在Java程序中调用Windows命令是一项常见的需求,尤其在需要与操作系统底层功能交互时，例如执行批处理脚本、管理进程、操作文件系统等，Java提供了多种方式来实现这一功能，其中最常用的是通过Runtime类和ProcessBuilder类，下面将详细介绍这两种方法的使用场景、实现步骤及注意事项。
Runtime类是Java中与运行时环境交互的入口，它提供了一个exec()方法用于执行指定的命令字符串，该方法返回一个Process对象，代表命令执行后的进程，通过Process对象，可以获取命令的输入流、输出流和错误流，从而读取命令执行的结果或向命令传递输入，执行一个简单的dir命令并读取其输出，可以使用以下代码：
try {
Process process = Runtime.getRuntime().exec("dir");
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
System.out.println(line);
}
process.waitFor();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
Runtime.exec()方法在处理复杂命令或需要传递参数时可能不够灵活，尤其是当命令中包含空格或特殊字符时，容易出现解析错误，直接拼接命令字符串可能会导致安全风险，例如命令注入攻击，对于更复杂的场景，推荐使用ProcessBuilder类。
ProcessBuilder类提供了更强大的功能，允许通过列表形式指定命令及其参数，从而避免字符串解析的问题。ProcessBuilder还支持设置工作目录、环境变量以及重定向输入输出流，执行ping命令并重定向输出到文件，可以使用以下代码：
List<String> command = new ArrayList<>();
command.add("ping");
command.add("www.example.com");
command.add(">");
command.add("ping_result.txt");
ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder(command);
pb.directory(new File("C:\\temp"));
Process process = pb.start();
process.waitFor();
需要注意的是,Windows命令的执行路径可能因系统环境而异，例如某些命令（如ping）是系统内置的，而其他命令（如dir）则是cmd.exe的一部分，在执行命令时，可能需要显式调用cmd.exe并使用/c参数来指定命令，执行dir命令的正确方式是：
Process process = Runtime.getRuntime().exec("cmd /c dir");
命令执行的结果（包括标准输出和错误输出）需要及时读取，否则可能会导致进程阻塞，因为子进程的输出缓冲区满了之后，如果Java程序没有及时读取，子进程会等待缓冲区释放，从而形成死锁，建议同时读取标准输出和错误输出流，或者将错误流重定向到标准输出流。
在实际应用中,还需要考虑命令执行的超时问题，可以使用Process.waitFor()方法等待进程结束，但该方法会阻塞当前线程，直到进程完成，为了避免无限等待，可以通过Process.waitFor(long timeout, TimeUnit unit)方法设置超时时间，并在超时后强制终止进程。
以下是两种方法的对比表格：
| 特性 | Runtime.exec() | ProcessBuilder |
|---|---|---|
| 命令形式 | 字符串形式 | 列表形式（更安全） |
| 参数传递 | 需手动拼接，易出错 | 直接添加参数，避免解析问题 |
| 工作目录设置 | 不支持 | 通过directory()方法设置 |
| 环境变量 | 不支持 | 通过environment()方法修改 |
| 输出流重定向 | 需手动处理 | 通过redirectOutput()等方法支持 |
| 复杂命令处理 | 较弱 | 强大，适合构建复杂命令 |
关于命令执行的安全性问题,始终避免直接拼接用户输入到命令字符串中，以防恶意命令注入，如果必须使用用户输入，应对其进行严格的过滤或转义。
相关问答FAQs：
-
问：为什么使用
Runtime.exec()执行命令时，程序会卡住不动？
答：这通常是因为子进程的输出缓冲区满了，而Java程序没有及时读取标准输出或错误流，建议同时启动两个线程分别读取输出流和错误流，或者将错误流重定向到标准输出流，Process process = Runtime.getRuntime().exec("cmd /c dir 2>&1");。 -
问：如何在Java中执行需要管理员权限的Windows命令？
答：Java程序本身需要以管理员权限运行，可以通过右键点击Java应用程序（如JAR文件或IDE）并选择“以管理员身份运行”来提升权限，在命令中可以使用runas命令，但需要提供管理员密码，这通常不推荐用于自动化场景，因为密码硬编码存在安全风险。
