Java编程：包、类搜索、JAR工具与系统属性详解

### Java编程：包、类搜索、JAR工具与系统属性详解 #### 1. 包的编译 在Java编程中，包是组织代码的重要方式，它可以映射到分层文件系统。例如，包名 `wizard.pandorasBox` 对应文件系统中的路径名 `wizard/pandorasBox`。 当我们编译Java代码时，可以使用 `javac` 命令的 `-d` 选项指定包目录的创建位置。以下是具体的操作步骤： 1. **指定当前目录为目标目录**：假设当前目录为 `/pgjc/work`，且有四个源文件 `Clown.java`、`LovePotion.java`、`Ailment.java` 和 `Baldness.java`。在当前目录下执行以下命令： ```bash javac -d . Clown.java LovePotion.java Ailment.java Baldness.java ``` 此命令会在当前目录下创建一个文件层次结构，该结构与包层次结构相对应。 2. **指定绝对路径为目标目录**：也可以指定绝对路径作为目标目录，例如： ```bash javac -d /pgjc/work Clown.java LovePotion.java Ailment.java Baldness.java ``` 3. **指定相对路径为目标目录**：还可以使用相对路径，如在 `/pgjc/work` 目录下执行： ```bash javac -d ../myapp Clown.java LovePotion.java Ailment.java Baldness.java ``` 这将在 `/pgjc/myapp` 目录下创建必要的包和类文件。 如果不使用 `-d` 选项，`javac` 编译器的默认行为是将所有类文件直接放在当前目录下，而不是放在与包对应的子目录中。同时，如果 `-d` 选项指定的目标目录存在问题（如不存在或没有正确的文件权限），编译器会报告错误。 以下是一个文件层次结构的示例： ```plaintext work ├── wizard │ └── pandorasBox │ ├── Magic.class │ ├── Clown.class │ └── LovePotion.class ├── spells │ ├── Baldness.class │ └── LovePotion.class └── artifacts └── Ailment.class ``` #### 2. 类的搜索 在运行Java程序时，需要指定类的全限定名。例如，当前目录的绝对路径为 `/pgjc/work`，要运行 `./wizard/pandorasBox` 目录下的 `Clown.class`，需要在 `java` 命令中指定全限定名： ```bash java wizard.pandorasBox.Clown ``` 这将从 `./wizard/pandorasBox/Clown.class` 文件中的字节码加载 `Clown` 类，并启动其 `main()` 方法。 为了让JDK工具能够找到类和其他资源文件，可以使用 `CLASSPATH` 环境变量或 `-classpath` 选项（通常缩写为 `-cp`）来指定类搜索路径。不过，`CLASSPATH` 环境变量会影响主机平台上的所有Java应用程序，且任何应用程序都可以修改它，因此不推荐使用。而 `-cp` 选项可以为每个应用程序单独设置类路径，避免应用程序之间相互影响。 以下是一些类搜索的示例： 1. **默认类路径**：当没有定义类路径时，默认的类路径是当前目录。例如，在 `/top/src` 目录下编译 `A.java` 文件时，如果没有指定类路径，编译器会在当前目录下查找所需的类： ```bash javac -d ../bin A.java ``` 如果 `A.java` 中使用了 `B` 类，而 `B.class` 文件在 `/top/bin/pkg` 目录下，编译器会找不到 `B` 类，因为默认类路径是当前目录。 2. **指定类路径**：可以使用 `-cp` 选项指定类路径，例如： ```bash javac -cp /top/bin -d ../bin A.java ``` 这将设置类路径为 `/top/bin`，编译器会在该目录下查找所需的类。 需要注意的是，当指定类路径时，应该指定包的位置，即类路径指示包含全限定包名第一个元素的目录。例如，对于包 `pkg` 位于 `/top/bin` 目录下，使用 `-cp /top/bin` 可以找到该包中的类，但使用 `-cp /top/bin/pkg` 则无法找到。 类路径可以指定多个条目，JDK工具会按照从左到右的顺序搜索这些条目。例如： ```bash -cp /pgjc/work:/top/bin/pkg:. ``` 这里使用了Unix平台的路径分隔符 `:` 来分隔条目，并将当前目录 `.` 作为一个条目包含在内。搜索类路径条目时，一旦找到所需的类文件，搜索就会停止，因此条目的指定顺序可能很重要。 以下是一个类搜索的流程图： ```mermaid graph TD; A[开始] --> B[JDK工具查找标准库]; B --> C{类是否在标准库中}; C -- 是 --> D[使用标准库中的类]; C -- 否 --> E{是否定义类路径}; E -- 否 --> F[使用默认类路径（当前目录）]; E -- 是 --> G[按类路径顺序搜索]; G --> H{是否找到类文件}; H -- 是 --> I[使用找到的类文件]; H -- 否 --> J[报错]; D --> K[结束]; F --> K; I --> K; J --> K; ``` #### 3. JAR工具的使用 JAR（Java ARchive）工具提供了一种方便的方式来打包和部署Java程序。一个典型的JAR文件包含应用程序所需的类文件和其他资源（如图像和音频文件），还会创建并包含一个特殊的清单文件，该文件可以包含有关应用程序的重要信息，如哪个类包含启动应用程序的 `main()` 方法。 以下是创建JAR文件的步骤： 1. **创建JAR文件**：使用 `jar` 命令创建JAR文件，例如： ```bash jar cmf whereismain.txt bundledApp.jar wizard ``` 其中，`c` 选项告诉 `jar` 工具创建一个存档，`m` 选项用于创建并包含一个清单文件，清单文件的信息来自命令行指定的文本文件 `whereismain.txt`，`f` 选项指定要创建的存档名称 `bundledApp.jar`。命令行中 `wizard` 目录下的内容将被存档。 2. **清单文件的设置**：清单文件中的信息以名值对的形式指定。例如，在 `whereismain.txt` 文件中指定程序的执行入口点： ```plaintext Main-Class: wizard.pandorasBox.Clown ``` 最后一行必须以换行符结尾，以便 `jar` 工具能够正确处理。 3. **运行JAR文件**：可以使用以下命令运行JAR文件中的应用程序： ```bash java -jar bundledApp.jar ``` 还可以在JAR文件名后指定程序参数。 JAR文件的另一个常见用途是将包打包成库，供其他Java程序使用。可以将JAR文件放在 `jre/lib/ext` 目录下，或者在 `CLASSPATH` 环境变量中指定其路径，也可以使用 `-cp` 选项指定JAR文件的路径。 以下是一个使用JAR文件的示例：假设 `MyApp` 类使用了 `org.graphics.draw4d.Menu` 类和 `gui.jar` 文件中的类，在 `/top/src` 目录下编译 `MyApp.java` 文件的命令如下： ```bash javac -cp /top/lib/gui.jar:/top/lib -d /top/bin MyApp.java ``` 还可以使用类路径通配符 `*` 来包含目录中的所有JAR文件，例如： ```bash javac -cp /top/lib/*:/top/lib -d /top/bin MyApp.java ``` 需要注意的是，通配符 `*` 只扩展到类路径条目指定目录下的JAR文件，不会扩展到类文件，也不会递归扩展到子目录中的JAR文件。 #### 4. 系统属性的使用 Java运行时环境