Java的多进程运行模式分析

开发 后端
有的时候,我们需要通过Java代码启动多个Java子进程。在Java中我们可以使用两种方法来实现这种要求。最简单的方法就是通过Runtime中的exec方法执行Java classname。

一般我们在Java中运行其它类中的方法时,无论是静态调用,还是动态调用,都是在当前的进程中执行的,也就是说,只有一个Java虚拟机实例在运行。而有的时候,我们需要通过Java代码启动多个Java子进程。这样做虽然占用了一些系统资源,但会使程序更加稳定,因为新启动的程序是在不同的虚拟机进程中运行的,如果有一个进程发生异常,并不影响其它的子进程。

在Java中我们可以使用两种方法来实现这种要求。最简单的方法就是通过Runtime中的exec方法执行Java classname。如果执行成功,这个方法返回一个Process对象,如果执行失败,将抛出一个IOException错误。下面让我们来看一个简单的例子。

// Test1.java文件
import java.io.*;
public class Test
{
 public static void main(String[] args)
 {
  FileOutputStream fOut = new FileOutputStream("c:Test1.txt");
  fOut.close();
  System.out.println("被调用成功!");
 }
}

// Test_Exec.java
public class Test_Exec
{
 public static void main(String[] args)
 {
  Runtime run = Runtime.getRuntime();
  Process p = run.exec("java test1"); 
 }
}

通过Java Test_Exec运行程序后,发现在C盘多了个Test1.txt文件,但在控制台中并未出现"被调用成功!"的输出信息。因此可以断定,Test已经被执行成功,但因为某种原因,Test的输出信息未在Test_Exec的控制台中输出。这个原因也很简单,因为使用exec建立的是Test_Exec的子进程,这个子进程并没有自己的控制台,因此,它并不会输出任何信息。

如果要输出子进程的输出信息,可以通过Process中的getInputStream得到子进程的输出流(在子进程中输出,在父进程中就是输入),然后将子进程中的输出流从父进程的控制台输出。具体的实现代码如下如示:

// Test_Exec_Out.java
import java.io.*;
public class Test_Exec_Out
{
 public static void main(String[] args)
 {
  Runtime run = Runtime.getRuntime();
  Process p = run.exec("java test1"); 
  BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(p.getInputStream());
  BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
  String s;
  while ((s = br.readLine()) != null)
   System.out.println(s); 
 }
} 

从上面的代码可以看出,在Test_Exec_Out.Java中通过按行读取子进程的输出信息,然后在Test_Exec_Out中按每行进行输出。 上面讨论的是如何得到子进程的输出信息。那么,除了输出信息,还有输入信息。既然子进程没有自己的控制台,那么输入信息也得由父进程提供。我们可以通过Process的getOutputStream方法来为子进程提供输入信息(即由父进程向子进程输入信息,而不是由控制台输入信息)。我们可以看看如下的代码:

// Test2.java文件
import java.io.*;
public class Test
{
 public static void main(String[] args)
 {
  BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
  System.out.println("由父进程输入的信息:" + br.readLine());
 }
}

// Test_Exec_In.java
import java.io.*;
public class Test_Exec_In
{
 public static void main(String[] args)
 {
  Runtime run = Runtime.getRuntime();
  Process p = run.exec("java test2"); 
  BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(p.getOutputStream()));
  bw.write("向子进程输出信息");
  bw.flush();
  bw.close(); // 必须得关闭流,否则无法向子进程中输入信息
  // System.in.read();
 }
}

从以上代码可以看出,Test1得到由Test_Exec_In发过来的信息,并将其输出。当你不加bw.flash()和bw.close()时,信息将无法到达子进程,也就是说子进程进入阻塞状态,但由于父进程已经退出了,因此,子进程也跟着退出了。如果要证明这一点,可以在最后加上System.in.read(),然后通过任务管理器(在windows下)查看Java进程,你会发现如果加上bw.flush()和bw.close(),只有一个Java进程存在,如果去掉它们,就有两个Java进程存在。这是因为,如果将信息传给Test2,在得到信息后,Test2就退出了。在这里有一点需要说明一下,exec的执行是异步的,并不会因为执行的某个程序阻塞而停止执行下面的代码。因此,可以在运行test2后,仍可以执行下面的代码。

exec方法经过了多次的重载。上面使用的只是它的一种重载。它还可以将命令和参数分开,如exec("Java.test2")可以写成exec("Java", "test2")。exec还可以通过指定的环境变量运行不同配置的Java虚拟机。

除了使用Runtime的exec方法建立子进程外,还可以通过ProcessBuilder建立子进程。ProcessBuilder的使用方法如下:

// Test_Exec_Out.java
import java.io.*;
public class Test_Exec_Out
{
 public static void main(String[] args)
 {
  ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder("java", "test1");
  Process p = pb.start();
  … …
 }
} 

在建立子进程上,ProcessBuilder和Runtime类似,不同的ProcessBuilder使用start()方法启动子进程,而Runtime使用exec方法启动子进程。得到Process后,它们的操作就完全一样的。

ProcessBuilder和Runtime一样,也可设置可执行文件的环境信息、工作目录等。下面的例子描述了如何使用ProcessBuilder设置这些信息。

ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder("Command", "arg2", "arg2", ''');
// 设置环境变量
Map env = pb.environment();
env.put("key1", "value1");
env.remove("key2");
env.put("key2", env.get("key1") + "_test"); 
pb.directory("..abcd"); // 设置工作目录
Process p = pb.start(); // 建立子进程 

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责任编辑:佚名 来源: cn-java 
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