classpath和jar3-15

时间：2023-01-21 00:59:49

设置环境

在Java中，我们经常听到​​classpath​​这个东西。网上有很多关于“如何设置classpath”的文章，但大部分设置都不靠谱。

到底什么是​​classpath​​？

​​classpath​​是JVM用到的一个环境变量，它用来指示JVM如何搜索​​class​​。

因为Java是编译型语言，源码文件是​​.java​​，而编译后的​​.class​​文件才是真正可以被JVM执行的字节码。因此，JVM需要知道，如果要加载一个​​abc.xyz.Hello​​的类，应该去哪搜索对应的​​Hello.class​​文件。

所以，​​classpath​​就是一组目录的集合，它设置的搜索路径与操作系统相关。例如，在Windows系统上，用​​;​​分隔，带空格的目录用​​""​​括起来，可能长这样：

C:\work\project1\bin;C:\shared;"D:\My Documents\project1\bin"

在Linux系统上，用​​:​​分隔，可能长这样：

/usr/shared:/usr/local/bin:/home/liaoxuefeng/bin

现在我们假设​​classpath​​是​​.;C:\work\project1\bin;C:\shared​​，当JVM在加载​​abc.xyz.Hello​​这个类时，会依次查找：

  • <当前目录>\abc\xyz\Hello.class
  • C:\work\project1\bin\abc\xyz\Hello.class
  • C:\shared\abc\xyz\Hello.class

注意到​​.​​代表当前目录。如果JVM在某个路径下找到了对应的​​class​​文件，就不再往后继续搜索。如果所有路径下都没有找到，就报错。

​​classpath​​的设定方法有两种：

在系统环境变量中设置​​classpath​​环境变量，不推荐；

在启动JVM时设置​​classpath​​变量，推荐。

我们强烈不推荐在系统环境变量中设置​​classpath​​，那样会污染整个系统环境。在启动JVM时设置​​classpath​​才是推荐的做法。实际上就是给​​java​​命令传入​​-classpath​​或​​-cp​​参数：

java -classpath .;C:\work\project1\bin;C:\shared abc.xyz.Hello

或者使用​​-cp​​的简写：

java -cp .;C:\work\project1\bin;C:\shared abc.xyz.Hello

没有设置系统环境变量，也没有传入​​-cp​​参数，那么JVM默认的​​classpath​​为​​.​​，即当前目录：

java abc.xyz.Hello

上述命令告诉JVM只在当前目录搜索​​Hello.class​​。

在IDE中运行Java程序，IDE自动传入的​​-cp​​参数是当前工程的​​bin​​目录和引入的jar包。

通常，我们在自己编写的​​class​​中，会引用Java核心库的​​class​​，例如，​​String​​、​​ArrayList​​等。这些​​class​​应该上哪去找？

有很多“如何设置classpath”的文章会告诉你把JVM自带的​​rt.jar​​放入​​classpath​​，但事实上，根本不需要告诉JVM如何去Java核心库查找​​class​​，JVM怎么可能笨到连自己的核心库在哪都不知道？

​ 不要把任何Java核心库添加到classpath中！JVM根本不依赖classpath加载核心库！

更好的做法是，不要设置​​classpath​​！默认的当前目录​​.​​对于绝大多数情况都够用了。

假设我们有一个编译后的​​Hello.class​​，它的包名是​​com.example​​，当前目录是​​C:\work​​，那么，目录结构必须如下：

C:\work
└─ com
   └─ example
      └─ Hello.class

运行这个​​Hello.class​​必须在当前目录下使用如下命令：

C:\work> java -cp . com.example.Hello

JVM根据classpath设置的​​.​​在当前目录下查找​​com.example.Hello​​，即实际搜索文件必须位于​​com/example/Hello.class​​。如果指定的​​.class​​文件不存在，或者目录结构和包名对不上，均会报错。

jar包

如果有很多​​.class​​文件，散落在各层目录中，肯定不便于管理。如果能把目录打一个包，变成一个文件，就方便多了。

jar包就是用来干这个事的，它可以把​​package​​组织的目录层级，以及各个目录下的所有文件（包括​​.class​​文件和其他文件）都打成一个jar文件，这样一来，无论是备份，还是发给客户，就简单多了。

jar包实际上就是一个zip格式的压缩文件，而jar包相当于目录。如果我们要执行一个jar包的​​class​​，就可以把jar包放到​​classpath​​中：

java -cp ./hello.jar abc.xyz.Hello

这样JVM会自动在​​hello.jar​​文件里去搜索某个类。

那么问题来了：如何创建jar包？

因为jar包就是zip包，所以，直接在资源管理器中，找到正确的目录，点击右键，在弹出的快捷菜单中选择“发送到”，“压缩(zipped)文件夹”，就制作了一个zip文件。然后，把后缀从​​.zip​​改为​​.jar​​，一个jar包就创建成功。

假设编译输出的目录结构是这样：

package_sample
└─ bin
   ├─ hong
   │  └─ Person.class
   │  ming
   │  └─ Person.class
   └─ mr
      └─ jun
         └─ Arrays.class

这里需要特别注意的是，jar包里的第一层目录，不能是​​bin​​，而应该是​​hong​​、​​ming​​、​​mr​​。如果在Windows的资源管理器中看，应该长这样：

classpath和jar3-15

如果长这样：

classpath和jar3-15

说明打包打得有问题，JVM仍然无法从jar包中查找正确的​​class​​，原因是​​hong.Person​​必须按​​hong/Person.class​​存放，而不是​​bin/hong/Person.class​​。

jar包还可以包含一个特殊的​​/META-INF/MANIFEST.MF​​文件，​​MANIFEST.MF​​是纯文本，可以指定​​Main-Class​​和其它信息。JVM会自动读取这个​​MANIFEST.MF​​文件，如果存在​​Main-Class​​，我们就不必在命令行指定启动的类名，而是用更方便的命令：

java -jar hello.jar

在大型项目中，不可能手动编写​​MANIFEST.MF​​文件，再手动创建zip包。Java社区提供了大量的开源构建工具，例如​​Maven​​，可以非常方便地创建jar包。

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