Java的多进程运行模式分析

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<String, String> 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