Java調用Shell命令和腳本的實現

1.介紹

有時候我們在Linux中運行Java程序時,需要調用一些Shell命令和腳本。而Runtime.getRuntime().exec()方法給我們提供瞭這個功能,而且Runtime.getRuntime()給我們提供瞭以下幾種exec()方法:

Process exec(String command) 
在單獨的進程中執行指定的字符串命令。 
Process exec(String[] cmdarray) 
在單獨的進程中執行指定命令和變量。 
Process exec(String[] cmdarray, String[] envp) 
在指定環境的獨立進程中執行指定命令和變量。 
Process exec(String[] cmdarray, String[] envp, File dir) 
在指定環境和工作目錄的獨立進程中執行指定的命令和變量。 
Process exec(String command, String[] envp) 
在指定環境的單獨進程中執行指定的字符串命令。 
Process exec(String command, String[] envp, File dir) 
在有指定環境和工作目錄的獨立進程中執行指定的字符串命令。 

其中,其實cmdarray和command差不多,同時如果參數中如果沒有envp參數或設為null,表示調用命令將在當前程序執行的環境中執行;如果沒有dir參數或設為null,表示調用命令將在當前程序執行的目錄中執行,因此調用到其他目錄中的文件和腳本最好使用絕對路徑。各個參數的含義:

  • cmdarray: 包含所調用命令及其參數的數組。
  • command: 一條指定的系統命令。
  • envp: 字符串數組,其中每個元素的環境變量的設置格式為name=value;如果子進程應該繼承當前進程的環境,則該參數為 null。
  • dir: 子進程的工作目錄;如果子進程應該繼承當前進程的工作目錄,則該參數為 null。

細心的讀者會發現,為瞭執行調用操作,JVM會啟一個Process,所以我們可以通過調用Process類的以下方法,得知調用操作是否正確執行:

abstract int waitFor() 
導致當前線程等待,如有必要,一直要等到由該 Process 對象表示的進程已經終止。 

進程的出口值。根據慣例,0 表示正常終止;否則,就表示異常失敗。
另外,調用某些Shell命令或腳本時,會有返回值,那麼我們如果捕獲這些返回值或輸出呢?為瞭解決這個問題,Process類提供瞭:

abstract InputStream getInputStream() 
獲取子進程的輸入流。 最好對輸入流進行緩沖。

2.調用Shell命令

這裡為瞭說明問題,我僅用tar命令進行演示。tar命令是一個打包而不進行壓縮的命令。同時,為瞭檢查tar的調用是否被正常執行,我將調用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();
 }
}

註意:如果把命令放到一個String[]中時,必須把命令中每個部分作為一個元素存在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

為瞭說明dir參數的作用,我特地把該Java程序和要打包的目錄hive/放在不同的目錄:

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

如果我不設置dir或設dir為null,那麼fileName不得不是相對路徑,最好是絕對路徑:

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

如果我設置瞭dir指向瞭hive所在的父目錄就好辦多瞭:

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

3.調用Shell腳本

Java調用Shell命令和調用Shell腳本的操作一模一樣。我這裡介紹另外幾個方面:

  1. 給腳本傳遞參數;
  2. 捕獲調用的輸出結果;
  3. envp的使用。

給腳本傳遞參數,這個操作很簡單,無非是把參數加到調用命令後面組成String,或String[]。

捕獲調用輸出信息,前面也提到過用Process.getInputStream()。不過,建議最好對輸入流進行緩沖:

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

另外,envp是一個String[],並且String[]中的每一個元素的形式是:name=value。如:我的Linux系統中沒有以下環境變量,但是我把它們寫在Java代碼中,作為envp:

val=2
call=Bash Shell

我要調用的Shell腳本是:/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調用代碼是:

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/");
}

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

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