在Java程序中执行DOS命令(Windows系统)或Shell命令(Linux/Mac系统)是一项常见需求,尤其在系统管理、自动化操作或与外部工具交互时,Java提供了两种主要方式来实现这一功能:通过Runtime类和ProcessBuilder类,下面将详细介绍这两种方法的使用场景、实现步骤及注意事项。

使用Runtime类执行命令
Runtime类是Java中与操作系统交互的入口,每个Java虚拟机都有一个Runtime实例,通过Runtime.getRuntime()获取。Runtime提供了exec()方法来执行系统命令,该方法支持传入命令字符串或字符串数组(推荐数组形式,可避免参数解析问题)。
基本使用步骤
- 获取Runtime实例:通过
Runtime.getRuntime()获取当前JVM的运行时对象。 - 调用exec()方法:传入命令字符串或字符串数组,返回
Process对象,代表命令执行的进程。 - 处理输入/输出流:子进程的输出(
InputStream)和错误输出(ErrorStream)需要及时读取,否则可能导致进程阻塞(缓冲区满时进程无法继续输出)。 - 等待进程结束:通过
Process.waitFor()阻塞当前线程,直到子进程执行完成,返回退出码(0表示成功,非0表示失败)。 - 关闭资源:关闭输入流、输出流和错误流,避免资源泄漏。
示例代码
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
public class RuntimeExecExample {
public static void main(String[] args) {
try {
// 执行Windows的dir命令(Linux/Mac可替换为"ls -l")
Process process = Runtime.getRuntime().exec(new String[]{"cmd", "/c", "dir"});
// 读取命令输出
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
String line;
System.out.println("命令输出:");
while ((line = reader.readLine()) != null) {
System.out.println(line);
}
// 读取错误输出(如果有)
BufferedReader errorReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getErrorStream()));
System.out.println("n错误输出:");
while ((line = errorReader.readLine()) != null) {
System.out.println(line);
}
// 等待进程结束并获取退出码
int exitCode = process.waitFor();
System.out.println("n进程退出码:" + exitCode);
// 关闭流
reader.close();
errorReader.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
使用ProcessBuilder类执行命令
ProcessBuilder是Java 5引入的类,比Runtime更灵活,支持设置工作目录、环境变量,并能更方便地重定向输入/输出流,推荐优先使用ProcessBuilder,尤其在复杂场景下(如需要设置工作目录或环境变量)。

基本使用步骤
- 创建ProcessBuilder实例:传入命令字符串数组,第一个元素是命令,后续是参数。
- 配置可选属性:通过
directory()设置工作目录,environment()设置环境变量。 - 启动进程:调用
start()方法返回Process对象。 - 处理输入/输出流:与
Runtime类似,需读取InputStream和ErrorStream。 - 等待进程结束:调用
Process.waitFor()获取退出码。
示例代码
import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.InputStreamReader;
public class ProcessBuilderExample {
public static void main(String[] args) {
try {
// 创建ProcessBuilder实例,命令为ping(Windows)
ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder("cmd", "/c", "ping", "www.baidu.com");
// 设置工作目录(可选)
pb.directory(new File("C:\"));
// 启动进程
Process process = pb.start();
// 读取输出
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
String line;
System.out.println("命令输出:");
while ((line = reader.readLine()) != null) {
System.out.println(line);
}
// 读取错误输出
BufferedReader errorReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getErrorStream()));
System.out.println("n错误输出:");
while ((line = errorReader.readLine()) != null) {
System.out.println(line);
}
// 等待结束并获取退出码
int exitCode = process.waitFor();
System.out.println("n进程退出码:" + exitCode);
reader.close();
errorReader.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Runtime与ProcessBuilder对比
| 特性 | Runtime | ProcessBuilder |
|---|---|---|
| 易用性 | 简单,适合简单命令 | 功能丰富,适合复杂场景 |
| 灵活性 | 仅支持执行命令,无法直接设置工作目录 | 可设置工作目录、环境变量,重定向流 |
| 命令参数处理 | 需手动处理空格等特殊字符 | 数组形式传入参数,避免解析问题 |
| 流处理 | 需手动读取输入/错误流 | 可通过redirectInput/Output/Error方法重定向 |
| 推荐场景 | 简单命令执行 | 复杂命令、需要环境配置或流重定向的场景 |
注意事项
- 流处理阻塞问题:子进程的输出和错误流必须及时读取,否则缓冲区满会导致进程阻塞,建议使用单独线程读取输入流和错误流。
- 异常处理:
exec()和start()可能抛出IOException,waitFor()可能抛出InterruptedException,需捕获并处理。 - 命令参数安全:避免直接拼接用户输入到命令中,防止命令注入攻击(如使用
Runtime.getRuntime().exec("cmd /c " + userInput)是危险的)。 - 跨平台兼容性:Windows需使用
cmd /c或cmd /c开头命令,Linux/Mac需使用bash -c或直接执行命令(如ls -l)。 - 资源释放:进程结束后需关闭
InputStream、OutputStream和ErrorStream,避免资源泄漏。
相关问答FAQs
Q1: 执行DOS命令时程序为什么会卡住?如何避免?
A: 程序卡住通常是因为未及时读取子进程的输出流(InputStream)或错误流(ErrorStream),导致缓冲区满,子进程无法继续输出而阻塞,解决方法是:使用单独线程读取输入流和错误流,或使用ProcessBuilder的redirectOutput方法将输出重定向到文件。
ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder("cmd", "/c", "dir");
pb.redirectOutput(new File("output.txt")); // 输出重定向到文件
pb.start();
Q2: 如何判断DOS命令执行成功还是失败?
A: 通过Process.waitFor()获取进程的退出码(exit code):返回0表示命令执行成功,非0表示失败。

Process process = Runtime.getRuntime().exec("cmd /c dir");
int exitCode = process.waitFor();
if (exitCode == 0) {
System.out.println("命令执行成功");
} else {
System.out.println("命令执行失败,退出码:" + exitCode);
}
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