java Runtime类

Java的类库日益庞大，所包含的类和接口也不计其数。但其中有一些非常重要的类和接口，是Java类库中的核心部分。常见的有String、 Object、Class、Collection、ClassLoader、Runtime、Process...，熟悉这些类是学好Java的基础。而 这些类一般不容易理解，需要做深入的研究和实践才能掌握。下面是我对这些类理解和使用的一些总结。欢迎你在阅读后将你宝贵的意见和读后感留下！

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。 www.87717.com

    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。

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。

 

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：

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 www.87717.com

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。

 

增加的内容：

使用Runtime.getRuntime().exec()方法可以在java程序里运行外部程序。
  1. exec(String command)
  2. exec(String command, String envp[], File dir)
  3. exec(String cmd, String envp[])
  4. exec(String cmdarray[])
  5. exec(String cmdarray[], String envp[])
  6. exec(String cmdarray[], String envp[], File dir)
一般的应用程序可以直接使用第一版本，当有环境变量传递的时候使用后面的版本。其中2和6版本可以传递一个目录，标识当前目录，因为有些程序是使用相对目录的，所以就要使用这个版本。

cmd.exe /c start <FileName>
使用DOS命令(比如dir)时也要使用到调用。如果想与调用的程序进行交互，那么就要使用该方法的返回对象Process了，通过Process的 getInputStream()，getOutputStream()和getErrorStream()方法可以得到输入输出流，然后通过 InputStream可以得到程序对控制台的输出信息，通过OutputStream可以给程序输入指令,这样就达到了程序的交换功能。

用Java编写应用时，有时需要在程序中调用另一个现成的可执行程序或系统命令，这时可以通过组合使用Java提供的Runtime类和Process类的方法实现。下面是一种比较典型的程序模式：

在上面的程序中，第一行的“.\p.exe”是要执行的程序名，Runtime.getRuntime()返回当前应用程序的Runtime对象，该对象 的exec()方法指示Java虚拟机创建一个子进程执行指定的可执行程序，并返回与该子进程对应的Process对象实例。通过Process可以控制 该子进程的执行或获取该子进程的信息。第二条语句的目的等待子进程完成再往下执行。
但在windows平台上，如果处理不当，有时并不能得到预期的结果。下面是笔者在实际编程中总结的几种需要注意的情况：
  1、执行DOS的内部命令
  如果要执行一条DOS内部命令，有两种方法。一种方法是把命令解释器包含在exec()的参数中。例如，执行dir命令，在NT上，可写成exec("cmd.exe   /c dir")，在windows95/98下，可写成“command.exe /c dir”，其中参数“/c”表示命令执行后关闭DOS立即关闭窗口。另一种方法是，把内部命令放在一个批命令my_dir.bat文件中，在Java程序 中写成exec("my_dir.bat")。如果仅仅写成exec("dir")，Java虚拟机则会报运行时错误。前一种方法要保证程序的可移植性， 需要在程序中读取运行的操作系统平台，以调用不同的命令解释器。后一种方法则不需要做更多的处理。
  2、打开一个不可执行的文件
  打开一个不可执行的文件，但该文件存在关联的应用程序，则可以有两种方式。以打开一个word文档a.doc文件为例，Java中可以有以下两种写法：

  显然，前一种方法更为简捷方便。
  3、执行一个有标准输出的DOS可执行程序
  在Windows平台上，运行被调用程序的DOS窗口在程序执行完毕后往往并不会自动关闭，从而导致Java应用程序阻塞在waitfor()语句。导致 该现象的一个可能的原因是，该可执行程序的标准输出比较多，而运行窗口的标准输出缓冲区不够大。解决的办法是，利用Java中Process类提供的方法 让Java虚拟机截获被调用程序的DOS运行窗口的标准输出，在waitfor()命令之前读出窗口的标准输出缓冲区中的内容。一段典型的程序如下：