java - 如何在Java中使用ProcessBuilder运行nohup命令并保持后台运行？

Question

如何在java中调用ProcessBuilder运行nohup...&格式的bash命令？

我现在有一个简单的bash脚本t.sh。这个脚本维护一个计数器，每过1s，该计数器会+1，并且将当前该计数器的值输出到标准输出上。

#!/bin/bash

counter=0

while true; do
    counter=$((counter + 1))
    echo $counter
    sleep 1
done

我可以直接使用nohup bash t.sh & 来在linux环境下运行该脚本，该脚本会在nohup.out中输出下面的预期结果

1
2
3
......

现在，我想要在Java中通过ProcessBuilder来运行该脚本。我可以使用下列方法

    @Test
    void testNohupInOne() throws IOException, InterruptedException {
        // String cmd = "nohup bash t.sh &";
        String cmd = "bash t.sh";

        String[] cmds = new String[] { "bash", "-c", cmd };
        ProcessBuilder processBuilder = new ProcessBuilder(cmds);
        Process process = processBuilder.start();
        
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()))) {
            reader.lines().forEach(line -> {
                System.out.println(line);
            });
        }

        process.waitFor();
    }

上述方法可以正常在java程序的标准输出上，输出和直接在linux终端中使用nohup bash t.sh & 后在nohup.out中一样的结果。

然而，如果我们将java中使用的命令替换为bash t.sh，即将上面testNohupInOne方法的第一行取消注释，而第二行添加注释

String cmd = "nohup bash t.sh &";
// String cmd = "bash t.sh";

那么，java程序只会输出1。

1

这似乎意味着，java程序会立刻结束nohup...&格式的命令的运行，而非如同预期一般将其作为后台进程持续运行。
如果我们将bash脚本中counter的初始值从0改为3，则java程序的输出会对应的变为仅有4一行。

我想要知道，为什么java程序会产生这样的行为？如果我想要在java程序中通过ProcessBuilder运行nohup...&格式的bash命令，是否有比较优雅的实现方式？

Answer 1

机器人回答的可靠，我建议你通过Runtime.getRuntime().exec()：，另外把脚本改一下

#!/bin/bash

counter=0

: > /tmp/res.dat

while true; do
    counter=$((counter + 1))
    echo $counter >> ~/tmp/res.dat
    sleep 1
done

因为你使用echo输出，这是在标准输出的，nohup会创建一个nohup.out文件接收你的输出，&将任务丢在了后台，你通过ProcessBuilder的流读取结果时，任务已经在后台运行了。

你可以先启动程序，然后去监听/tmp/res.dat的变化，这样结果就是准确的

Answer 2

问题解释

在Java中使用ProcessBuilder时，你遇到的问题是由于对nohup和后台运行（&）命令的理解不足导致的。当你在bash中直接执行nohup bash t.sh &时，这个命令被shell处理，它负责将进程放到后台并管理nohup的输出重定向。但是，当你在Java的ProcessBuilder中尝试这样做时，&字符并不被Java或bash -c直接理解为一个后台运行的指示符，因为bash -c通常期望的是一个完整的命令字符串，而不是一个会被shell解析的命令行。

Java中优雅的实现方式

为了在Java中通过ProcessBuilder优雅地运行一个命令（如nohup bash t.sh）并保持其在后台运行，你可以考虑以下几种方法：

1. 直接运行不带&的nohup命令：
   由于Java的ProcessBuilder会阻塞等待子进程结束（除非你另外管理子进程的线程），你可以简单地去掉&，然后让Java程序继续执行其他任务，而不需要等待这个子进程结束。

   String cmd = "nohup bash t.sh > nohup.out 2>&1 &";
   String[] cmds = {"bash", "-c", cmd.replace("&", "")}; // 移除&，因为bash -c不期望它
   ProcessBuilder processBuilder = new ProcessBuilder(cmds);
   Process process = processBuilder.start();
   
   // 如果你不需要等待这个进程结束，可以直接继续你的程序
   // 如果需要等待，可以使用 process.waitFor(); 但这通常不是后台运行的意图

注意：这里去掉了&，但在实际bash脚本中，你可能仍然希望使用它（虽然在这个特定的bash -c调用中不被需要）。如果你确实需要后台运行并且不关心nohup.out的输出，你可以让bash脚本自己处理后台化（通过脚本内部的&），但在ProcessBuilder调用中不这样做。

2. 使用Runtime.getRuntime().exec()：
   虽然ProcessBuilder是更推荐的方式，但在某些情况下，你可能想使用Runtime.getRuntime().exec()，特别是如果你需要更直接地模拟shell行为。然而，这通常不推荐，因为它更难于正确处理和避免潜在的安全风险。
3. 分离子进程管理：
   如果你的Java应用确实需要管理多个这样的后台进程，并且需要它们独立于Java进程的生命周期，你可能需要将这些命令放入到shell脚本中，并通过Java调用这个shell脚本来启动它们。然后，Java程序可以继续执行其他任务，而不需要等待这些后台进程。

结论

对于大多数情况，简单地去掉&并让Java程序继续执行其他任务，而nohup和bash脚本在后台运行，是一个简单且有效的解决方案。如果你确实需要Java程序与这些后台进程交互（例如，检查它们的状态或终止它们），你可能需要实现更复杂的进程管理逻辑。