Java 實戰範例（41）：使用 Runtime 執行系統命令

在 Java 中呼叫作業系統原生指令，是整合外部程式、自動化部署、呼叫腳本的常見需求。java.lang.Runtime 類別提供了 exec() 方法，讓我們能夠啟動子程序並取得其輸出。本範例示範如何安全地執行系統命令並讀取結果。

完整程式碼

import java.io.*;

public class CmdExec {
    /**
     * 建構子：執行系統命令並即時輸出結果
     * @param cmdline 完整命令字串（如 "myprog.bat" 或 "ls -l"）
     */
    public CmdExec(String cmdline) {
        try {
            String line;
            // 1. 取得 Runtime 實例並啟動子程序
            Process p = Runtime.getRuntime().exec(cmdline);

            // 2. 使用緩衝讀取器包裝標準輸出流
            BufferedReader input = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(p.getInputStream())
            );

            // 3. 逐行讀取並輸出
            while ((line = input.readLine()) != null) {
                System.out.println("java print: " + line);
            }

            // 4. 關閉資源
            input.close();

        } catch (Exception err) {
            err.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String argv[]) {
        // 執行批次檔（Windows）或 Shell 腳本
        new CmdExec("myprog.bat");
    }
}

關鍵點解析

1. Runtime.getRuntime().exec()：啟動獨立程序，回傳 Process 物件代表子程序。
2. p.getInputStream()：取得子程序的標準輸出（stdout）。注意：若需捕捉錯誤輸出，須另行讀取 p.getErrorStream()。
3. BufferedReader + InputStreamReader：標準的「位元組轉字元、緩衝讀取」組合，支援逐行讀取。
4. 資源釋放：finally 區塊關閉串流是良好習慣（範例為簡潔省略，實務請補上）。
5. 阻塞風險：若子程序輸出大量資料且未及時讀取，可能導致緩衝區滿而阻塞。生產環境建議用獨立執行緒非同步讀取 stdout/stderr。

進階補充（Java 9+ 推薦）

Java 9 引入 ProcessBuilder 並強化 Process API，提供更靈活的參數傳遞、環境變數設定、輸出重導向等功能：

ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder("cmd.exe", "/c", "dir");
pb.redirectErrorStream(true); // 合併 stderr 到 stdout
Process p = pb.start();
// 後續讀取邏輯相同

小結

掌握 Runtime.exec() 是 Java 與系統整合的基礎。實務上請注意：非同步讀取雙向串流、設定逾時、處理編碼、防止指令注入。下一篇將介紹 ProcessBuilder 的進階用法。