Java创建Process对象调用linux shell过程乱码的探究

最新推荐文章于 2024-06-29 02:57:22 发布
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分类专栏： 知识传递 文章标签： 乱码 UTF-8 SHELL JAVA encoding
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/myjavacode/article/details/9633699
本文探讨了Java创建Process对象调用Linux shell时出现的乱码问题。问题源于编码字符集与解码字符集不一致。通过分析，发现JVM的defaultCharset在与shell交互时起关键作用，需要确保其为UTF-8。文中提到了通过设置JVM启动参数如-Dfile.encoding=UTF-8、-Duser.language=en和-Duser.country=US来确保返回的默认字符集为UTF-8，从而避免乱码。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

在多语言环境中，这个比较常用到：
设置JVM启动项：-Dfile.encoding=UTF-8
其他两个一般比较少
 

 以下内容：我仅以我的实际经验为准做的猜测性分析，当中有些内容可能和真实的技术实现不同或有错，敬请指出，谢谢！

我这里想分享一个关于乱码问题的探究和尚待完善的解决方案！ 

故事是这样开始的，一天，我通过项目的java代码调用linux的shell，比如：ssh admin@104.218.139.40:/export1/servers/nginx.sh , 脚本不存在，我得到了错误提示，但是错误提示是乱码。

为什么是乱码呢，我查看了我们的底层代码，发现 InputStreamReaderThread.java 的run方法，是把shell脚本调用的返回流用UTF-8解码。

 

乱码产生的根本原因是编码字符集和解码字符集不一致。

 

既然UTF-8解码有乱码，那么肯定是编码不是用UTF-8的，那么在这个交互过程中，编码的字符集由什么决定呢？

我查看了Java创建Process对象的相关文档，其中有说到，Process对象在创建的时候，如果不显式指定env，会从其父进程（JVM进程）获取环境参数（参考：http://tech.hexun.com/2009-06-08/118437291.html），

这些环境变量中，就有决定Process子进程在向linux发送命令时，申明自己的charset，这个charset就是JVM的defaultCharset，比如LANG=zh_CN.GBK, 所以在java代码中调用Charset.getDefaultCharset得到的

字符集，就是和linux shell交互时的字符集，只有保证了这个字符集也为UTF-8，那么就不会显示乱码了。

 

小结：JVM的defaultCharset要设置为UTF-8。那么怎么设置呢，有绝对能控制defaultCharset的方法吗？

 

回答：据我的了解，JVM的启动参数中没有能直接设置JVM defualtCharset的方法，JVM的defaultCharset是jvm内部逻辑代码根据jvm所在物理机器的locale和其他一些区域信息设置默认值的，比如我们安装一台机器，我们选的语言是中文，我们选的国家是中国，我们选的区域是中国上海，可能JVM的内部逻辑就猜测这个机器要用GBK编码，于是，该JVM的defaultCharset就定位GBK了。

 

据我实际的测试，能在大部分情况下保证 Charset.getDefaultCharset返回的是UTF-8：

1：设置JVM启动项：-Dfile.encoding=UTF-8

2：设置JVM启动项：-Duser.language=en

3：设置JVM启动项：-D user.country=US

 

 

Java code:

System. getenv ():

Result:

Windows:

{java.vm.version=20.9-b04, shared.loader=, java.vm.vendor=Sun Microsystems Inc., user.country=CN, sun.os.patch.level=Service Pack 1, java.vm.specification.name=Java Virtual Machine Specification,
os.name=Windows 7, sun.jnu.encoding=GBK, java.library.path=C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_34\bin;C:\Windows\Sun\Java\bin;C:\Windows\system32;C:\Windows; user.timezone=Asia/Shanghai, , java.home=C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_34\jre, sun.arch.data.model=32, user.language=zh, java.specification.vendor=Sun Microsystems Inc., awt.toolkit=sun.awt.windows.WToolkit, java.vm.info=mixed mode, java.version=1.6.0_34, file.encoding= GBK }


Linux:

{TERM=xterm,…..SSH_CONNECTION=104.218.134.25 56047 104.218.139.42 22, LD_LIBRARY_PATH=/java/jdk1.6.0_26/jre/lib/i386/server:/java/jdk1.6.0_26/jre/lib/i386:/java/jdk1.6.0_26/jre/../lib/i386, SHELL=/bin/bash…JRE_HOME=/java/jdk1.6.0_26/jre, USER=admin, CATALINA_HOME=/export/servers/tomcat6.0.33, HOME=/home/admin, JAVA_BIN=/export/servers/jdk1.6.0_25/bin, LESSOPEN=|/usr/bin/lesspipe.sh %s, LS_COLORS=no=00:fi=00:di=00;34:ln=00;36:pi=40;33:so=00;35:bd=40;33;01:cd=40;33;01:or=01;05;37;41:mi=01;05;37;41:ex=00;32:*.cmd=00;32:*.exe=00;32:*.com=00;32:*.btm=00;32:*.bat=00;32:*.sh=00;32:*.csh=00;32:*.tar=00;31:*.tgz=00;31:*.arj=00;31:*.taz=00;31:*.lzh=00;31:*.zip=00;31:*.z=00;31:*.Z=00;31:*.gz=00;31:*.bz2=00;31:*.bz=00;31:*.tz=00;31:*.rpm=00;31:*.cpio=00;31:*.jpg=00;35:*.gif=00;35:*.bmp=00;35:*.xbm=00;35:*.xpm=00;35:*.png=00;35:*.tif=00;35:, LANG=zh_CN.UTF-8, SSH_ASKPASS=/usr/libexec/openssh/gnome-ssh-askpass}


 


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Java调用外部程序的基本方法 Java调用CMD命令启动外部程序通常使用`java.lang.Runtime`类的`exec()`方法。这个方法允许Java程序执行操作系统命令： - **直接启动软件**：如果外部程序的可执行文件路径已知（如Windows的`notepad.exe`），可以直接调用`Runtime.getRuntime().exec("可执行文件路径")`。这避免了额外的CMD shell开销，提高效率。 - **通过CMD启动**：如果需要复杂的命令（如启动带参数的软件或调用特定批处理文件），可以使用`Runtime.getRuntime().exec("cmd /c 命令")`。这里的`/c`参数表示命令执行后关闭CMD窗口。 引用中提到的字符集问题很重要：在中文环境中，输出可能乱码，需指定正确的字符集（如Windows的GBK）。类似引用[^1]，我将代码适配到启动软件的场景[^1][^2]。 `ProcessBuilder`是另一种更现代的方法，提供更好的错误处理和参数控制（在稍后部分介绍）。引用[^4]总结了这些类的基本用法：`Runtime.exec()`适用于简单场景，而`ProcessBuilder`提供更多灵活性[^4]。 #### 2. 使用Runtime.exec()启动外部程序示例 以下是一个完整的Java代码示例，演示如何通过CMD命令启动记事本（`notepad.exe`）： - 代码功能：执行`Runtime.getRuntime().exec("notepad.exe")`直接启动记事本，并读取输出流（尽管启动软件通常不需要输出，但示例中包括了它以演示完整流程）。 - 关键步骤： - 构建命令字符串：直接指定软件的可执行文件，或通过`cmd /c start`调用。 - 读取进程输入流：使用`BufferedReader`处理命令的输出（避免阻塞）。 - 读取错误流：单独处理错误信息，防止异常。 - 等待进程完成：使用`process.waitFor()`确保命令执行完毕。 ```java import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.InputStreamReader; public class RunExternalProgramExample { public static void main(String[] args) { try { // 示例1：直接启动记事本软件（notepad.exe） String command = "notepad.exe"; // 可以直接启动外部程序 // 示例2：通过CMD启动记事本（等同于直接启动，演示带CMD的用法） // String command = "cmd /c start notepad.exe"; // 使用CMD调用软件 // 执行命令 Process process = Runtime.getRuntime().exec(command); // 读取命令的输出流（软件的启动输出） InputStream inputStream = process.getInputStream(); BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, "GBK")); // 指定GBK编码处理中文输出 String line; System.out.println("=== 命令输出 ==="); while ((line = reader.readLine()) != null) { System.out.println(line); } // 读取错误流 InputStream errorStream = process.getErrorStream(); BufferedReader errorReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(errorStream, "GBK")); System.out.println("=== 错误输出 ==="); while ((line = errorReader.readLine()) != null) { System.err.println(line); } // 等待命令执行完成 int exitCode = process.waitFor(); System.out.println("命令执行完毕，退出代码: " + exitCode); } catch (IOException | InterruptedException e) { e.printStackTrace(); // 处理异常，如命令无效或中断 } } } ``` **代码解释**： - **直接启动 vs CMD启动**：示例中注释了两行命令字符串。`notepad.exe`直接启动软件；`cmd /c start notepad.exe`通过CMD启动（`start`命令保证新窗口打开）。启动记事本通常不需要输出，但代码演示了输出和错误处理。 - **字符集编码**：引用[^1]提到Windows中CMD输出可能乱码，设置`InputStreamReader`为GBK编码解决此问题（中文环境常用GBK或UTF-8）[^1]。 - **错误处理**：`process.waitFor()`确保Java等待外部程序结束；输出和错误流用单独线程读取，避免进程阻塞（生产代码中建议用线程池）。 - 运行此代码：在命令行编译并执行Java程序，启动记事本并打印日志。如果命令无效（如软件路径错误），错误流会显示信息。 #### 3. 使用ProcessBuilder启动外部程序 `ProcessBuilder`类是更推荐的替代方案，提供更好的安全性和可配置性（如设置工作目录或环境变量）。参考引用[^2]和[^4]，这里提供一个启动其他软件的示例（以启动计算器为例）[^4]： ```java import java.io.IOException; public class ProcessBuilderExample { public static void main(String[] args) { try { // 构建命令：启动计算器（calc.exe） ProcessBuilder processBuilder = new ProcessBuilder("cmd", "/c", "start", "calc.exe"); // 通过CMD启动，也可以直接指定"calc.exe" // 设置工作目录（可选） // processBuilder.directory(new File("C:\\Users")); // 启动进程 Process process = processBuilder.start(); // 简化的输出处理（实际应用中与Runtime类似） int exitCode = process.waitFor(); System.out.println("进程结束，退出代码: " + exitCode); } catch (IOException | InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` **优点**：`ProcessBuilder`允许链式调用（如`processBuilder.command(command).start()`），便于添加参数或重定向输出（比`Runtime.exec()`更安全）[^4]。 #### 4. 注意事项和常见问题 - **参数传递**：启动软件时可添加参数，如`notepad.exe C:\\test.txt`打开指定文件。使用数组格式避免空格问题，例如`Runtime.getRuntime().exec(new String[]{"cmd", "/c", "notepad.exe", "C:\\test.txt"})`。 - **字符集问题**：Windows中CMD默认GBK编码，Linux为UTF-8。参考引用[^1]，始终指定编码防止乱码[^1]。 - **跨平台兼容性**：在Linux中，使用`/bin/sh`代替CMD（如`Runtime.getRuntime().exec("/bin/sh -c 'command'")`）。`ProcessBuilder`自动处理不同平台。 - **安全风险**：`Runtime.exec()`可以运行任意命令，但存在注入风险（例如用户输入命令字符串）。避免使用未验证命令，引用[^3]提到错误方法，建议使用参数数组或`ProcessBuilder`隔离参数[^3]。 - **性能与阻塞**：启动耗时的外部程序时，读取输出流应在单独线程进行（避免Java主线程卡住）。 #### 总结 通过上述示例，用户可以快速上手使用Java的`Runtime.exec()`或`ProcessBuilder`启动外部软件。方法选择： - 简单场景用`Runtime.exec()`，代码简洁。 - 复杂控制用`ProcessBuilder`，提供更健壮的错误处理。 如果您有具体软件路径或环境问题，欢迎提供更多细节！
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