Java中如何调用命令行执行命令？

在Java中调用命令行是一项常见的需求，特别是在需要执行系统命令、调用外部程序或与操作系统交互时，Java提供了多种方式来实现这一功能，其中最常用的是通过Runtime类和ProcessBuilder类，下面将详细介绍这两种方法的使用场景、实现步骤以及注意事项。

Runtime类是Java中与运行时环境相关的一个类，它提供了与系统交互的方法。Runtime.getRuntime().exec()是最直接的方式，可以用来执行命令行命令，如果需要在Java程序中执行一个简单的命令如dir（Windows系统）或ls（Linux/macOS系统）,可以使用以下代码：

try {
    Process process = Runtime.getRuntime().exec("dir");
    BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
    String line;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }
    process.waitFor();
} catch (IOException | InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}

上述代码中，exec()方法启动一个新的进程来执行命令，getInputStream()用于获取命令的输出流，BufferedReader用于逐行读取输出结果。waitFor()方法会等待进程执行完成，而InterruptedException和IOException需要捕获处理，需要注意的是，exec()方法在处理复杂命令（如包含空格或特殊字符的命令）时可能会出现问题,此时需要将命令拆分为字符串数组。

为了更灵活地处理命令行参数和进程管理，Java 5引入了ProcessBuilder类。ProcessBuilder提供了更强大的功能，例如可以设置工作目录、重定向输入输出流以及管理环境变量，以下是使用ProcessBuilder的示例：

try {
    ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder("cmd", "/c", "dir");
    pb.directory(new File("C:\\"));
            Process process = pb.start();
    BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
    String line;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }
    int exitCode = process.waitFor();
    System.out.println("Exit Code: " + exitCode);
} catch (IOException | InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}

在这个例子中，ProcessBuilder的构造方法接受一个字符串列表，第一个元素是命令，后续是命令的参数。directory()方法可以设置命令执行的工作目录，与Runtime相比，ProcessBuilder在处理复杂命令时更加可靠，并且可以轻松地重定向输入输出流,例如将错误流合并到输出流中：

pb.redirectErrorStream(true);

在调用命令行时，还需要注意以下几点：不同操作系统的命令语法不同，例如Windows使用cmd /c，而Linux/macOS使用sh -c，因此需要根据平台调整命令，命令执行可能会阻塞主线程，特别是在处理大量输出时，建议使用单独的线程读取输入流和错误流，资源管理非常重要，确保在命令执行完成后关闭所有打开的流,避免资源泄漏。

以下是一个表格，总结了Runtime和ProcessBuilder的主要区别：

在实际应用中，选择哪种方法取决于具体需求，如果只是执行简单的命令，Runtime足够使用；而如果需要更高级的功能，如重定向流或管理环境变量，ProcessBuilder是更好的选择。

相关问答FAQs：

1. 问：如何在Java中调用命令行并获取命令的执行结果？
   答：可以通过Runtime.getRuntime().exec()或ProcessBuilder启动进程，然后使用getInputStream()读取命令的输出，使用BufferedReader逐行读取输出流，并通过waitFor()等待进程完成，示例代码如下：

   Process process = Runtime.getRuntime().exec("dir");
   BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
   String line;
   while ((line = reader.readLine()) != null) {
       System.out.println(line);
   }
   int exitCode = process.waitFor();

2. 问：调用命令行时如何处理包含空格的路径或参数？
   答：对于Runtime.exec()，如果路径或参数包含空格，需要将命令拆分为字符串数组，例如new String[]{"cmd", "/c", "C:\\Program Files\\app.exe"}，对于ProcessBuilder，可以直接将命令和参数作为列表传递，例如new ProcessBuilder("cmd", "/c", "C:\\Program Files\\app.exe"),这样可以避免因空格导致的命令解析错误。