【Java教程】Day4-14 面向对象编程（OOP）: Classpath详解与Jar包使用指南

标签：文件 Java 14 classpath jar 面向对象编程 JVM Hello

在Java编程中，我们经常接触到classpath这一概念。虽然很多文章讨论了如何设置classpath，但其中大部分并不完全准确。在这篇文章中，我们将深入探讨classpath的作用、如何正确配置它、以及如何使用jar包来管理Java项目。

 

 

1. 什么是Classpath？

Classpath是JVM（Java虚拟机）用来查找和加载Java类文件的一个重要概念。由于Java是编译型语言，源文件是.java文件，而JVM执行的是编译后的.class文件。因此，JVM需要知道如何找到这些.class文件，classpath正是通过指定搜索路径来实现这一功能。

简单来说，classpath是一个包含多个目录路径的集合，用来告知JVM在哪里查找.class文件。这个路径通常与操作系统相关，具体来说：

a. 在Windows系统中，路径使用分号（;）分隔。例如：

 

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

 

b. 在Linux系统中，路径使用冒号（:）分隔。例如：

 

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

2. Classpath如何工作？

当JVM加载某个类时，比如abc.xyz.Hello，它会按照classpath中设置的路径顺序进行搜索：

1. 当前目录：首先在当前目录下查找abc/xyz/Hello.class。

2. 指定的目录：然后在C:\work\project1\bin目录下查找。

3. 共享的目录：接着在C:\shared目录下查找。

如果在某个路径下找到匹配的类，JVM就停止搜索。如果在所有指定路径中都未找到该类，JVM会抛出ClassNotFoundException异常。

 

3. 如何设置Classpath？

3.1  不推荐在系统环境变量中设置Classpath

虽然可以通过操作系统的环境变量设置classpath，但这种做法并不推荐。这样做会污染系统的环境变量，并且不利于项目的隔离和管理。

3.2 推荐在命令行启动JVM时设置Classpath

在启动Java程序时，推荐通过命令行传递-cp或-classpath参数来指定classpath，例如：

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

 

或者使用简写的-cp：

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

如果没有显式指定classpath，JVM会默认将当前目录（.）作为classpath。

在IDE（如IntelliJ IDEA或Eclipse）中，IDE会自动配置classpath，通常指向项目的bin目录以及项目依赖的jar包。

 

3.3  Java核心库的Classpath

许多教程错误地建议将JVM自带的rt.jar添加到classpath中，但实际上，JVM不依赖classpath来加载核心库（如String、ArrayList等）。因此，不需要显式地将Java核心库添加到classpath中。JVM会自动找到这些类。

 

3.4 类路径中的包结构

假设我们有一个包名为com.example的类Hello，且编译后的.class文件位于C:\work\com\example\Hello.class。运行该类时，classpath应该指向当前目录，命令如下：

bashjava -cp . com.example.Hello

JVM会在当前目录下查找com/example/Hello.class文件，并执行该类。

 

4. 使用Jar包管理类文件

4.1 什么是Jar包？

Jar包（Java ARchive）是将多个Java类文件及相关资源文件打包成一个压缩文件（通常是.jar后缀），以方便管理、传输和备份。Jar包本质上是一个ZIP文件，包含了Java项目的多个.class文件以及其他资源。

4.2 如何创建Jar包？

使用命令行工具jar可以创建jar包，示例如下：

bashjar cf hello.jar -C ./bin .

这条命令会将./bin目录下的所有文件打包成hello.jar文件。如果需要添加多个目录或文件，可以通过类似的命令进行操作。

 

4.3 运行Jar包

当你将多个类文件打包到一个jar文件中时，可以通过将jar包路径添加到classpath来运行它：

bashjava -cp hello.jar abc.xyz.Hello

JVM会在hello.jar文件中查找abc.xyz.Hello类，并执行。

4.4 使用MANIFEST.MF文件

Jar包还可以包含一个特殊的文件：META-INF/MANIFEST.MF。这个文件包含jar包的元数据，如Main-Class，它指定了程序的入口点。例如：

 

plaintextManifest-Version: 1.0Main-Class: com.example.Hello

 

一旦MANIFEST.MF文件配置正确，可以使用以下命令直接运行jar包，而不需要指定类名：

 

bashjava -jar hello.jar

 

4.5 自动创建Jar包

在大型项目中，手动创建jar包并编写MANIFEST.MF文件非常繁琐。幸运的是，Java社区提供了很多自动化构建工具，如Maven、Gradle等，它们可以帮助我们自动化整个构建和打包过程。

 

5. 小结

1. Classpath是JVM用来查找.class文件的路径集合。它可以通过-cp参数设置，避免直接修改系统环境变量。

2. Jar包是一个压缩文件，包含多个.class文件及其他资源，方便管理和分发。

3. 使用MANIFEST.MF文件可以指定jar包的入口类，简化运行命令。

4. 强烈建议使用自动构建工具（如Maven或Gradle）来创建和管理jar包。

 

6. 上机题

题目： 创建一个简单的Java项目，包含多个类文件，使用jar包进行打包，并指定Main-Class，最终能够通过java -jar命令运行项目。

步骤：

1. 创建一个名为com.example的包，并在该包下创建Main.java和Hello.java两个类。

2. 使用命令将这些类文件打包成一个hello.jar文件，并指定Main-Class为com.example.Main。

3. 编写并运行一个测试程序，确保能够通过java -jar hello.jar命令成功启动程序。

代码：

java// Main.javapackage com.example;​public class Main {    public static void main(String[] args) {        Hello hello = new Hello();        hello.sayHello();    }}​// Hello.javapackage com.example;​public class Hello {    public void sayHello() {        System.out.println("Hello, World!");    }}

 

 

打包命令：

bashjar cf hello.jar -C ./bin .

 

运行命令：

bashjava -jar hello.jar​​

 

运行结果应显示：

bashHello, World!

 

通过这种方式，你可以将多个类文件打包成一个jar包，并通过java -jar命令来运行程序。

 

 

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