classpath和jar

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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.;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-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.,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,StringArrayList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。

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hongmingmr。如果在Windows的资源管理器中看,应该长这样:

hello.zip.ok

如果长这样:

hello.zip.invalid

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

jar包还可以包含其它jar包,这个时候,就需要在MANIFEST.MF文件里配置classpath了。

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。

小结

JVM通过环境变量classpath决定搜索class的路径和顺序;

不推荐设置系统环境变量classpath,始终建议通过-cp命令传入;

jar包相当于目录,可以包含很多.class文件,方便下载和使用;

MANIFEST.MF文件可以提供jar包的信息,如Main-Class,这样可以直接运行jar包。


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