Java之路——環境配置與編譯運行

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本文大綱

一、開篇

二、JDK下載

三、JDK安裝

四、環境配置

五、初識Java編譯

六、Java與Javac

七、第一個Java程式

八、總結

九、參考資料

   

一、開篇

通過對之前Java之路的瞭解之後，相信初學者們都對Java有了一個比較深印象的瞭解了。但是事情不能總停留在理論層面，還得多多實現，才能見真知。我覺得，學習一樣東西，要遵循理論——實踐——理論這樣一個套路。先瞭解事情的基本概念，弄懂基本概念後，要想方設法的用到生活的點點滴滴上，這樣能加深理論的記憶以及發現自己的盲點。在重複的實踐中，我們會逐漸對其有了自己的看法、想法，對理論有了一定的深化。最後迴歸理論，總結出自己的東西，這樣東西就真正的屬於你了。所以，今天我們要開始動手配Java環境，以及利用配好的Java環境來對程式進行編譯運行。要注意的是，為了能讓大家能更深刻的瞭解Java究竟是怎麼樣運作，怎樣編譯啟動並執行，本章不會涉及到任何IDE的使用，編碼當然就是用記事本了。IDE對提高日常的開發效率，但是記事本能增加大家應聘的錄取機會喲！

   

二、JDK下載

在《Java之路——Java初接觸》中已經講過，要進行Java開發，除了JRE（Java運行環境）以外，還需要相應的開發工具，所以我們需要下載JDK。下載JDK可以到Oracle官網：https://www.oracle.com/ 上，選擇Downloads——Java for Developers，如下：

接著選擇download JDK，目前可選擇的最新版為8u121。

   

如果要想擷取以前的版本，可將頁面拉到最下面，選擇Java Archive，就可以擷取到曆史的Java版本。

我們這裡以下載最新的8u121為例來進行後續說明。

   

三、JDK安裝

根據系統內容下載了對應的版本之後，就可以進行安裝了。整個安裝過程沒有什麼特別，基本可以預設下一步就行了。如果需要，可以修改一下相應的目錄。

中途會彈出一個對話方塊，意思是JRE所安裝的目錄，選擇好目錄然後"下一步"就行。

安裝成功後，如果想看API文檔之類的，可以點擊它的"後續教程"。

至此，JDK已順利安裝完成。

   

四、環境配置

安裝成功後，怎麼用呢？我們可以開啟命令控制台，然後去到你安裝JDK目錄的bin目錄下，執行java命令，如果有一大堆提示出來，證明你已經安裝正確了。

有的同學可能會遇到下面這種情況：

為什麼會這樣子呢？細心的同學可能會發現，目前的目錄不一樣。我一開始就說了，我們需要在你安裝JDK目錄的bin目錄下執行java命令，才會生效。原因很簡單，就是因為bin目錄下有各種各樣的命令，java是其中一個命令。我們用到的很多關於java的命令，如javac、javaw等，都是在其bin目錄下，所以大家以後深入學習，可以先對bin目錄下的工具進行學習，裡面有很多很有用的工具，這是後話。

   

回答剛剛的話題，如果一定要在bin目錄下才能運行java命令是很不方便的一件事，不但不方便，很多其他程式要用到java命令也用不上，因為他們不知道去哪裡找java命令。這個時候，我們就需要對系統配置環境變數，以方便在什麼目錄下都能執行java命令。

選擇"開始"——右鍵"電腦"——屬性——進階系統設定——環境變數，即可開啟環境變數的設定視窗。

主要對以下三個變數進行設定：

• 1.新增：JAVA_HOME，值為JDK路徑，此處為：C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_121
• 2.編輯：PATH，在原變數值的最後加上";%JAVA_HOME%\bin;%JAVA_HOME%\jre\bin"。這裡稍作一下說明。值裡面的%JAVA_HOME%意思就是上一條新增變數JAVA_HOME的值，可見第一條新增變數JAVA_HOME是為了方便PATH變數配置的時候不需要寫得太冗長。而PATH變數自身的意思就是windows會在PATH變數值裡所列出的目錄中一條一條的尋找要執行的命令，所以只要配置了PATH，java命令就不需要一定在JDK目錄的bin目錄下執行了。而至於為什麼是上面那兩個目錄，是因為bin下面的都是java用到的命令，也可以說是一些工具。
• 3.新增：CLASSPATH，其值為".;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar"。CLASSPATH的作用是讓java程式編譯的時候（用javac的時候）知道去哪裡找到Java的源檔案，或者位元組碼檔案（CLASS檔案）。其中，dt.jar是關於運行環境的類庫，tools.jar是工具類庫，編譯和啟動並執行時候都需要用到。這裡值得十分注意的是，整串值的開始部分有個"."，一定不能漏，這代表的是目前的目錄的意思。

當配置完這三點，我們再在使用者的目錄下運行java -version命令，就能看到cmd能自動找到java程式並且運行了。

   

五、初識Java編譯

在開發我們的第一個Java程式之前，首先粗略的瞭解一下Java代碼的編譯和執行的整個過程。我們經常會看到Java工程裡面有這兩種尾碼的檔案：.java和.class。這兩種檔案分別代表Java的原始碼和位元組碼檔案，而其中的位元組碼檔案就是java實現"Write Once，Run Anywhere"的關鍵。我們可以先來看看下面兩幅圖[1]。

Java編譯器編譯Java代碼的流程如下：

JVM執行引擎完成Java位元組碼的執行：

從上兩圖可以看到，Java運行程式分兩步走，第一步是源碼編譯成位元組碼，第二步是位元組碼編譯成目標代碼。這就和C、C++直接編譯成與機器相關的目標代碼不一樣了。通過位元組碼這一中間環節，大家可以拿著編譯成功的包發布到任一有JVM環境的機器上，再由JVM來實現到機器相關的最終目標代碼的編譯，從而做到"Write Once，Run Anywhere"，而無需與具體運行平台綁定。所以我們通常所說的對代碼進行編譯，就是Java原始碼編譯成JVM位元組碼的過程。

   

六、java與javac

在上一節我們已經說過，%JAVA_HOME%\bin目錄下有大量的Java工具可以使用，我們以後也要逐漸熟悉。那作為初接觸java的我們，首先應該熟悉哪個呢？無疑是java與javac了。

現在的社會節奏太快了，很多人都或多或少有點急功近利。在開發方便，這主要體現在沒理解程式的底層是怎麼運作的，一上來就開始IDE開發，遇到各種問題後，由於不懂底層原理，就不知道如何處理。個人認為，IDE要用，可以極大的提高我們的生產效率，但是底層原理也一定要懂，不然都不知道IDE是怎麼講你的程式編譯打包啟動並執行，遇到問題的時候就不會解決了。很經常見到的一種情況是，有些人看到伺服器上沒有IDE就懵了，連怎麼運行jar包程式都不會。

迴歸正傳，我們就從java與javac入手，瞭解怎麼在命令列中編譯和運行一個java程式。首先，我們分別認識這兩個命令是怎麼用的。

   

java命令：

作用：用於執行類或者執行jar檔案。

在cmd控制台中輸入java斷行符號，我們可以得到java命令啟動並執行格式如下：

沒有截完整，選項（-options）後面還有的，大家可自行運行java命令來看。我們暫時忽略選項（-option）的內容，主要看必填項"類"和"jar檔案"。可以看到java命令可直接運行類和jar檔案。舉個例子，如何有個HelloWorld.class檔案裡面有個HelloWorld類，則啟動並執行命令是：java HelloWorld。這裡要注意的是，java後面不是class檔案（HelloWorld.class），而是對應的類（HelloWorld）。如果有個HelloWorld.jar的jar檔案，啟動並執行命令是：java -jar HelloWorld.jar。

   

javac命令：

作用：用於編譯.java檔案。

在cmd控制台中輸入javac斷行符號，我們可以得到javac命令啟動並執行格式如下：

我們暫時忽略選項（-option）的內容，可以看到javac最簡單的格式就是跟一個原始碼檔案。舉個例子，如果有一個HelloWorld.java檔案需要對其編譯，則啟動並執行命令為：javac HelloWorld.java，就可以在目前的目錄下產生一個HelloWorld.class的位元組碼檔案。

   

七、第一個Java程式

瞭解完java和javac命令以後，我們就可以開始第一個Java程式了，當然，我們是用記事本來開始我們的第一個Java程式。微軟內建的記事本功能比較少，使用者體驗也不是十分好，個人比較喜歡用Notepad++，大家可根據自己的習慣來選擇喜歡的記事本。

   

第一部分：

建立HelloWorld類，儲存在HelloWorld.java檔案中。

在cmd控制台中，運行javac HelloWorld.java命令對其編譯，則會自動產生HelloWorld.class檔案。

然後運行java HelloWorld命令，則會顯示Hello World。這裡一定要注意，不是運行java HelloWorld.class，java後面跟的是要啟動並執行類，即HelloWorld。

這就完成了從代碼編寫，到編譯，再到啟動並執行整個過程了，是不是很簡單呢？其實一切複雜的事情都是從簡單做起，只要打好了基礎，學習上層的東西就很簡單了。

   

第二部分：

有人會問了，那如果要引用其他的jar包或者類的話，那怎麼辦呢？別急，我們嘗試一下。首先建個User類（只是隨便建個類，大家別太在意），它有個說出內容的方法，存在User.java檔案中，代碼如下：

修改HelloWorld類，代碼如下：

User.java放在otherclass目錄睇下，不在HelloWorld.java同一個目錄：

然後我們嘗試用上面的方法進行編譯，會發現提示找不到User類，這就是因為javac不知道去哪裡找User類的緣故了。

遇到這些情況，我們一定要會看協助提示，看看javac可以提供什麼參數。這不單單為瞭解決目前的問題，還為了以後解決各種各樣更多的問題，只要能做到舉一反三，沒有什麼問題能難得到你。

我們可以看到，只要增加-classpath參數，就可指定要尋找的類的檔案位置，這樣我們就可以給javac指定User的位置了，所以我們可以寫成：

則會成功編譯HelloWorld.java和User.java，在對應目錄中產生HelloWorld.class和User.class。

這時候我們可以執行java HelloWorld看看能否出結果，但可惜的是，又說沒找到User類：

聰明的同學可能會想到，java應該也有個-classpath參數。恭喜你，開始開竅了，那我們趕緊試試看：

又不行，崩潰中！！呵呵，別急，java跟javac有點不同，java帶著-classpath參數會是java只會在classpath所在的目錄裡找類，所以如果HelloWorld實在目前的目錄下，要把目前的目錄加上，也就是加一"."，如下：

這就成功運行了。

   

第三部分：

這時候，有些人又不爽了，為什麼每次編譯運行都要執行這麼一大串東西，那多麻煩，如果類多起來，那豈不是輸個命令都要輸半天，有沒有一些方便一點的方法，供以後執行用呢？那當然有，這就是將所有類打包成一個可執行檔jar包，以後直接運行jar包就可以了。這裡用到的命令是jar命令，我們先看看它的格式與內容：

這裡我們主要用到的是以下四個選項：

-c 建立新的歸檔檔案

-v 在標準輸出中產生詳細輸出

-f 指定歸檔檔案名稱

-e 為捆綁到可執行 jar 檔案的獨立應用程式

指定應用程式進入點

這裡我們根據提示的格式，用以下命令將User.class和HelloWorld.class打包成HelloWorld.jar包。

這就產生了一個HelloWorld.jar的檔案。如果大家想看HelloWorld.jar裡面有什麼內容，告訴大家一個小技巧，可以將jar包拖到winrar等壓縮軟體中，就可以看到具體的內容。

可以看到裡面除了要打包的內容外，還多了一個META-INF檔案夾，裡面有一個MANIFEST.MF檔案，這是一個資訊清單檔，裡面有相關的清單資訊。我們需要對其進行編輯，增加Class-Path:參數，就如告訴java命令classpath是什麼一樣。中高亮的為增加的內容：

最後，我們通過java -jar HelloWolrd.jar命令，則可運行其程式。以後我們拿著這個jar包就可以隨處顯示"Hello World"，比之前要弄一大串選項方便多了。

   

八、總結

本文從jdk的下載、安裝，環境的配置，程式的編寫、編譯以及執行，從頭到尾做了很詳盡的介紹，為的是讓大家對這個過程有個深刻的瞭解。環境配好了，用上IDE了，以後大家就可能很少接觸這一過程的了。但這一過程不能丟，這是一個基礎，正如我前面說的，如果你不瞭解基礎，遇到問題的時候，都不知道從何解決。上層東西學多了，但卻不瞭解底層究竟是怎麼一回事，心裡沒有底，人家換個封裝，你又重新學習，而做不到舉一反三，那是事倍功半啊！

  

九、參考資料：

1.JVM學習筆記（二）------Java代碼編譯和執行的整個過程（http://blog.csdn.net/cutesource/article/details/5904542）

Java之路——環境配置與編譯運行