使用/不使用 cmd.exe 执行 Java 子进程命令行

Posted 2023-02-23

【中文标题】使用/不使用 cmd.exe 执行 Java 子进程命令行

【英文标题】：Java sub-process command line execution with/without cmd.exe

【发布时间】：2016-06-05 16:31:52

【问题描述】：

我的问题包括一些关于在 Windows 中从 Java 执行子进程时使用“cmd.exe”、“/c”的问题。基本上，我找不到关于何时以及为什么需要它们的很好解释。 我的具体问题：我有一个用于子流程执行的小框架。一种用途是 Java 应用程序，它“管理”由 ProcessBuilders 创建的其他几个 JVM。关键要求之一是当子进程卡住或托管应用程序终止时，它必须能够终止子进程。 问题是，一方面，这样做：

new ProcessBuilder("java", "...").start();

原因：

Could not find or load main class ...

好像系统变量或目录不同（它们不是）。另一方面，将其包装在 cmd.exe 中，如下所示：

new ProcessBuilder("cmd.exe", "/c", "java", "...").start();

工作，但创建另一个 cmd.exe 进程，它有一个副作用：子 JVM 现在是一个子子进程，并且process.destroy(); 不会杀死它（我在 Windows JRE 中的一个已知错误找到）。 由于所有这些应用程序都是我们的，而且我们知道它们的 PID，因此这个特定问题是在不同的级别上处理的。但这是一个示例 cmd.exe 如何使一切以不同的方式工作（或完全阻止 JVM 工作）。所以我想知道那里到底发生了什么。 在这里，框架本身也出现了。我们的测试平台也将使用它。我想提供一个 API，它允许使用 cmd.exe /c 通过参数包装命令。但是，该参数的具体含义是什么？用户如何决定是否需要 cmd.exe 包装？ 还有一个我很感激的奖励：这在其他操作系统中是否相关？它是否有某种等价物，比如在 Linux 中？

【问题讨论】：

cmd /c 会用到一些环境变量，比如 CLASSPATH 和 PATH，而直接调用 java 会从父进程获取环境。这可以解释行为上的差异。找出你的进程环境和cmd环境的区别。

应用程序需要完全相同的变量，所以很奇怪。顺便说一句，java ... 命令包含所需的变量。缺少封闭的 cmd.exe 是否会导致它们被忽略？无论如何，这只是一个例子，但这就是问题所在：这个包装到底做了什么？环境、输出、返回值等。我还没找到答案。

根据我的经验，使用 cmd 获得的主要好处是变量替换和批处理文件支持（因此您可以调用批处理文件而不是可执行文件）。

你不需要它来调用一个批处理文件（即使这个批处理文件调用Java）。

@JPMoresmau：cmd.exe 实例将也从父进程中获取其环境变量，因此应该没有任何区别。我的猜测是，这与 Java 8 使用从 PATH 目录到实际可执行文件的符号链接有关。 （取决于 ProcessBuilder 在后台做了什么。）

【参考方案1】：

再次遇到它，发现了问题，以及一些额外的见解。

@HarryJohnston - 好点，根据 javadoc，子进程从 ProcessBuilder 和 Runtime.getRuntime.exec(...) API 继承环境，所以这不是问题（实际上找到了 java.exe，因此 PATH 显然可用） .

但似乎某些命令行功能丢失了。其中，这种 %VARIABLE% 在命令行中的用法 - 除非命令以 cmd.exe /c 开头，否则它们不会被解释。

在这种找不到类的情况下（它也可能导致 NoClassDefFoundError），我在类路径中使用了几个变量（也许我应该发布整个命令，但它有点长）。当我用文学路径替换它们时，一切正常。

基本上：

java -cp %classpath% Main - 不好

cmd.exe /c java -cp %classpath% Main - 好

java -cp D:\proj\bin Main - 好

那么，关于 cmd.exe 的行为有何不同的一般性问题：

像这样的变量引用：%VARIABLE% 仅由 cmd.exe 解释。 使用 cmd.exe，您实际上不需要将命令拆分为参数字符串数组，您可以使用一个长字符串（“cmd.exe”、“/c”、“其余...”的数组） )。 子进程将是 cmd.exe 而不是实际的可执行文件，所以process.destroy() 不会杀死它。这可能是在更高版本中修复的错误（我使用了 Java 7 和 8、Windows 7 和 Server 2012）。 文件关联仅适用于 cmd.exe，因此您不能“执行”不是程序或脚本的文件（“CreateProcess 错误=193，%1 不是有效的 Win32 应用程序”）。调用 PATH 中定义的可执行文件确实有效。 start 和 call 只能在 cmd.exe 下使用。

命令级错误的行为也不同：使用 cmd.exe，错误只会出现在输出流中，而没有它，API 会抛出 异常，其描述也可能略有不同。

例如：

nothing会导致java.io.IOException: CreateProcess error=2, The system cannot find the file specified

cmd.exe /c nothing 将返回输出：'nothing' 不被识别为内部或外部命令、可运行程序或批处理文件，返回值 1（唯一指示出现问题） .

关于为什么这个更深层次的问题，以及这是差异的完整列表，我仍然不知道。看起来 JVM 有其运行命令的方式，您可以使用 cmd.exe “包装”它以获得额外的功能和保护。

另一个有趣的事实是，当您运行 Batch 时，它实际上是在 cmd.exe（及其所有功能）下运行的。从我的测试来看，process.destroy() 似乎只能在它不等待任何外部的情况下（例如，如果卡在pause 上），有或没有额外的 cmd.exe /c 包装，但如果它运行子进程则不能杀死它- 这与第 3 点中提到的 cmd.exe 限制一致。

【讨论】：

很好的答案，但我确实有一些缺点要选择。 Re 2. 在使用 ProcessBuilder 时，您也不需要拆分命令，根据文档，您可以使用字符串而不是字符串列表。在 Windows 中，我总是建议使用单个字符串，因为这实际上是在幕后发生的 - 列表将在执行之前转换为单个字符串，有时转换是错误的。 Re 3. 我不认为这是一个错误，文档并没有保证目标进程的子进程会被杀死。

为什么所有这一切都不是特别复杂，ProcessBuilder 是使用 Windows API 直接创建一个新进程，这与让cmd.exe 解释命令行并创建完全不同一个新的过程给你。如果您直接创建进程，则没有cmd.exe 功能可用，例如，变量替换、使用| 作为管道、< 重定向输入、& 在一行中运行多个命令等等。另一方面，您也不必担心特殊字符，当然它的效率要高得多。

谢谢。 #2 - 真的不记得分裂了，也许我的测试 fd 出了点问题。 #5 - 删除 .exe。但我确实设法运行了启动记事本的cmd.exe /c start notepad。不知道其他功能，但是 cmd.exe 的意义现在更清楚了。再次感谢！