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Java 調用原生程式實戰：基於 Runtime.exec 實現系統音量控制

編輯：Java 相關知識

場景痛點：Java 無法直接操作硬體

Java 為了跨平台犧牲了對底層硬體的直接控制權。當需要調節系統音量、讀取感測器等硬體相關功能時，常見策略是：用 C/C++ 編寫原生小工具，Java 透過 Runtime.exec() 呼叫並解析輸出。本文以音量控制為例，完整演示此混合開發模式。

第一階段：VC++ 開發音量控制執行檔

使用 Windows Multimedia API 實現三大核心功能：

mixerGetLineInfo：定位 Master Volume 控制線路
mixerGetControlDetails：讀取當前音量值
mixerSetControlDetails：設定新音量值

編譯為 Console 應用程式 VolumeControl.exe，支援三種參數模式：

參數	功能	輸出範例
`0`	查詢當前音量	標準輸出數字 0-100
`1`	增加音量	無輸出
`2`	減少音量	無輸出

第二階段：Java 端封裝與 UI 整合

核心邏輯類：VolumeTracker

public class VolumeTracker extends JPanel implements Runnable {
    private Thread pbThread;  // 繪圖刷新執行緒
    private double seconds = 82.0;  // 當前音量 (0-100 映射)
    private final double duration = 100.0;

    // 初始化：呼叫 exe 取得初始音量
    private void initVolume() {
        try {
            Runtime rt = Runtime.getRuntime();
            String cmd = new MngPathTool().getCurPath() + "\\binex\\VolumeControl.exe 0";
            Process child = rt.exec(cmd);
            
            // 讀取標準輸出解析音量值
            InputStreamReader reader = new InputStreamReader(child.getInputStream());
            char[] buf = new char[5];
            reader.read(buf);
            String volStr = new String(buf).replaceAll("\\D", "");
            seconds = Integer.parseInt(volStr);
            
            child.waitFor();  // 等待結束
        } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
    }

    // 繪製垂直進度條
    public void paint(Graphics g) {
        Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
        Dimension d = getSize();
        g2.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
        
        int numSegments = 20;
        int progress = (int) ((duration - seconds) / duration * numSegments);
        double segHeight = (d.height - 4) / (double) numSegments;
        
        for (int i = 0; i < numSegments; i++) {
            g2.setColor(i < progress ? Color.BLUE : Color.BLUE.darker());
            g2.fill3DRect(2, (int)(i * segHeight) + 2, d.width - 4, (int)segHeight, true);
        }
    }

    // 控制介面
    public void addVolume() { changeVolume(false); initVolume(); }
    public void minusVolume() { changeVolume(true); initVolume(); }

    private void changeVolume(boolean isMinus) {
        try {
            String cmd = new MngPathTool().getCurPath() + 
                "\\binex\\VolumeControl.exe " + (isMinus ? "2" : "1");
            Runtime.getRuntime().exec(cmd);
        } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
    }
    
    // 執行緒循環刷新
    public void run() {
        while (pbThread != null) {
            try { pbThread.sleep(99); } catch (Exception e) { break; }
            repaint();
        }
    }
}