如何在 Java 中运行子进程

原创

mob60475704c528 2021-05-30 10:33:08 ©著作权

文章标签 java 文章分类 Java 后端开发

©著作权归作者所有：来自51CTO博客作者mob60475704c528的原创作品，请联系作者获取转载授权，否则将追究法律责任

本文介绍了如何在 Java 中运行子进程（非 jar）。确切地说，要求从测试程序内部启动一个新进程，而非直接在测试（进程）内部运行。尽管不是什么炫酷的技术，但以前没有做过类似的事情，不清楚如何下手。

经过一番搜索，在 Stack Overflow 中找到了[解答][1]。为了更好地解决问题，重写了答案。

[1]:https://stackoverflow.com/questions/636367/executing-a-java-application-in-a-separate-process

```java
class JavaProcess {
  private JavaProcess() {
  }

  public static int exec(Class clazz, List<String> jvmArgs, List<String> args) throws IOException,
        InterruptedException {
    String javaHome = System.getProperty("java.home");
    String javaBin = javaHome + File.separator + "bin" + File.separator + "java";
    String classpath = System.getProperty("java.class.path");
    String className = clazz.getName();
    List<String> command = new ArrayList<>();
    command.add(javaBin);
    command.addAll(jvmArgs);
    command.add("-cp");
    command.add(classpath);
    command.add(className);
    command.addAll(args);
    ProcessBuilder builder = new ProcessBuilder(command);
    Process process = builder.inheritIO().start();
    process.waitFor();
    return process.exitValue();
  }
}
```

上面的静态函数接收的参数包括 `Class`、JVM 参数以及 `main` 方法执行参数，通过参数可以完全控制子进程执行过程，例如减小执行时 JVM 堆空间（本文目标之一）。

注意：实际运行时，需要提供 `main` 方法。

为了让主程序与子进程使用同一个 Java 版本，可以使用 `javaBin` 中的路径调用 Java 可执行程序。如果把 `javaBin` 替换为 `java`，会调用本机默认安装的 Java 版本。大多数情况不会有问题，但很可能出现意外。

所有 command 加载到 `command` 列表后，都会传给 `ProcessBuilder` 生成命令。`ProcessBuilder` 对 `command` 中每个参数用空格分隔。也可以调用重载的构造函数，直接手工传入整个命令字符串，无需手工添加字符串参数。

一般在 IO 传递给执行的主进程后会启动子进程。通常期望看到 `stdout` 和 `stderr` 输出。可以直接调用 `inheritIO`，也可以使用以下方法（额外配置了 `stdin` 子进程）：

```java
builder
    .redirectInput(ProcessBuilder.Redirect.INHERIT)
    .redirectOutput(ProcessBuilder.Redirect.INHERIT)
    .redirectError(ProcessBuilder.Redirect.INHERIT);
```

最后，`waitFor` 会通知执行线程等待产生的子进程执行结束，无论执行成功或还是出现错误，只要子进程以某种方式结束就可以了。主程序会继续执行。子进程的结束状态可以通过进程结束时 `exitValue` 判断。例如，通常 0 代表执行成功，1 代表语法无效错误。根据每个应用不同，还有其他 exit code。

调用 `exec` 方法：

```java
JavaProcess.exec(MyProcess.class, List.of("-Xmx200m"), List.of("argument"))
```

> 译注：List.of 是 Java 9 引入的方法，之前的版本可以使用 Arrays.asList。

将执行下面的命令（或类似的命令）：

```shell
/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-12.0.1.jdk/Contents/Home/bin/java -cp /playing-around-for-blogs MyProcess "argument"
```

为了整洁起见，已经移除了包括 classpath 在内的许多路径。实际执行结果可能看起来要长许多，与具体应用相关。上面展示的命令是可运行最短路径（为本文的示例定制）。

`exec` 方法很灵活，非常有助于描述正在进行的工作。不仅如此，还可以返回 `ProcessBuilder` 对象，增强扩展性、适用更多场景。不但可以在多个地方重用代码段，还能灵活配置 IO 重定向，确定子进程在后台运行或阻塞运行。看起来像下面这样：

```java
public static ProcessBuilder exec(Class clazz, List<String> jvmArgs, List<String> args) {
  String javaHome = System.getProperty("java.home");
  String javaBin = javaHome + File.separator + "bin" + File.separator + "java";
  String classpath = System.getProperty("java.class.path");
  String className = clazz.getName();
  List<String> command = new ArrayList<>();
  command.add(javaBin);
  command.addAll(jvmArgs);
  command.add("-cp");
  command.add(classpath);
  command.add(className);
  command.addAll(args);
  return new ProcessBuilder(command);
}
```