小程序项目最初使用ffmpeg转换微信录音文件为wav格式，再交给阿里云asr识别成文字。视频音频转换最常用是ffmpeg。
相关文章：
问题变成怎样使用java调用系统的ffmpeg工具。在java中，封装了进程Process类，可以使用Runtime.getRuntime().exec()或者ProcessBuilder新建进程。
从Runtime.getRuntime().exec()说起
最简单启动进程的方式，是直接把完整的命令作为exec()的参数。
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| try {
log.info("ping 10 times");
Runtime.getRuntime().exec("ping -n 10 127.0.0.1");
log.info("done");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
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输出结果
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| 17:12:37.262 [main] INFO com.godzilla.Test - ping 10 times
17:12:37.272 [main] INFO com.godzilla.Test - done
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我期望的是执行命令结束后再打印done，但是明显不是。
waitFor阻塞等待子进程返回
Process类提供了waitFor方法。可以阻塞调用者线程，并且返回码。0表示子进程执行正常。
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| /**
* Causes the current thread to wait, if necessary, until the
* process represented by this {@code Process} object has
* terminated. This method returns immediately if the subprocess
* has already terminated. If the subprocess has not yet
* terminated, the calling thread will be blocked until the
* subprocess exits.
*
* @return the exit value of the subprocess represented by this
* {@code Process} object. By convention, the value
* {@code 0} indicates normal termination.
* @throws InterruptedException if the current thread is
* {@linkplain Thread#interrupt() interrupted} by another
* thread while it is waiting, then the wait is ended and
* an {@link InterruptedException} is thrown.
*/
public abstract int waitFor() throws InterruptedException;
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| try {
log.info("ping 10 times");
Process p = Runtime.getRuntime().exec("ping -n 10 127.0.0.1");
int code = p.waitFor();
if(code == 0){
log.info("done");
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
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输出结果
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| 17:15:28.557 [main] INFO com.godzilla.Test - ping 10 times
17:15:37.615 [main] INFO com.godzilla.Test - done
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似乎满足需要了。但是，如果子进程发生问题一直不返回，那么java主进程就会一直block，这是非常危险的事情。
对此，java8提供了一个新接口，支持等待超时。注意接口的返回值是boolean，不是int。当子进程在规定时间内退出，则返回true。
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| public boolean waitFor(long timeout, TimeUnit unit)
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测试代码
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| try {
log.info("ping 10 times");
Process p = Runtime.getRuntime().exec("ping -n 10 127.0.0.1");
boolean exit = p.waitFor(1, TimeUnit.SECONDS);
if (exit) {
log.info("done");
} else {
log.info("timeout");
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
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输出结果
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| 17:43:47.340 [main] INFO com.godzilla.Test - ping 10 times
17:43:48.352 [main] INFO com.godzilla.Test - timeout
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获取输入、输出和错误流
要获取子进程的执行输出，可以使用Process类的getInputStream()。类似的有getOutputStream()、getErrorStream()。
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| try {
log.info("ping");
Process p = Runtime.getRuntime().exec("ping -n 1 127.0.0.1");
p.waitFor();
BufferedReader bw = new BufferedReader(new InputStreamReader(p.getInputStream(), "GBK"));
String line = null;
while ((line = bw.readLine()) != null) {
System.out.println(line);
}
bw.close();
log.info("done")
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
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注意，GBK是Windows平台的字符编码。
输出结果
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| 18:28:21.396 [main] INFO com.godzilla.Test - ping
正在 Ping 127.0.0.1 具有 32 字节的数据:
来自 127.0.0.1 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=128
127.0.0.1 的 Ping 统计信息:
数据包: 已发送 = 1，已接收 = 1，丢失 = 0 (0% 丢失)，
往返行程的估计时间(以毫秒为单位):
最短 = 0ms，最长 = 0ms，平均 = 0ms
18:28:21.444 [main] INFO com.godzilla.Test - done
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这里牵涉到一个技术细节，参考Process类的javadoc
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| * <p>By default, the created subprocess does not have its own terminal
* or console. All its standard I/O (i.e. stdin, stdout, stderr)
* operations will be redirected to the parent process, where they can
* be accessed via the streams obtained using the methods
* {@link #getOutputStream()},
* {@link #getInputStream()}, and
* {@link #getErrorStream()}.
* The parent process uses these streams to feed input to and get output
* from the subprocess. Because some native platforms only provide
* limited buffer size for standard input and output streams, failure
* to promptly write the input stream or read the output stream of
* the subprocess may cause the subprocess to block, or even deadlock.
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翻译过来是，子进程默认没有自己的stdin、stdout、stderr，涉及这些流的操作，到会重定向到父进程。由于平台限制，可能导致缓冲区消耗完了，导致阻塞甚至死锁！
网上有的说法是，开启2个线程，分别读取子进程的stdout、stderr。
不过，既然说是By default，就是有非默认的方式，其实就是使用ProcessBuilder类，重定向流。此功能从java7开始支持。
ProcessBuilder和redirect
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| try {
log.info("ping");
Process p = new ProcessBuilder().command("ping -n 1 127.0.0.1").start();
p.waitFor();
log.info("done")
} catch (IOException | InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
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输出结果
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| 19:01:53.027 [main] INFO com.godzilla.Test - ping
java.io.IOException: Cannot run program "ping -n 1 127.0.0.1": CreateProcess error=2, 系统找不到指定的文件。
at java.lang.ProcessBuilder.start(ProcessBuilder.java:1048)
at com.godzilla.Test.main(Test.java:13)
Caused by: java.io.IOException: CreateProcess error=2, 系统找不到指定的文件。
at java.lang.ProcessImpl.create(Native Method)
at java.lang.ProcessImpl.<init>(ProcessImpl.java:386)
at java.lang.ProcessImpl.start(ProcessImpl.java:137)
at java.lang.ProcessBuilder.start(ProcessBuilder.java:1029)
... 1 more
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此处有坑：ProcessBuilder的command列表要用字符串数组或者list形式传入！ ps. 在小程序项目上，一开始把ffmpeg -i a.mp3 b.wav传入ProcessBuilder，却看不到生成的wav文件，查了日志CreateProcess error=2, 系统找不到指定的文件。还以为是ffmpeg路径问题。后来查了api才发现掉坑了。
正确的写法
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| Process p = new ProcessBuilder().command("ping", "-n", "1", "127.0.0.1").start();
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刚才说的重定向问题，可以这样写
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| Process p = new ProcessBuilder().command("ping", "-n", "1", "127.0.0.1")
.redirectError(new File("stderr.txt"))
.start();
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工作目录
默认子进程的工作目录继承于父进程。可以通过ProcessBuilder.directory()修改。
一些代码细节
ProcessBuilder.Redirect
java7增加了ProcessBuilder.Redirect抽象，实现子进程的流重定向。Redirect类有个Type枚举
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| public enum Type {
PIPE,
INHERIT,
READ,
WRITE,
APPEND
};
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其中
- PIPE: 表示子流程IO将通过管道连接到当前的Java进程。 这是子进程标准IO的默认处理。
- INHERIT: 表示子进程IO源或目标将与当前进程的相同。 这是大多数操作系统命令解释器（shell）的正常行为。
对于不同类型的Redirect，覆盖下面的方法
Runtime.exec()的实现
Runtime类的exec()底层也是用ProcessBuilder实现
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| public Process exec(String[] cmdarray, String[] envp, File dir)
throws IOException {
return new ProcessBuilder(cmdarray)
.environment(envp)
.directory(dir)
.start();
}
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ProcessImpl
Process的底层实现类是ProcessImpl。
上面讲到流和Redirect，具体在ProcessImpl.start()方法
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| FileInputStream f0 = null;
FileOutputStream f1 = null;
FileOutputStream f2 = null;
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然后是一堆繁琐的if…else判断是Redirect.INHERIT、Redirect.PIPE，是输入还是输出流。
总结
- Process类是java对进程的抽象。ProcessImpl是具体的实现。
- Runtime.getRuntime().exec()和ProcessBuilder.start()都能启动子进程。Runtime.getRuntime().exec()底层也是ProcessBuilder构造的
- Runtime.getRuntime().exec()可以直接消费一整串带空格的命令。但是ProcessBuilder.command()必须要以字符串数组或者list形式传入参数
- 默认子进程的执行和父进程是异步的。可以通过
Process.waitFor()实现阻塞等待。 - 默认情况下，子进程和父进程共享stdin、stdout、stderr。ProcessBuilder支持对流的重定向（since java7）
- 流的重定向，是通过
ProcessBuilder.Redirect类实现。