深入研究java.lang.Runtime类【转】
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轉自：http://blog.csdn.net/lastsweetop/article/details/3961911
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前言：Java的類庫日益龐大，所包含的類和接口也不計其數。但其中有一些非常重要的類和接口，是Java類庫中的核心部分。常見的有String、Object、Class、Collection、ClassLoader、Runtime、Process...，熟悉這些類是學好Java的基礎。而這些類一般不容易理解，需要做深入的研究和實踐才能掌握。下面是我對這些類理解和使用的一些總結。歡迎你在閱讀后將你寶貴的意見和讀后感留下！
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一、概述
????? Runtime類封裝了運行時的環境。每個 Java 應用程序都有一個 Runtime 類實例，使應用程序能夠與其運行的環境相連接。
????? 一般不能實例化一個Runtime對象，應用程序也不能創建自己的 Runtime 類實例，但可以通過 getRuntime 方法獲取當前Runtime運行時對象的引用。
????? 一旦得到了一個當前的Runtime對象的引用，就可以調用Runtime對象的方法去控制Java虛擬機的狀態和行為。?
????? 當Applet和其他不被信任的代碼調用任何Runtime方法時，常常會引起SecurityException異常。
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二、API預覽
??? addShutdownHook(Thread hook)?
????? 注冊新的虛擬機來關閉掛鉤。?
??? availableProcessors()?
????? 向 Java 虛擬機返回可用處理器的數目。?
??? exec(String command)?
????? 在單獨的進程中執行指定的字符串命令。?
??? exec(String[] cmdarray)?
????? 在單獨的進程中執行指定命令和變量。?
??? exec(String[] cmdarray, String[] envp)?
????? 在指定環境的獨立進程中執行指定命令和變量。?
??? exec(String[] cmdarray, String[] envp, File dir)?
????? 在指定環境和工作目錄的獨立進程中執行指定的命令和變量。?
??? exec(String command, String[] envp)?
????? 在指定環境的單獨進程中執行指定的字符串命令。?
??? exec(String command, String[] envp, File dir)?
????? 在有指定環境和工作目錄的獨立進程中執行指定的字符串命令。?
??? exit(int status)?
????? 通過啟動虛擬機的關閉序列，終止當前正在運行的 Java 虛擬機。?
??? freeMemory()?
????? 返回 Java 虛擬機中的空閑內存量。?
??? gc()?
????? 運行垃圾回收器。?
??? InputStream getLocalizedInputStream(InputStream in)?
????? 已過時。 從 JDK 1.1 開始，將本地編碼字節流轉換為 Unicode 字符流的首選方法是使用 InputStreamReader 和 BufferedReader 類。?
??? OutputStream getLocalizedOutputStream(OutputStream out)?
????? 已過時。 從 JDK 1.1 開始，將 Unicode 字符流轉換為本地編碼字節流的首選方法是使用 OutputStreamWriter、BufferedWriter 和 PrintWriter 類。?
??? getRuntime()?
????? 返回與當前 Java 應用程序相關的運行時對象。?
??? halt(int status)?
????? 強行終止目前正在運行的 Java 虛擬機。?
??? load(String filename)?
????? 加載作為動態庫的指定文件名。?
??? loadLibrary(String libname)?
????? 加載具有指定庫名的動態庫。?
??? maxMemory()?
????? 返回 Java 虛擬機試圖使用的最大內存量。?
??? removeShutdownHook(Thread hook)?
????? 取消注冊某個先前已注冊的虛擬機關閉掛鉤。?
??? runFinalization()?
????? 運行掛起 finalization 的所有對象的終止方法。?
??? runFinalizersOnExit(value)?
????? 已過時。 此方法本身具有不安全性。它可能對正在使用的對象調用終結方法，而其他線程正在操作這些對象，從而導致不正確的行為或死鎖。?
??? totalMemory()?
????? 返回 Java 虛擬機中的內存總量。?
??? traceInstructions(on)?
????? 啟用／禁用指令跟蹤。?
??? traceMethodCalls(on)?
????? 啟用／禁用方法調用跟蹤。
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三、常見的應用
1、內存管理：
Java提供了無用單元自動收集機制。通過totalMemory()和freeMemory()方法可以知道對象的堆內存有多大，還剩多少。
Java會周期性的回收垃圾對象（未使用的對象），以便釋放內存空間。但是如果想先于收集器的下一次指定周期來收集廢棄的對象，可以通過調用gc()方法來根據需要運行無用單元收集器。一個很好的試驗方法是先調用gc()方法，然后調用freeMemory()方法來查看基本的內存使用情況，接著執行代碼，然后再次調用freeMemory()方法看看分配了多少內存。下面的程序演示了這個構想。
//此實例來自《java核心技術》卷一
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);
??? }
}
編譯后運行結果如下（不同的機器不同時間運行的結果也不一定一樣）：
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
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2、執行其他程序
在安全的環境中，可以在多任務操作系統中使用Java去執行其他特別大的進程（也就是程序）。ecec()方法有幾種形式命名想要運行的程序和它的輸入參數。ecec()方法返回一個Process對象，可以使用這個對象控制Java程序與新運行的進程進行交互。ecec()方法本質是依賴于環境。
下面的例子是使用ecec()方法啟動windows的記事本notepad。這個例子必須在Windows操作系統上運行。
//此實例來自《Java核心技術》卷一
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()還有其他幾種形式，例子中演示的是最常用的一種。ecec()方法返回Process對象后，在新程序開始運行后就可以使用Process的方法了。可以用destory()方法殺死子進程，也可以使用waitFor()方法等待程序直到子程序結束，exitValue()方法返回子進程結束時返回的值。如果沒有錯誤，將返回0，否則返回非0。下面是關于ecec()方法的例子的改進版本。例子被修改為等待，直到運行的進程退出：
//此實例來自《Java核心技術》卷一
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());
??? }
}
下面是運行的結果（當關閉記事本后，會接著運行程序，打印信息）：
Notepad returned 0
請按任意鍵繼續. . .
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當子進程正在運行時，可以對標準輸入輸出進行讀寫。getOutputStream()方法和getInPutStream()方法返回對子進程的標準輸入和輸出。
四、來自SUN公司的java.long.Runtime類的API文檔，網上有chm中文版的，很好找。為了查閱方便，我從SUN公司的JavaDoc站點上復制出來了Runtime類的API文檔。
java.lang?
類 Runtime
java.lang.Object java.lang.Runtime
public class Runtimeextends Object
每個 Java 應用程序都有一個?Runtime?類實例，使應用程序能夠與其運行的環境相連接。可以通過?getRuntime?方法獲取當前運行時。
應用程序不能創建自己的 Runtime 類實例。
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從以下版本開始：| ?void | addShutdownHook(Thread?hook)? ??????????注冊新的虛擬機來關閉掛鉤。 |
| ?int | availableProcessors()? ??????????向 Java 虛擬機返回可用處理器的數目。 |
| ?Process | exec(String?command)? ??????????在單獨的進程中執行指定的字符串命令。 |
| ?Process | exec(String[]?cmdarray)? ??????????在單獨的進程中執行指定命令和變量。 |
| ?Process | exec(String[]?cmdarray,?String[]?envp)? ??????????在指定環境的獨立進程中執行指定命令和變量。 |
| ?Process | exec(String[]?cmdarray,?String[]?envp,?File?dir)? ??????????在指定環境和工作目錄的獨立進程中執行指定的命令和變量。 |
| ?Process | exec(String?command,?String[]?envp)? ??????????在指定環境的單獨進程中執行指定的字符串命令。 |
| ?Process | exec(String?command,?String[]?envp,?File?dir)? ??????????在有指定環境和工作目錄的獨立進程中執行指定的字符串命令。 |
| ?void | exit(int?status)? ??????????通過啟動虛擬機的關閉序列，終止當前正在運行的 Java 虛擬機。 |
| ?long | freeMemory()? ??????????返回 Java 虛擬機中的空閑內存量。 |
| ?void | gc()? ??????????運行垃圾回收器。 |
| ?InputStream | getLocalizedInputStream(InputStream?in)? ??????????已過時。?從 JDK?1.1 開始，將本地編碼字節流轉換為 Unicode 字符流的首選方法是使用?InputStreamReader?和?BufferedReader類。 |
| ?OutputStream | getLocalizedOutputStream(OutputStream?out)? ??????????已過時。?從 JDK?1.1 開始，將 Unicode 字符流轉換為本地編碼字節流的首選方法是使用?OutputStreamWriter、BufferedWriter和?PrintWriter?類。 |
| static?Runtime | getRuntime()? ??????????返回與當前 Java 應用程序相關的運行時對象。 |
| ?void | halt(int?status)? ??????????強行終止目前正在運行的 Java 虛擬機。 |
| ?void | load(String?filename)? ??????????加載作為動態庫的指定文件名。 |
| ?void | loadLibrary(String?libname)? ??????????加載具有指定庫名的動態庫。 |
| ?long | maxMemory()? ??????????返回 Java 虛擬機試圖使用的最大內存量。 |
| ?boolean | removeShutdownHook(Thread?hook)? ??????????取消注冊某個先前已注冊的虛擬機關閉掛鉤。 |
| ?void | runFinalization()? ??????????運行掛起 finalization 的所有對象的終止方法。 |
| static?void | runFinalizersOnExit(boolean?value)? ??????????已過時。?此方法本身具有不安全性。它可能對正在使用的對象調用終結方法，而其他線程正在操作這些對象，從而導致不正確的行為或死鎖。 |
| ?long | totalMemory()? ??????????返回 Java 虛擬機中的內存總量。 |
| ?void | traceInstructions(boolean?on)? ??????????啟用／禁用指令跟蹤。 |
| ?void | traceMethodCalls(boolean?on)? ??????????啟用／禁用方法調用跟蹤。 |
| clone,?equals,?finalize,?getClass,?hashCode,?notify,?notifyAll,?toString,?wait,?wait,?wait |
getRuntime
public static Runtime getRuntime()?
exit
public void exit(int?status)虛擬機的關閉序列包含兩個階段。在第一個階段中，會以某種未指定的順序啟動所有已注冊的關閉掛鉤（如果有的話），并且允許它們同時運行直至結束。在第二個階段中，如果已啟用退出終結，則運行所有未調用的終結方法。一旦完成這個階段，虛擬機就會暫停。
如果在虛擬機已開始其關閉序列后才調用此方法，那么若正在運行關閉掛鉤，則將無限期地阻斷此方法。如果已經運行完關閉掛鉤，并且已啟用退出終結 (on-exit finalization)，那么此方法將利用給定的狀態碼（如果狀態碼是非零值）暫停虛擬機；否則將無限期地阻斷虛擬機。
System.exit?方法是調用此方法的一種傳統而便捷的方式。
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addShutdownHook
public void addShutdownHook(Thread?hook)Java 虛擬機會為了響應以下兩類事件而關閉：
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- 程序正常退出，這發生在最后的非守護線程退出時，或者在調用?exit（等同于System.exit）方法時。或者，
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- 為響應用戶中斷而終止?虛擬機，如鍵入?^C；或發生系統事件，比如用戶注銷或系統關閉。
關閉掛鉤?只是一個已初始化但尚未啟動的線程。虛擬機開始啟用其關閉序列時，它會以某種未指定的順序啟動所有已注冊的關閉掛鉤，并讓它們同時運行。運行完所有的掛鉤后，如果已啟用退出終結，那么虛擬機接著會運行所有未調用的終結方法。最后，虛擬機會暫停。注意，關閉序列期間會繼續運行守護線程，如果通過調用?exit?方法來發起關閉序列，那么也會繼續運行非守護線程。
一旦開始了關閉序列，則只能通過調用?halt?方法來停止這個序列，此方法可強行終止虛擬機。
一旦開始了關閉序列，則不可能注冊新的關閉掛鉤或取消注冊先前已注冊的掛鉤。嘗試執行這些操作會導致拋出?IllegalStateException。
關閉掛鉤可在虛擬機生命周期中的特定時間運行，因此應保護性地對其進行編碼。特別是應將關閉掛鉤編寫為線程安全的，并盡可能地避免死鎖。關閉掛鉤還應該不盲目地依靠某些服務，這些服務可能已注冊了自己的關閉掛鉤，所以其本身可能正處于關閉進程中。
關閉掛鉤應該快速地完成其工作。當程序調用?exit?時，虛擬機應該迅速地關閉并退出。由于用戶注銷或系統關閉而終止虛擬機時，底層的操作系統可能只允許在固定的時間內關閉并退出。因此在關閉掛鉤中嘗試進行任何用戶交互或執行長時間的計算都是不明智的。
與其他所有線程一樣，通過調用線程?ThreadGroup?對象的?uncaughtException?方法，可在關閉掛鉤中處理未捕獲的異常。此方法的默認實現是將該異常的堆棧跟蹤 (stack trace) 打印至?System.err?并終止線程；它不會導致虛擬機退出或暫停。
僅在很少的情況下，虛擬機可能會中止，也就是沒有完全關閉就停止運行。虛擬機被外部終止時會出現這種現象，比如在 Unix 上使用?SIGKILL?信號或者在 Microsoft Windows 上調用?TerminateProcess。如果由于內部數據結構損壞或試圖訪問不存在的內存而導致本機方法執行錯誤，那么可能也會中止虛擬機。如果虛擬機中止，則無法保證是否將運行關閉掛鉤。
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removeShutdownHook
public boolean removeShutdownHook(Thread?hook)?
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halt
public void halt(int?status)應小心使用此方法。與?exit?方法不同，此方法不會啟動關閉掛鉤，并且如果已啟用退出終結，此方法也不會運行未調用的終結方法。如果已經發起關閉序列，那么此方法不會等待所有正在運行的關閉掛鉤或終結方法完成其工作。
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runFinalizersOnExit
@Deprecated public static void runFinalizersOnExit(boolean?value)?
如果有安全管理器，則首先使用 0 作為變量來調用其?checkExit?方法，以確保允許退出。這可能會導致 SecurityException。
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exec
public Process exec(String?command)throws IOException這是一個很有用的方法。對于?exec(command)?形式的調用而言，其行為與調用?exec(command, null, null)?完全相同。
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exec
public Process exec(String?command,String[]?envp)throws IOException這是一個很有用的方法。對于?exec(command, envp)?形式的調用而言，其行為與調用?exec(command, envp, null)?完全相同。
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exec
public Process exec(String?command,String[]?envp,File?dir)throws IOException這是一個很有用的方法。對于?exec(command, envp, dir)?形式的調用而言，其行為與調用?exec(cmdarray, envp, dir)?完全相同，其中?cmdarray是?command?中所有標記的數組。
更準確地說，可以使用通過調用?new?StringTokenizer(command)?創建的?StringTokenizer?將?command?字符串拆解成標記，調用時不對字符類別做進一步的修改。然后將標記生成器所生成的標記以相同的順序放入新的字符串數組?cmdarray?中。
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exec
public Process exec(String[]?cmdarray)throws IOException這是一個很有用的方法。對于?exec(cmdarray)?形式的調用而言，其行為與調用?exec(cmdarray, null, null)?完全相同。
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exec
public Process exec(String[]?cmdarray,String[]?envp)throws IOException這是一個很有用的方法。對于?exec(cmdarray, envp)?形式的調用而言，其行為與調用?exec(cmdarray, envp, null)?完全相同。
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exec
public Process exec(String[]?cmdarray,String[]?envp,File?dir)throws IOException給定的字符串數組?cmdarray?表示一個命令行標記，字符串數組?envp?則表示“環境”變量設置，此方法會創建一個新進程，而指定的命令就在這個進程中執行。
此方法檢查?cmdarray?是否是一條有效的操作系統命令。哪些命令有效取決于系統，但是該命令至少必須有一個非 null 字符串的非空列表。
如果?envp?為?null，那么子進程會繼承當前進程的環境設置。
ProcessBuilder.start()?現在是啟用一個具有已修改環境的進程的首選方法。
dir?指定了新子進程的工作目錄。如果?dir?為?null，那么子進程會繼承當前進程的當前工作目錄。
如果安全管理器存在，則用數組?cmdarray?的第一個元素作為變量來調用安全管理器的?checkExec?方法。這可能導致拋出?SecurityException。
啟動操作系統進程的方式完全取決于系統。其中有很多方面會導致錯誤：
- 未找到操作系統程序文件。
- 對程序文件的訪問被拒絕。
- 工作目錄不存在。
這些情況都會拋出一個異常。該異常的具體特性取決于系統，但它總是?IOException?的一個子類。
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availableProcessors
public int availableProcessors()該值在特定的虛擬機調用期間可能發生更改。因此，對可用處理器數目很敏感的應用程序應該不定期地輪詢該屬性，并相應地調整其資源用法。
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freeMemory
public long freeMemory()?
totalMemory
public long totalMemory()注意，保存任意給定類型的一個對象所需的內存量可能取決于實現方法。
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maxMemory
public long maxMemory()?
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gc
public void gc()名稱?gc?代表“垃圾回收器”。虛擬機根據需要在單獨的線程中自動執行回收過程，甚至不用顯式調用?gc?方法。
方法?System.gc()?是調用此方法的一種傳統而便捷的方式。
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runFinalization
public void runFinalization()如果不顯式調用?runFinalization?方法，則 Java 虛擬機會根據需要在單獨的線程中自動執行此終止過程。
方法?System.runFinalization()?是調用此方法的一種傳統而便捷的方式。
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traceInstructions
public void traceInstructions(boolean?on)如果?boolean?變量為?false，則執行此方法時將使 Java 虛擬機停止執行詳細的指令跟蹤。
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traceMethodCalls
public void traceMethodCalls(boolean?on)使用變量 false 調用此方法意味著虛擬機停止發送每個調用的調試信息。
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load
public void load(String?filename)首先，如果有安全管理器，則用?filename?作為參數調用?checkLink?方法。這可能導致安全異常。
這與?loadLibrary(String)?方法類似，但它接受通用文件名作為變量，而不僅僅是庫名，從而能夠加載所有的本機代碼文件。
方法?System.load(String)?是調用此方法的一種傳統而便捷的方式。
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loadLibrary
public void loadLibrary(String?libname)首先，如果有安全管理器，則用?libname?作為參數調用?checkLink?方法。這可能導致安全性異常。
方法?System.loadLibrary(String)?是調用此方法的一種傳統而便捷的方式。如果在某個類實現中使用本機方法，則標準的策略是將本機代碼放入一個庫文件中（稱為?LibFile），然后在類聲明中放入一個靜態的初始值設定項：
static { System.loadLibrary("LibFile"); } 當加載并初始化這個類時，也將加載實現本機方法所需的本機代碼。如果用相同庫名多次調用此方法，則忽略第二次及后續的調用。
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getLocalizedInputStream
@Deprecated public InputStream getLocalizedInputStream(InputStream?in)?
如果參數已經是本地化流，則可作為結果返回。
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getLocalizedOutputStream
@Deprecated public OutputStream getLocalizedOutputStream(OutputStream?out)?
如果參數已經是本地流，則可作為結果返回。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的深入研究java.lang.Runtime类【转】的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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