ClassPath详解

使用JAVA开发或运行基于JAVA编写的程序,在安装JDK之后,一般需要配置如下几条环境变量(以Windows为例):

    JAVA_HOME : C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_112
    CLASSPATH : .;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\jre\lib
    PATH      : your-unique-entries;%JAVA_HOME%\bin

那么,它们的作用是什么呢?
JAVA_HOME 该变量指明了JAVA运行环境的安装路径。它和JAVA之间,除了字面相似度高外,没有什么联系。之所以配置该变量大约有三点原因:

  1. 方便随后两个变量的配置。
  2. 便于升级JAVA。升级时,只需要将该变量指向新版本的JAVA安装目录即可。
  3. 某些应用依赖于该变量。比如常用的Web容器Tomcat,以及IDE开发软件Eclipse等。

如果确定没有应用依赖该变量,甚至可以不配置。但基于前两个优点,一般不建议这么做。

CLASSPATH 该变量指明JAVA运行环境JRE搜索.class文件的路径。

PATH 该变量指明操作系统查找可执行程序的路径。该变量由操作系统使用,配置%JAVA_HOME%\bin以便快捷访问该目录下如javajavac等命令行和其他JDK工具。

明白了这三个变量的用途,可知对于JAVA程序最重要的是ClassPath环境变量,因为它指明JAVA程序搜索第三方和用户自定义类的路径,如果不正确配置,JAVA程序将不能正常运行。
那么如何正确配置ClassPath呢?有如下四种方式:

  1. 不采取任何方式,那么ClassPath的默认配值为‘.’,表示类路径为当前目录及其子目录。
  2. 使用文中开篇所述的环境变量CLASSPATH设置,设置后会覆盖默认配置。
  3. 使用命令行参数-classpath-cp设置,设置后会覆盖环境变量配置和默认配置。
  4. 如果运行含有manifest文件的可执行jar包,那么manifest文件设置的类路径会覆盖前三种配置。

其中第三种方式和第四种方式可独自配置单个JAVA应用而不影响其他JAVA应用,官方推荐使用第三种方式配置ClassPath。具体的配置方法如开篇所述,形式类似如下:

    .;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\jre\lib

每个路径之间使用英文分号‘;’进行分隔(linux环境下则使用英文冒号‘:’分隔)。这个例子中的单个路径都是文件夹,除此之外,单个路径还可以是特定的jar包和zip包路径。假如一个类文件的路径如下

    c:\java\workspace\test\classes\com\zdb\Test.class

如果该类位于com.zdb包下,那么正确设置的ClassPath为:

    c:\java\workspace\test\classes

如果该类引用了如下的第三方jar包:

    c:\java\workspace\test\lib\a.jar

此时ClassPath为:

   c:\java\workspace\test\classes;c:\java\workspace\test\lib\a.jar

如果该类引用了多个第三方jar包:a.jar b.jar c.jar,此时ClassPath为:

   c:\java\workspace\test\classes;c:\java\workspace\test\lib\a.jar;
   c:\java\workspace\test\lib\b.jar;c:\java\workspace\test\lib\c.jar

也可以使用通配符‘*’表示为:

   c:\java\workspace\test\classes;c:\java\workspace\test\lib\*

需要注意的是:

  1. 通配符只匹配目录下的.jar.JAR文件,除此之外,既不匹配.class文件也不匹配子目录。
  2. main方法运行之前,通配符会自动展开为具体的路径,展开路径的顺序因平台不同而不同,甚至同一机器不同时刻不同。
  3. 通配符只适用配置的第二和第三种方式,第四种方式manifest文件不能使用通配符。

针对第二点,上一个例子在程序运行时,使用系统属性java.class.path获得的类路径可能为(注意abc的顺序已改变):

    c:\java\workspace\test\classes;c:\java\workspace\test\lib\a.jar;
    c:\java\workspace\test\lib\c.jar;c:\java\workspace\test\lib\b.jar

这个顺序对于JVM加载类颇为重要。假设特殊情况下,b.jar和c.jar中都含有同包名且同类名的一个类,那么JVM当查找到c.jar时发现该类后,将不会继续查找b.jar。如果JAVA应用依赖于jar包的加载顺序,那么需要明确指定jar包顺序,而不能使用通配符。

针对第三点,manifest文件配置类路径和前三种方式稍有不同,形式为:

Class-Path: jar1-name jar2-name directory-name/jar3-name
  jar4-name ...
  jar-name

注意到,使用空格分隔各个路径而不是分号‘;’或冒号‘:’。另外,当类路径过多而需要换行时,从第二行开始,必须以两个空格开头。

附:
JAVA类路径官网介绍
Manifest文件类路径说明
一个jar包加载顺序引发的BUG

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