在Java中创建新进程是一项常见的任务，广泛应用于系统管理、自动化脚本执行、外部程序调用等场景，Java提供了多种方式来实现这一功能，每种方法都有其适用场景和特点，本文将详细介绍Java创建新进程的主要方法，包括Runtime类、ProcessBuilder类，以及Java 9引入的Process API改进,并探讨相关的最佳实践和注意事项。
使用Runtime类创建进程
Runtime类是Java中最早提供的用于与运行时环境交互的类，其中exec()方法可以直接用于执行系统命令并创建新进程。Runtime类采用单例模式，通过getRuntime()方法获取实例。exec()方法有多个重载版本，可以接受字符串、字符串数组等参数，
Process process = Runtime.getRuntime().exec("notepad.exe");
这种方式虽然简单直接，但存在一些局限性。exec()方法在执行命令时，如果命令包含空格或特殊字符，可能会导致解析错误，默认情况下，新进程的标准输入、输出和错误流不会自动管理，容易导致进程阻塞，如果子进程的输出流缓冲区满，而父进程没有及时读取，可能会导致子进程挂起，使用Runtime类时，通常需要手动管理这些流，例如通过InputStream和OutputStream进行读写操作。
使用ProcessBuilder类创建进程
为了解决Runtime类的局限性，Java 5引入了ProcessBuilder类，这是目前推荐使用的创建进程的方式，与Runtime类相比，ProcessBuilder提供了更灵活和强大的功能。ProcessBuilder通过一个字符串列表来指定命令和参数,避免了命令解析的问题。
List<String> command = Arrays.asList("notepad.exe", "example.txt");
ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder(command);
Process process = pb.start();
ProcessBuilder允许轻松重定向进程的输入、输出和错误流，可以将子进程的输出重定向到文件,或者将父进程的输入重定向到子进程：
pb.redirectOutput(new File("output.txt"));
pb.redirectInput(new File("input.txt"));
ProcessBuilder还可以设置工作目录，通过directory(File)方法指定进程运行时的当前目录，这些功能使得ProcessBuilder在复杂场景下更加适用。
管理进程的输入输出流
无论是使用Runtime还是ProcessBuilder，创建进程后都需要管理其输入、输出和错误流。Process类提供了三个方法：getInputStream()、getOutputStream()和getErrorStream()，分别用于获取子进程的输出流、输入流和错误流，需要注意的是，这些流需要及时读取，否则可能会导致进程阻塞，如果子进程产生大量输出，而父进程没有及时读取，子进程可能会等待缓冲区释放，从而陷入死锁，为了避免这种情况,可以采用以下策略：
- 使用单独的线程读取输出流和错误流。
- 将输出流和错误流重定向到文件。
- 使用
ProcessBuilder的redirectOutput()和redirectError()方法自动处理。
以下代码展示了如何使用线程读取子进程的输出流：
new Thread(() -> {
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()))) {
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
System.out.println(line);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
Java 9对Process API的改进
Java 9对Process API进行了重大改进，引入了更现代的进程管理机制。Process类新增了pid()方法，可以直接获取进程的ID，这在调试和管理进程时非常有用，Java 9引入了ProcessHandle接口,提供了更丰富的进程管理功能，
- 获取进程的启动时间、累计CPU时间等信息。
- 销毁进程及其子进程。
- 监控进程的状态变化。
ProcessHandle processHandle = process.toHandle(); System.out.println("Process ID: " + processHandle.pid()); processHandle.destroy();Java 9还支持
onExit()方法，可以注册一个回调函数,在进程终止时执行：process.onExit().thenAccept(p -> { System.out.println("Process has terminated"); });
最佳实践和注意事项
在使用Java创建和管理进程时,需要注意以下几点：
- 避免命令注入：如果命令或参数来自用户输入，需要进行严格的验证和转义,防止恶意命令执行。
- 及时管理流：确保及时读取子进程的输出流和错误流,避免缓冲区满导致的进程阻塞。
- 正确处理异常：
Process类的方法可能会抛出IOException,需要进行适当的异常处理。 - 使用ProcessBuilder：优先选择
ProcessBuilder而不是Runtime,因为它提供了更灵活和强大的功能。 - 资源释放：进程使用完毕后，调用
Process的destroy()方法终止进程,并确保关闭相关的输入输出流。
Java提供了多种创建和管理新进程的方式，从早期的Runtime类到现代的ProcessBuilder和Process API，功能不断增强和完善，在实际开发中，应根据具体需求选择合适的方法，并注意处理好进程的输入输出流和异常情况，通过合理使用这些工具，可以高效、安全地实现Java程序与外部进程的交互。
