1. 概述
在本教程中，我们将深入介绍Process API。
要更深入地了解如何使用Process执行shell命令，我们可以在此处参考我们之前的教程。
进程指的是一个正在执行的应用程序，Process类提供了与这些进程交互的方法，包括提取输出、执行输入、监视生命周期、检查退出状态以及销毁(杀死)它。
2. 使用Process类编译并运行Java程序
让我们看一个在Process API的帮助下编译和运行另一个Java程序的例子：
@Test
public void whenExecutedFromAnotherProgram_thenSourceProgramOutput3() throws IOException {
Process process = Runtime.getRuntime()
.exec("javac -cp src src\\main\\java\\cn\\tuyucheng\\taketoday\\java9\\process\\OutputStreamExample.java");
process = Runtime.getRuntime()
.exec("java -cp src/main/java cn.tuyucheng.taketoday.java9.process.OutputStreamExample");
BufferedReader output = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
int value = Integer.parseInt(output.readLine());
assertEquals(3, value);
}
因此，在现有Java代码中执行Java代码的应用实际上是无限的。
3. 创建进程
我们的Java应用程序可以调用在我们的计算机系统中运行的任何受操作系统限制的应用程序。
因此我们可以执行应用程序，让我们看看我们可以使用Process API运行哪些不同的用例。
ProcessBuilder类允许我们在应用程序中创建子进程。
让我们看一个打开基于Windows的记事本应用程序的演示：
ProcessBuilder builder = new ProcessBuilder("notepad.exe");
Process process = builder.start();
4. 销毁进程
Process也为我们提供了销毁子进程或程序的方法。虽然，应用程序如何被杀死取决于平台。
让我们看看可能的不同用例。
4.1 通过引用销毁进程
假设我们正在使用Windows操作系统并想要生成记事本应用程序并销毁它。
和以前一样，我们可以使用ProcessBuilder类和start()方法创建记事本应用程序的实例。
然后我们可以在Process对象上调用destroy()方法。
4.2 通过ID销毁进程
我们还可以终止在我们的操作系统中运行的进程，这些进程可能不是由我们的应用程序创建的。
执行此操作时应谨慎，因为我们可能会在不知不觉中破坏可能使操作系统不稳定的关键进程。
我们首先需要通过查看任务管理器，找出当前运行进程的进程ID，找出pid。
让我们看一个例子：
long pid = /* PID to kill */;
Optional<ProcessHandle> optionalProcessHandle = ProcessHandle.of(pid);
optionalProcessHandle.ifPresent(processHandle -> processHandle.destroy());
4.3 强行销毁进程
在执行destroy()方法时，子进程将被终止，正如我们在本文前面看到的那样。
在destroy()不起作用的情况下，我们可以选择destroyForcibly()。
我们应该始终首先从destroy()方法开始。之后，我们可以通过执行isAlive()来快速检查子进程是否存在。
如果它返回true则执行destroyForcibly()：
ProcessBuilder builder = new ProcessBuilder("notepad.exe");
Process process = builder.start();
process.destroy();
if (process.isAlive()) {
process.destroyForcibly();
}
5. 等待进程完成
我们还有两个重载方法，通过它们我们可以确保我们可以等待一个进程的完成。
5.1 waitfor()
该方法执行时，会将当前执行进程线程置于阻塞等待状态，除非子进程终止。
让我们看一下这个例子：
ProcessBuilder builder = new ProcessBuilder("notepad.exe");
Process process = builder.start();
assertThat(process.waitFor() >= 0);
从上面的例子我们可以看出当前线程想要继续执行会一直等待子进程线程结束。一旦子进程结束，当前线程将继续执行。
5.2 waitfor(long timeOut, TimeUnit time)
该方法执行时，会将当前执行进程线程置于阻塞等待状态，除非子进程终止或超时。
让我们看一下这个例子：
ProcessBuilder builder = new ProcessBuilder("notepad.exe");
Process process = builder.start();
assertFalse(process.waitFor(1, TimeUnit.SECONDS));
从上面的例子我们可以看出当前线程想要继续执行会一直等待子进程线程结束或者指定的时间间隔已经过去。
执行此方法时，如果子进程已经退出，它将返回一个布尔值true，如果在子进程退出之前等待时间已经过去，它将返回一个布尔值false。
6. exitValue()
运行此方法时，当前线程不会等待子进程终止或销毁，但是，如果子进程未终止，它将抛出IllegalThreadStateException。
另一种方法是，如果子进程已成功终止，那么它将生成进程的退出值。
它可以是任何可能的正整数。
让我们看一个示例，当子进程已成功终止时，exitValue()方法返回一个正整数：
@Test
public void givenSubProcess_whenCurrentThreadWillNotWaitIndefinitelyforSubProcessToEnd_thenProcessExitValueReturnsGrt0() throws IOException {
ProcessBuilder builder = new ProcessBuilder("notepad.exe");
Process process = builder.start();
assertThat(process.exitValue() >= 0);
}
7. isAlive()
我们可以执行快速检查以查找返回布尔值的进程是否处于活动状态。
让我们看一个简单的例子：
ProcessBuilder builder = new ProcessBuilder("notepad.exe");
Process process = builder.start();
Thread.sleep(10000);
process.destroy();
assertTrue(process.isAlive());
8. 处理进程流
默认情况下，创建的子进程没有终端或控制台。它的所有标准I/O(即 stdin、stdout、stderr)操作都将发送到父进程。因此，父进程可以使用这些流向子进程提供输入并从子进程获取输出。
因此，这为我们提供了极大的灵活性，因为它使我们可以控制子进程的输入/输出。
8.1 getErrorStream()
有趣的是，我们可以获取从子进程生成的错误，然后执行业务处理。
之后，我们可以根据我们的要求进行具体的业务处理检查。
让我们看一个例子：
@Test
public void givenSubProcess_whenEncounterError_thenErrorStreamNotNull() throws IOException {
Process process = Runtime.getRuntime().exec(
"javac -cp src src\\main\\java\\cn\\tuyucheng\\taketoday\\java9\\process\\ProcessCompilationError.java");
BufferedReader error = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getErrorStream()));
String errorString = error.readLine();
assertNotNull(errorString);
}
8.2 getInputStream()
我们还可以获取子进程生成的输出并在父进程中使用，从而允许进程之间共享信息：
@Test
public void givenSourceProgram_whenReadingInputStream_thenFirstLineEquals3() throws IOException {
Process process = Runtime.getRuntime().exec(
"javac -cp src src\\main\\java\\cn\\tuyucheng\\taketoday\\java9\\process\\OutputStreamExample.java");
process = Runtime.getRuntime()
.exec("java -cp src/main/java cn.tuyucheng.taketoday.java9.process.OutputStreamExample");
BufferedReader output = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
int value = Integer.parseInt(output.readLine());
assertEquals(3, value);
}
8.3 getOutputStream()
我们可以将输入从父进程发送到子进程：
Writer w = new OutputStreamWriter(process.getOutputStream(), "UTF-8");
w.write("send to child\n");
8.4 过滤进程流
这是与选择性运行进程交互的完全有效的用例。
Process为我们提供了根据特定谓词有选择地过滤正在运行的进程的工具。
之后，我们可以在此选择性进程集上执行业务操作：
@Test
public void givenRunningProcesses_whenFilterOnProcessIdRange_thenGetSelectedProcessPid() {
assertThat(((int) ProcessHandle.allProcesses()
.filter(ph -> (ph.pid() > 10000 && ph.pid() < 50000))
.count()) > 0);
}
9. 总结
Process是用于操作系统级别交互的强大类，触发终端命令以及启动、监视和终止应用程序。
有关Java 9 Process API的更多信息，请在此处查看我们的文章。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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