Java应用程序中执行Linux指令（无第三方jar包）

在一些Java应用程序中，需要执行一些Linux系统命令，例如服务器资源查看、文件操作等。为了实现这样的需求，本文将介绍如何在Java应用程序中执行Linux指令，并提供一些实用的示例。此外，本文不使用第三方jar包，完全基于Java自带的API库。

执行指令获取服务器资源

执行结果

如何在Java中执行Linux指令

• 在Java中，我们可以通过Runtime类和Process类提供的API来调用Linux系统命令，以下是两种实现方式

  • Runtime

    Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
    // 执行Linux命令，具体命令在command中指定
    Process process = runtime.exec(command);
    

  • ProcessBuilder

    • 相比于Runtime.exec()，ProcessBuilder提供了更多的控制和配置选项，本文采用这种方式。

      ProcessBuilder构造函数需要传入一个字符串列表，每个字符串代表一个命令和其参数；也可以是任意多个String... command，在底层会将String... command转为ArrayList

    • 使用ProcessBuilderAPI可以实现更为灵活的命令执行，并且避免了一些潜在的安全风险

    List<String> commands = Arrays.asList("ls", "-l");
    // 调用start()方法来执行命令
    ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder(commands);
    Process process = pb.start();
    

• 获取结果

  // 通过process.getInputStream()获取Linux命令的执行结果的输入流，构造InputStreamReader对象将其转化为字符流
  // 再通过BufferedReader对其进行缓冲区处理，提高读取效率
  BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
  
  String line = null;
  // 循环读取每一行命令执行结果
  while ((line = reader.readLine()) != null) {
      // 打印每一行命令执行结果到控制台
      System.out.println(line);
  }
  

工具类封装

• 为提高代码的复用性、可维护性，将执行linux命令工具类进行封装

  public class Resource {
      /**
       * 获取资源使用情况，
       */
      public static void getResourceUsage() {
          String[] cpu = {"/bin/sh", "-c", "ps aux --sort=-%cpu --no-header | head -1 | awk '{printf \"%.2f%%\\n\", $3}'"};
          String[] mem = {"/bin/sh", "-c", "free -t | tail -1 | awk '{printf \"%.2f%%\\n\", $3/$2*100}'"};
          String[] memMax = {"/bin/sh", "-c", "ps aux --sort=-%cpu --no-header | head -1 | awk '{printf \"%.2f%%\\n\", $4}'"};
          try {
              System.out.println("cpu使用最大值%CPU: " + execCommand(cpu));
              System.out.println("内存使用总量%MEM: " + execCommand(mem));
              System.out.println("cpu使用最大进程内存使用值%MEM: " + execCommand(memMax));
          } catch (
                  Exception e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  
      /**
       * 执行Linux命令工具方法
       *
       * @param commands 命令数组，格式为 {"/bin/sh", "-c", "command xxx"}
       * @return 命令执行完之后返回值
       * @throws IOException
       * @throws InterruptedException
       */
      public static String execCommand(String[] commands) throws IOException, InterruptedException {
          Process process = null;
          BufferedReader reader = null;
          StringBuilder sb = new StringBuilder();
          try {
              process = new ProcessBuilder(commands).start();
              // 获取标准输入流 process.getInputStream()
              reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
              String line;
              while ((line = reader.readLine()) != null) {
                  sb.append(line);
              }
              // 等待进程结束
              int exitCode = process.waitFor();
              if (exitCode != 0) {
                  throw new RuntimeException("Command exited with non-zero status code: " + exitCode);
              }
          } catch (IOException e) {
              throw new RuntimeException("Failed to execute command: " + e.getMessage());
          } finally {
              if (reader != null) {
                  reader.close();
              }
              if (process != null) {
                  process.destroy();
              }
          }
          return sb.toString();
      }
  }
  

测试

• 为方便测试，使用springboot提供的@Scheduled(cron = "0/10 * * * * ?")每隔10s执行一次，将资源使用情况打印到日志

  @Component
  @Slf4j
  public class TestTask {
  
      // 每隔10s执行一次
      @Scheduled(cron = "0/10 * * * * ?")
      public void test() {
          SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
          log.info("当前执行时间：{}", sdf.format(System.currentTimeMillis()));
          Resource.getResourceUsage();
          log.info("服务器资源检测执行完毕");
      }
  }
  

参考资料

How to Run a Shell Command in Java | Baeldung

ProcessBuilder (Java Platform SE 8 )