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Java进程的创建和运行（附带实例）

如果你已经了解了如何在同一程序的不同线程中执行 Java 代码，有时还需要执行另一个程序。为此，可以使用 ProcessBuilder 和 Process 类：
注意，ProcessBuilder 类是对 Runtime.exec 调用的一种更灵活的替换形式。

Java创建进程

首先指定想要执行的命令。可以提供 List<String>，或者直接提供组成命令的字符串： 
var builder = new ProcessBuilder("gcc", "myapp.c");
第一个字符串必须是可执行命令，不是一个 shell 内置命令。例如，要在 Windows 中运行 dir 命令，需要使用字符串"cmd.exe"、"/C"和"dir"创建进程。

每个进程都有一个工作目录，用于解析相对目录名。默认情况下，进程具有与虚拟机相同的工作目录，通常是启动 java 程序的目录。可以使用 directory() 方法改变工作目录： 
builder = builder.directory(path.toFile());

注意，用于配置 ProcessBuilder 的每个方法都会返回其自身，以便你可以把命令串起来。最终，将调用以下方法： 
Process p = new ProcessBuilder(command).directory(file).start();

接下来，要指定如何处理进程的标准输入、输出和错误流。默认情况下，它们中的每一个都是一个管道，可以使用以下方法访问: 
OutputStream processIn = p.getOutputStream();
InputStream processOut = p.getInputStream();
InputStream processErr = p.getErrorStream();
或用于文本输入和输出： 
BufferedWriter processIn = p.outputWriter(charset);
BufferedReader processOut = p.inputReader(charset);
BufferedReader processErr = p.errorReader(charset);
注意，进程的输入流是 JVM 的输出流！向该流进行写入，所写的任何内容都将成为进程的输入。相反，可以读取进程写入输出和错误流的内容。对你来说，它们都是输入流。

可以指定新进程的输入、输出和错误流与 JVM 的这 3 个流相同。如果用户在控制台运行 JVM，则所有用户输入都会转发到进程，而进程的输出将会显示在控制台上。

调用以下方法可以对所有的 3 个流进行这样的设置： 
builder.inheritIO()

如果只想继承其中某些流，可以将以下的值传入 redirectInput()、redirectOutput() 或者 redirectError() 方法： 
ProcessBuilder.Redirect.INHERIT
例如： 
builder.redirectOutput(ProcessBuilder.Redirect.INHERIT);

通过提供 File 对象，可以将进程流重定向到文件： 
builder.redirectInput(inputFile)
.redirectOutput(outputFile)
.redirectError(errorFile)

进程启动时，将创建或删除用于输出和错误文件。要追加到现有文件，可以使用： 
builder.redirectOutput(ProcessBuilder.Redirect.appendTo(outputFile));

合并输出和错误流通常很有用，这样就可以按进程生成输出和错误消息的顺序查看它们。调用来启用合并： 
builder.redirectErrorStream(true)
如果这样做，就不能再在 ProcessBuilder 上调用 redirectError，也不能在 Process 上调用 getErrorStream。

最后，你可能还想修改流程的环境变量。这里，构建器的串链语法就不能用了。需要获取构建器的环境（由运行 JVM 的进程的环境变量初始化），然后加入或删除环境变量条目。 
Map<String, String> env = builder.environment();
env.put("LANG", "fr_FR");
env.remove("JAVA_HOME");
Process p = builder.start();
如果要利用管道将一个进程的输出作为另一个进程中的输入（就像 shell 中的 | 运算符一样），可以使用 startPipeline() 方法。传入一个进程构造器列表，并读取最后一个进程的结果。

下面是一个示例，列举目录树中的唯一扩展： 
List<Process> processes = ProcessBuilder.startPipeline(List.of(
new ProcessBuilder("find", "/opt/jdk-17"),
new ProcessBuilder("grep", "-o", "\\.[^./]*$"),
new ProcessBuilder("sort"),
new ProcessBuilder("uniq")
));
Process last = processes.get(processes.size() - 1);
var result = new String(last.getInputStream().readAllBytes());
这只是一个展示机制的例子。当然，对于特定的任务来讲，通过在 Java 中创建目录遍历来解决比运行 4 个进程效率更高。

Java运行进程

配置了构建器后，要调用其 start() 方法启动进程。如果将输入、输出和错误流配置为管道，那么现在可以写入输入流并读取输出和错误。

例如： 
Process process = new ProcessBuilder("/bin/ls", "-l")
.directory(Path.of("/tmp").toFile())
.start();
try (var in = new Scanner(process.getInputStream())) {
   while (in.hasNextLine())
      System.out.println(in.nextLine());
}
进程流的缓冲空间是有限的。因此，不能写入太多输入，而且要及时读取输出。如果有大量的输入和输出，可能需要在单独的线程中生产和消费这些输入和输出。

要等待进程完成，可以调用： 
int result = process.waitFor();

或者，如果不想无限期地等待，可以这样做： 
long delay = ...;
if (process.waitfor(delay, TimeUnit.SECONDS)) {
   int result = process.exitValue();
   ...
} else {
   process.destroyForcibly();
}
对 waitFor 的第一次调用返回进程的退出值（按照惯例，0 表示成功，或者返回一个非零的错误代码）。如果进程没有超时，则第二个调用返回 true。然后，需要通过调用 exitValue() 方法来获取退出值。

不必等待进程结束，可以让它继续运行，偶尔调用 isAlive 来查看它是否还处于活动状态。要终止进程，可以调用 destroy() 或 destroyForcibly()。这两个调用之间的区别取决于平台。在 Unix 上，前者使用 SIGTERM 终止进程，后者使用 SIGKILL 终止进程。（如果 destroy() 方法可以正常终止进程，supports NormalTermination 方法返回 true。)

最后，会在流程完成时收到异步通知。调用 process.onExit() 会生成一个 CompletableFuture<Process>，可以使用它来调度任何动作： 
process.onExit().thenAccept(
p -> System.out.println("Exit value: " + p.exitValue()));

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