (isSavefile) {
                pb.redirectOutput(output); //表示把输出重定向到指定的文件里面
            }            

            Process process = pb.start();//异步的
        
            // 获取执行的结果
            if (!isSavefile) {
                InputStream in = process.getInputStream();//同步
                System.out.println("等待执行完成");
                String  streamtxt=getInputStream(in);                
                System.out.println(streamtxt);
            }
            if (process.waitFor() != 0) {
                //InputStream error = process.getErrorStream();
                result="Err";
            }
            process.destroy();

        } catch (IOException e) {
            result = "FAIL";
            e.printStackTrace();
        }

        return result;
    }


/**
     * inputStream 文件流 转成字符串
     * @param inputStream 文件流
     * @return
     * @throws IOException
     */
    public static String getInputStream(InputStream inputStream) throws IOException {

        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, "gb2312"));
        String line = null;

        while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {

            stringBuilder.append(System.getProperty("line.separator"));

            stringBuilder.append(line);
        }
        return stringBuilder.toString();

    }
    
    /**
     * 判断文件是否存在，不存在就创建
     * @param file
     * @throws IOException 
     */
    public static void createNewFile(File file) throws IOException {        
        if (!file.exists()) {
                file.createNewFile();
        }
    }