Java 調用系統命令執行壓縮：Runtime.exec 字串 vs 陣列參數的坑與跨平台解決方案

根本原因：Java 如何解析命令

正確寫法：String 陣列參數

// 將命令拆解為獨立參數元素，路徑含空格無需加引號！
String[] cmd = {
    "C:/Program Files (x86)/WinRAR/rar.exe",  // 可執行檔完整路徑
    "a",                                      // WinRAR 參數：添加到壓縮檔
    "C:/test.rar",                            // 目標壓縮檔
    "c:/test.log"                             // 來源檔案
};

Process proc = Runtime.getRuntime().exec(cmd);

為什麼這樣寫能解決空格問題？

OS 執行體 (Windows `CreateProcess` / Linux `execve`) 接收的是 **argv 陣列**。陣列第 0 個元素是程式路徑，後續是參數。Java 陣列版 `exec` 直接映射到 argv，**每個元素獨立傳遞，空格屬於路徑一部分，不再是分隔符**。

進階封裝：通用命令執行工具類

import java.io.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ProcessExecutor {

    /**
     * 執行外部命令，捕獲輸出/錯誤流，支援超時控制
     * @param command 陣列命令
     * @param timeoutSeconds 超時秒數 (0 表示無限等待)
     * @return 執行結果
     */
    public static ExecResult execute(String[] command, int timeoutSeconds) {
        ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder(command);
        // 合併錯誤流到標準輸出，避免雙流閱讀死鎖
        pb.redirectErrorStream(true); 
        
        // 可選：設定工作目錄、環境變數
        // pb.directory(new File("/tmp"));
        // pb.environment().put("LANG", "en_US.UTF-8");

        try {
            Process process = pb.start();
            
            // 異步讀取輸出 (避免緩衝區滿導致阻塞)
            StringBuilder output = new StringBuilder();
            Thread readerThread = new Thread(() -> {
                try (BufferedReader reader = new BufferedReader(
                        new InputStreamReader(process.getInputStream(), "UTF-8"))) {
                    String line;
                    while ((line = reader.readLine()) != null) {
                        output.append(line).append('\n');
                    }
                } catch (IOException ignored) {}
            });
            readerThread.start();

            // 等待結束或超時
            boolean finished = timeoutSeconds > 0 
                ? process.waitFor(timeoutSeconds, TimeUnit.SECONDS)
                : (process.waitFor(), true); // Java 8+ waitFor() 無超時版本

            readerThread.join(1000); // 等讀取線程結束

            if (!finished) {
                process.destroyForcibly(); // 強制殺掉進程樹
                return new ExecResult(-1, output.toString(), "Timeout after " + timeoutSeconds + "s");
            }

            return new ExecResult(process.exitValue(), output.toString(), null);
            
        } catch (IOException | InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
            return new ExecResult(-1, "", e.getMessage());
        }
    }

    // 結果封裝
    public static class ExecResult {
        public final int exitCode;
        public final String output;
        public final String error;
        public ExecResult(int exitCode, String output, String error) {
            this.exitCode = exitCode; this.output = output; this.error = error;
        }
        public boolean isSuccess() { return exitCode == 0; }
    }
}

使用範例

// 壓縮
String[] zipCmd = {"C:/Program Files/7-Zip/7z.exe", "a", "-tzip", "D:/backup.zip", "D:/data"};
ExecResult r = ProcessExecutor.execute(zipCmd, 60);
if (r.isSuccess()) { log.info("壓縮成功: {}", r.output); }
else { log.error("壓縮失敗: code={}, err={}, out={}", r.exitCode, r.error, r.output); }

// 解壓 (跨平台 Linux/macOS/Windows 通用)
String[] unzipCmd = {"/usr/bin/unzip", "-o", "/tmp/data.zip", "-d", "/tmp/out"};
// Windows 可用 7z.exe x -o"dir" file.zip

跨平台壓縮方案選型建議

架構師建議：除非極度依賴特定壓縮格式/參數，**優先使用純 Java 庫 (如 Zip4j 支援 AES 加密、分卷、流式)**。避免進程啟動開銷、路徑依賴、權限問題、跨平台不一致。僅在必須調用外部工具時，使用 `ProcessBuilder` + 陣列參數 + 超時控制 + 流異步讀取。

純 Java 替代方案：Zip4j 範例 (支援加密、分卷、流式)

// Maven: net.lingala.zip4j:zip4j:2.11.+
import net.lingala.zip4j.ZipFile;
import net.lingala.zip4j.model.ZipParameters;
import net.lingala.zip4j.model.enums.CompressionLevel;
import net.lingala.zip4j.model.enums.CompressionMethod;
import net.lingala.zip4j.model.enums.EncryptionMethod;

public class Zip4jDemo {
    public static void createEncryptedZip(String srcDir, String zipPath, String password) {
        ZipParameters params = new ZipParameters();
        params.setCompressionMethod(CompressionMethod.DEFLATE);
        params.setCompressionLevel(CompressionLevel.NORMAL);
        params.setEncryptionMethod(EncryptionMethod.AES_256);
        params.setEncryptFiles(true);
        params.setPassword(password.toCharArray());

        try (ZipFile zipFile = new ZipFile(zipPath, password.toCharArray())) {
            zipFile.addFolder(srcDir, params); // 一行搞定資料夾遞歸壓縮+加密
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException("壓縮失敗", e);
        }
    }
}

總結

1. 永遠使用 `String[]` 陣列參數 呼叫 `Runtime.exec` 或 `ProcessBuilder`，徹底解決空格、特殊字元、跨平台解析差異。
2. 生產環境**必須**處理：輸出/錯誤流異步讀取 (防死鎖)、超時強制殺進程、非零退出碼異常拋出。
3. 優先選擇 **純 Java 壓縮庫 (Zip4j, Commons Compress)**，消除外部依賴，提升可移植性與安全性。
4. 若必須調用外部工具，**統一使用 7-Zip** 跨平台一致性最佳。