Java调用Shell命令和脚本的实现

1.介绍

有时候我们在Linux中运行Java程序时，需要调用一些Shell命令和脚本。而Runtime.getRuntime().exec()方法给我们提供了这个功能，而且Runtime.getRuntime()给我们提供了以下几种exec()方法：

Process exec(String command)
在单独的进程中执行指定的字符串命令。
Process exec(String[] cmdarray)
在单独的进程中执行指定命令和变量。
Process exec(String[] cmdarray, String[] envp)
在指定环境的独立进程中执行指定命令和变量。
Process exec(String[] cmdarray, String[] envp, File dir)
在指定环境和工作目录的独立进程中执行指定的命令和变量。
Process exec(String command, String[] envp)
在指定环境的单独进程中执行指定的字符串命令。
Process exec(String command, String[] envp, File dir)
在有指定环境和工作目录的独立进程中执行指定的字符串命令。

其中，其实cmdarray和command差不多，同时如果参数中如果没有envp参数或设为null，表示调用命令将在当前程序执行的环境中执行；如果没有dir参数或设为null，表示调用命令将在当前程序执行的目录中执行，因此调用到其他目录中的文件和脚本最好使用绝对路径。各个参数的含义：

• cmdarray: 包含所调用命令及其参数的数组。
• command: 一条指定的系统命令。
• envp: 字符串数组，其中每个元素的环境变量的设置格式为name=value；如果子进程应该继承当前进程的环境，则该参数为 null。
• dir: 子进程的工作目录；如果子进程应该继承当前进程的工作目录，则该参数为 null。

细心的读者会发现，为了执行调用操作，JVM会启一个Process，所以我们可以通过调用Process类的以下方法，得知调用操作是否正确执行：

abstract int waitFor()
导致当前线程等待，如有必要，一直要等到由该 Process 对象表示的进程已经终止。

进程的出口值。根据惯例，0 表示正常终止；否则，就表示异常失败。
另外，调用某些Shell命令或脚本时，会有返回值，那么我们如果捕获这些返回值或输出呢？为了解决这个问题，Process类提供了：

abstract InputStream getInputStream()
获取子进程的输入流。 最好对输入流进行缓冲。

2.调用Shell命令

这里为了说明问题，我仅用tar命令进行演示。tar命令是一个打包而不进行压缩的命令。同时，为了检查tar的调用是否被正常执行，我将调用waitFor()方法。

private void callCMD(String tarName, String fileName, String... workspace){
 try {
 String cmd = "tar -cf" + tarName + " " + fileName;
//      String[] cmd = {"tar", "-cf", tarName, fileName};
 File dir = null;
 if(workspace[0] != null){
  dir = new File(workspace[0]);
  System.out.println(workspace[0]);
 }
 process = Runtime.getRuntime().exec(cmd, null, dir);
//     process = Runtime.getRuntime().exec(cmd);
 int status = process.waitFor();
 if(status != 0){
  System.err.println("Failed to call shell's command and the return status's is: " + status);
 }
 }
 catch (Exception e){
 e.printStackTrace();
 }
}

注意：如果把命令放到一个String[]中时，必须把命令中每个部分作为一个元素存在String[]中，或者是把命令按照空格符分割得到的String[]。

String[] cmd = {"tar", "-cf", tarName, fileName}; //right
String[] cmd = {"tar -cf", tarName, fileName};  //error

为了说明dir参数的作用，我特地把该Java程序和要打包的目录hive/放在不同的目录：

/root/workspace/eclipse/Test/src/edu/wzm/CallShell.java
/root/experiment/hive

如果我不设置dir或设dir为null，那么fileName不得不是相对路径，最好是绝对路径：

call.callCMD("/root/experiment/hive.tar", "/root/experiment/hive", null);
// OR
call.callCMD("/root/experiment/hive.tar", "/root/experiment/hive");

如果我设置了dir指向了hive所在的父目录就好办多了：

call.callCMD("hive.tar", "hive", "/root/experiment/");

3.调用Shell脚本

Java调用Shell命令和调用Shell脚本的操作一模一样。我这里介绍另外几个方面：

1. 给脚本传递参数；
2. 捕获调用的输出结果；
3. envp的使用。

给脚本传递参数，这个操作很简单，无非是把参数加到调用命令后面组成String，或String[]。

捕获调用输出信息，前面也提到过用Process.getInputStream()。不过，建议最好对输入流进行缓冲：

BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));

另外，envp是一个String[]，并且String[]中的每一个元素的形式是：name=value。如：我的Linux系统中没有以下环境变量，但是我把它们写在Java代码中，作为envp：

val=2
call=Bash Shell

我要调用的Shell脚本是：/root/experiment/test.sh。

#!/usr/bin/env bash

args=1
if [ $# -eq 1 ];then
 args=$1
 echo "The argument is: $args"
fi

echo "This is a $call"
start=`date +%s`
sleep 3s
end=`date +%s`
cost=$((($end - $start) * $args * $val))
echo "Cost Time: $cost"

Java调用代码是：

private void callScript(String script, String args, String... workspace){
 try {
 String cmd = "sh " + script + " " + args;
//     String[] cmd = {"sh", script, "4"};
 File dir = null;
 if(workspace[0] != null){
  dir = new File(workspace[0]);
  System.out.println(workspace[0]);
 }
 String[] evnp = {"val=2", "call=Bash Shell"};
 process = Runtime.getRuntime().exec(cmd, evnp, dir);
//      process = Runtime.getRuntime().exec(cmd);
 BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
 String line = "";
 while ((line = input.readLine()) != null) {
  System.out.println(line);
 }
 input.close();
 }
 catch (Exception e){
 e.printStackTrace();
 }
}

public static void main(String[] args) {
 // TODO Auto-generated method stub
 CallShell call = new CallShell();
 call.callScript("test.sh", "4", "/root/experiment/");
}

输出：
/root/experiment/
The argument is: 4
This is a Bash Shell
Cost Time: 24

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