本文探讨了Java程序在windows CMD中无法正确显示ANSI彩色文本的问题，并提供了两种主要解决方案：一是通过cmd /c echo命令间接实现，适用于所有Java版本；二是通过Java 22+的Foreign function & Memory API直接调用windows API启用虚拟终端处理。文章详细介绍了这两种方法的实现细节和适用场景，帮助开发者在Windows环境下实现丰富的控制台输出。
1. 问题背景：ANSI颜色码在不同终端的表现差异
在java开发中，我们常常希望通过ansi转义序列（ansi escape codes）来为控制台输出添加颜色，以提升信息的可读性。例如，以下代码尝试打印黄色的文本：
import java.io.*; public class GFG { public static final String ANSI_RESET = "u001B[0m"; public static final String ANSI_YELLOW = "u001B[33m"; public static void main(String[] args) { System.out.println(ANSI_YELLOW + "This text is yellow" + ANSI_RESET); } }
这段代码在某些终端（如VS Code的集成终端、大多数linux/macOS终端）中可以正常显示黄色文本。然而，当在Windows的传统命令提示符（CMD）中执行时，输出结果却可能显示为原始的转义序列，例如←[33mThis text is yellow←[0m，而不是预期的彩色文本。
出现这种差异的原因在于Windows CMD对ANSI转义序列的原生支持有限。虽然Windows 10版本1511及更高版本开始支持ANSI，但默认情况下并未完全启用，并且Java虚拟机（java.exe）本身没有被标记为使用ANSI或显式调用Windows函数来启用此支持。因此，Java程序直接输出的ANSI代码无法被CMD正确解析。
2. 解决方案一：通过cmd /c echo命令间接实现（通用方法）
一种跨Java版本且相对简单的方法是，将包含ANSI颜色码的文本通过ProcessBuilder委托给Windows的cmd /c echo命令来执行。cmd.exe的echo命令在某些情况下能够解析ANSI序列并正确显示颜色。
实现原理： 通过java.lang.ProcessBuilder创建一个新的进程，执行cmd /c echo “你的带颜色文本”。其中，/c参数表示执行完命令后关闭cmd窗口，echo命令则负责将字符串输出到控制台。inheritIO()方法确保子进程的标准输入、输出和错误流与当前Java进程共享，从而将echo的输出直接显示在Java程序的控制台上。
示例代码：
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import java.io.IOException; public class ConsoleOutput { public static final String ANSI_RESET_ALL = "33[0m"; // 重置所有属性 public static final String ANSI_YELLOW_FG = "33[33m"; // 黄色前景色 public static final String ANSI_RESET_FG = "33[39m"; // 重置前景色 public static void main(String[] args) { // 打印黄色文本 println(ANSI_YELLOW_FG + "This text is yellow" + ANSI_RESET_FG); // 打印普通颜色文本 println("This is normal color"); } /** * 使用 cmd /c echo 命令打印带有ANSI颜色码的字符串 * @param s 要打印的字符串 */ static void println(String s) { try { // 构建并启动一个新进程来执行 cmd /c echo 命令 new ProcessBuilder("cmd", "/c", "echo " + s) .inheritIO() // 将子进程的I/O流重定向到当前Java进程的I/O流 .start() // 启动进程 .waitFor(); // 等待进程执行完成 } catch (InterruptedException | IOException e) { // 捕获中断异常或I/O异常 throw new RuntimeException("Failed to print colored text via cmd /c echo", e); } } }
注意事项：
- 这种方法对于较短的文本片段有效。
- 对于非常大的文本片段，直接通过echo传递可能会遇到命令行长度限制。此时，可以考虑将文本先写入临时文件，然后使用cmd /c type <temp_file>命令来输出。
- 此方法依赖于cmd.exe对ANSI的支持，如果用户使用的Windows版本过旧或配置特殊，可能仍然无法工作。
3. 解决方案二：通过Java 22+ Foreign Function & Memory API 启用ANSI（高级方法）
自Java 22版本起，引入了Foreign Function & Memory (FFM) API，它允许Java程序直接调用本地函数（如Windows API），而无需编写JNI（Java Native Interface）代码。我们可以利用此API来调用Windows API函数SetConsoleMode，显式启用控制台的虚拟终端处理功能，从而使其能够解析ANSI转义序列。
实现原理：
- 获取控制台句柄： 使用GetStdHandle函数获取标准输出（控制台）的句柄。
- 设置控制台模式： 调用SetConsoleMode函数，传入获取到的句柄和ENABLE_VIRTUAL_TERMINAL_PROCESSING标志，以启用虚拟终端处理模式。
示例代码：
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import java.lang.foreign.*; // 导入FFM API相关类 import java.lang.invoke.MethodHandle; public class ConsoleOutputFFM { public static final String ANSI_RESET_ALL = "33[0m"; public static final String ANSI_YELLOW_FG = "33[33m"; public static final String ANSI_RESET_FG = "33[39m"; // Windows API常量 static final int STD_OUTPUT_HANDLE = -11; // 标准输出句柄 static final int ENABLE_PROCESSED_OUTPUT = 0x0001; // 启用处理输出 static final int ENABLE_VIRTUAL_TERMINAL_PROCESSING = 0x0004; // 启用虚拟终端处理 public static void main(String[] args) { // 尝试初始化ANSI支持 if (initANSI()) { System.out.println("ANSI support should now be enabled."); } else { System.err.println("Failed to enable ANSI support."); } // 打印彩色文本 System.out.println(ANSI_YELLOW_FG + "This text is yellow" + ANSI_RESET_FG); System.out.println("This is normal color"); } /** * 尝试通过Windows API启用控制台的ANSI虚拟终端处理 * @return 如果成功启用，则返回 true；否则返回 false。 */ static boolean initANSI() { // 使用Arena管理内存，确保资源在作用域结束时被释放 try (Arena arena = Arena.ofConfined()) { // 查找 kernel32.dll 库 SymbolLookup sl = SymbolLookup.libraryLookup("kernel32.dll", arena); Linker linker = Linker.nativeLinker(); // 获取 GetStdHandle 函数句柄 MethodHandle GetStdHandle = linker.downcallHandle( sl.find("GetStdHandle").orElseThrow(), FunctionDescriptor.of(ValueLayout.ADDRESS, ValueLayout.JAVA_INT) // 返回地址，参数为int ); // 获取 SetConsoleMode 函数句柄 MethodHandle SetConsoleMode = linker.downcallHandle( sl.find("SetConsoleMode").orElseThrow(), FunctionDescriptor.of(ValueLayout.JAVA_BOOLEAN, ValueLayout.ADDRESS, ValueLayout.JAVA_INT) // 返回boolean，参数为地址和int ); // 调用 GetStdHandle 获取标准输出句柄 MemorySegment hConsole = (MemorySegment) GetStdHandle.invokeExact(STD_OUTPUT_HANDLE); // 调用 SetConsoleMode 启用虚拟终端处理 // 组合 ENABLE_PROCESSED_OUTPUT 和 ENABLE_VIRTUAL_TERMINAL_PROCESSING 标志 return (boolean) SetConsoleMode.invokeExact(hConsole, ENABLE_PROCESSED_OUTPUT | ENABLE_VIRTUAL_TERMINAL_PROCESSING); } catch (RuntimeException | Error unchecked) { // 捕获运行时异常或错误 throw unchecked; } catch (Throwable e) { // 捕获其他所有可抛出对象 throw new AssertionError("Failed to initialize ANSI support via FFM API", e); } } }
注意事项：
- 此方法需要Java 22或更高版本。
- 它直接操作Windows API，因此只适用于Windows操作系统。
- 使用FFM API需要对Java的模块系统和本地函数调用有一定了解。
- 确保在编译和运行时，Java环境正确配置以使用FFM API。
总结
在Java中实现Windows CMD的ANSI彩色文本输出，主要取决于目标系统的兼容性和Java版本。
- 通用兼容性方案（适用于所有Java版本）： 使用ProcessBuilder结合cmd /c echo命令是实现彩色输出的可靠且跨Java版本的选择。它通过间接调用操作系统命令来绕过Java对ANSI支持的限制。
- 现代Java方案（Java 22+，仅限Windows）： 利用Java 22引入的Foreign Function & Memory API直接调用Windows API，可以从Java代码内部启用控制台的虚拟终端处理功能。这提供了更原生、更直接的控制方式，但要求Java版本较高且仅限于Windows平台。
根据您的项目需求、目标Java版本和操作系统环境，选择最适合的解决方案，即可在Windows CMD中为您的Java应用程序带来丰富的彩色控制台输出体验。
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