Java的多进程运行模式分析

本文曾发表于天极网： http://dev.yesky.com/284/2659284.shtml

    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