深入研究java.lang.Runtime类

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一、概述
      Runtime类封装了运行时的环境。每个 Java 应用程序都有一个 Runtime 类实例，使应用程序能够与其运行的环境相连接。
      一般不能实例化一个Runtime对象，应用程序也不能创建自己的 Runtime 类实例，但可以通过 getRuntime 方法获取当前Runtime运行时对象的引用。
      一旦得到了一个当前的Runtime对象的引用，就可以调用Runtime对象的方法去控制Java虚拟机的状态和行为。
      当Applet和其他不被信任的代码调用任何Runtime方法时，常常会引起SecurityException异常。

二、API预览
    addShutdownHook(Thread hook)
      注册新的虚拟机来关闭挂钩。
    availableProcessors()
      向 Java 虚拟机返回可用处理器的数目。
    exec(String command)
      在单独的进程中执行指定的字符串命令。
    exec(String[] cmdarray)
      在单独的进程中执行指定命令和变量。
    exec(String[] cmdarray, String[] envp)
      在指定环境的独立进程中执行指定命令和变量。
    exec(String[] cmdarray, String[] envp, File dir)
      在指定环境和工作目录的独立进程中执行指定的命令和变量。
    exec(String command, String[] envp)
      在指定环境的单独进程中执行指定的字符串命令。
    exec(String command, String[] envp, File dir)
      在有指定环境和工作目录的独立进程中执行指定的字符串命令。
    exit(int status)
      通过启动虚拟机的关闭序列，终止当前正在运行的 Java 虚拟机。
    freeMemory()
      返回 Java 虚拟机中的空闲内存量。
    gc()
      运行垃圾回收器。
    InputStream getLocalizedInputStream(InputStream in)
      已过时。 从 JDK 1.1 开始，将本地编码字节流转换为 Unicode 字符流的首选方法是使用 InputStreamReader 和 BufferedReader 类。
    OutputStream getLocalizedOutputStream(OutputStream out)
      已过时。 从 JDK 1.1 开始，将 Unicode 字符流转换为本地编码字节流的首选方法是使用 OutputStreamWriter、BufferedWriter 和 PrintWriter 类。
    getRuntime()
      返回与当前 Java 应用程序相关的运行时对象。
    halt(int status)
      强行终止目前正在运行的 Java 虚拟机。
    load(String filename)
      加载作为动态库的指定文件名。
    loadLibrary(String libname)
      加载具有指定库名的动态库。
    maxMemory()
      返回 Java 虚拟机试图使用的最大内存量。
    removeShutdownHook(Thread hook)
      取消注册某个先前已注册的虚拟机关闭挂钩。
    runFinalization()
      运行挂起 finalization 的所有对象的终止方法。
    runFinalizersOnExit(value)
      已过时。 此方法本身具有不安全性。它可能对正在使用的对象调用终结方法，而其他线程正在操作这些对象，从而导致不正确的行为或死锁。
    totalMemory()
      返回 Java 虚拟机中的内存总量。
    traceInstructions(on)
      启用／禁用指令跟踪。
    traceMethodCalls(on)
      启用／禁用方法调用跟踪。

三、常见的应用

1、内存管理：
Java提供了无用单元自动收集机制。通过totalMemory()和freeMemory()方法可以知道对象的堆内存有多大，还剩多少。
Java会周期性的回收垃圾对象（未使用的对象），以便释放内存空间。但是如果想先于收集器的下一次指定周期来收集废弃的对象，可以通过调用gc()方法来根据需要运行无用单元收集器。一个很好的试验方法是先调用gc()方法，然后调用freeMemory()方法来查看基本的内存使用情况，接着执行代码，然后再次调用freeMemory()方法看看分配了多少内存。下面的程序演示了这个构想。

//此实例来自《java核心技术》卷一

 

class MemoryDemo{
        public static void main(String args[]){
                Runtime r = Runtime.getRuntime();
                long mem1,mem2;
                Integer someints[] = new Integer[1000];
                System.out.println("Total memory is ：" + r.totalMemory());
                mem1 = r.freeMemory();
                System.out.println("Initial free is : " + mem1);
                r.gc();
                mem1 = r.freeMemory();
                System.out.println("Free memory after garbage collection : " + mem1);
                //allocate integers
                for(int i=0; i<1000; i++) someints[i] = new Integer(i);    
                mem2 = r.freeMemory();
                System.out.println("Free memory after allocation : " + mem2);
                System.out.println("Memory used by allocation : " +(mem1-mem2));    
                //discard Intergers
                for(int i=0; i<1000; i++) someints[i] = null;
                r.gc(); //request garbage collection
                mem2 = r.freeMemory();
                System.out.println("Free memory after collecting " + "discarded integers : " + mem2);
        }
}

编译后运行结果如下（不同的机器不同时间运行的结果也不一定一样）：
Total memory is ：2031616
Initial free is : 1818488
Free memory after garbage collection : 1888808
Free memory after allocation : 1872224
Memory used by allocation : 16584
Free memory after collecting discarded integers : 1888808

2、执行其他程序
在安全的环境中，可以在多任务操作系统中使用Java去执行其他特别大的进程（也就是程序）。ecec()方法有几种形式命名想要运行的程序和它的输入参数。ecec()方法返回一个Process对象，可以使用这个对象控制Java程序与新运行的进程进行交互。ecec()方法本质是依赖于环境。
下面的例子是使用ecec()方法启动windows的记事本notepad。这个例子必须在Windows操作系统上运行。

//此实例来自《Java核心技术》卷一

class ExecDemo {
        public static void main(String args[]){
                Runtime r = Runtime.getRuntime();
                Process p = null;
                try{
                        p = r.exec("notepad");
                } catch (Exception e) {
                        System.out.println("Error executing notepad.");
                }
        }
}

ecec()还有其他几种形式，例子中演示的是最常用的一种。ecec()方法返回Process对象后，在新程序开始运行后就可以使用Process的方法了。可以用destory()方法杀死子进程，也可以使用waitFor()方法等待程序直到子程序结束，exitValue()方法返回子进程结束时返回的值。如果没有错误，将返回0，否则返回非0。下面是关于ecec()方法的例子的改进版本。例子被修改为等待，直到运行的进程退出：

//此实例来自《Java核心技术》卷一
class ExecDemoFini {
    public static void main(String args[]){
        Runtime r = Runtime.getRuntime();
        Process p = null;
        try{
            p = r.exec("notepad");
            p.waitFor();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("Error executing notepad.");
        }
        System.out.println("Notepad returned " + p.exitValue());
    }
}
下面是运行的结果（当关闭记事本后，会接着运行程序，打印信息）：
Notepad returned 0
请按任意键继续. . .

当子进程正在运行时，可以对标准输入输出进行读写。getOutputStream()方法和getInPutStream()方法返回对子进程的标准输入和输出。

四、来自SUN公司的java.long.Runtime类的API文档，网上有chm中文版的，很好找。为了查阅方便，我从SUN公司的JavaDoc站点上复制出来了Runtime类的API文档。