Java命令简易入门2-Javac与Java命令之一


文章目录

  • Java命令简易入门2-Javac与Java命令之一
  • 基本概念
  • 实验环境与实验文件
  • 1.javac与java基本用法
  • 2. javac的其他常用参数
  • 3. 一个文件中包含多个类文件进行编译
  • 4. 类路径参数：-cp或-classpath
  • 总结
  • 动动手
  • 参考资料


基本概念

javac与java命令是我们最常用的Java命令。
javac：Java编译器。负责编译，将.java这个文本文件编译成.class字节码文件。
java：Java程序启动器。负责启动Java虚拟机(JVM)以运行Java程序。其主要用来载入字节码文件中的主类、执行jar文件等。

我们可以通过javac --help与java -help来查看其帮助。

执行javac -help显示：用法: javac
其中的source files指的是源代码文件。比如javac HelloWorld.java，生成HelloWorld.class。里面的主类是HelloWorld。
其中的options指的是可选的其他参数。

执行java -help显示：用法：java [options] <主类> [args…]
可以看出，其必要参数是主类。注意，是主类而不是文件。因此正确执行命令是java HelloWorld而不是java HelloWorld.class。因为HelloWorld才是主类。

我们会通过几个实验来简单讲解一下javac与java的基本用法。

实验环境与实验文件

OS：Windows 10。
JDK：AdoptOpenJDK的jdk-11.0.8.10-hotspot

假设有d:\test\目录下有HelloWorld.java，源代码如下：

public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("HelloWorld!");
    }
}

这是一个很单纯的.java文件，里面包含一个主类HelloWorld。我们将在这个代码的基础上逐步扩展，一步步讲解javac与java命令。

1.javac与java基本用法

执行如下命令：

javac -version
java -version
javac HelloWorld.java
java HelloWorld

说明：

  1. 前两个命令用来查看当前命令行下执行的javac与java是什么版本的。
  2. 编译当前目录下的HelloWorld.java文件并在当前路径下生成HelloWorld.class。
  3. 启动JVM载入HelloWorld这个主类，从而运行该Java程序。再次强调一下java HelloWorld中的HelloWorld是类名而不是文件名。

注意：一个系统上可能有多个javac与java命令文件。可以使用where javac或where java查看系统中的相应的文件。

命令输出截图如下：

c和java作用 javac的作用是什么_java

2. javac的其他常用参数

这里只介绍几个常用的参数。
-d <directory>：在指定目录(directory)下生成相应的.class文件
-verbose：输出有关编译器正在执行的操作的消息。

现在想将编译生成的.class文件自动放在d:\testjava下，如何实现呢？

del *.class
del d:\testjava\*.class
javac -d d:\testjava HelloWorld.java
dir *.class
dir d:\testjava\*.class

说明:

  1. del *.class将当前目录下所有.class文件删除，del d:\testjava\*.class将d:\testjava\目录下所有.class文件删除。
  2. 编译当前目录下的HelloWorld.java并将生成的.class文件放到d:\testjava目录。注意：d:\testjava可以不用事先建立，该条命令会自动建立。
  3. dir *.class查看当前目录下的.class文件，发现什么都没有
  4. dir d:\testjava\*.class，查看d:\testjava\目录下的所有.class文件。

命令输出截图如下：

c和java作用 javac的作用是什么_c和java作用_02

再来看看-verbose参数

javac -verbose HelloWorld.java

输出信息如下：

D:\test>javac -verbose HelloWorld.java
[语法分析开始时间 SimpleFileObject[D:\test\HelloWorld.java]]
[语法分析已完成, 用时 12 毫秒]
[正在加载/modules/jdk.internal.jvmstat/module-info.class]
[正在加载/modules/java.security.jgss/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.internal.ed/module-info.class]
[正在加载/modules/java.xml.crypto/module-info.class]
[正在加载/modules/java.base/module-info.class]
[正在加载/modules/java.scripting/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.security.jgss/module-info.class]
[正在加载/modules/java.rmi/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.jfr/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.dynalink/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.security.auth/module-info.class]
[正在加载/modules/java.desktop/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.unsupported/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.internal.opt/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.unsupported.desktop/module-info.class]
[正在加载/modules/java.instrument/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.jcmd/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.jlink/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.xml.dom/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.jconsole/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.jstatd/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.compiler/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.internal.vm.ci/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.jartool/module-info.class]
[正在加载/modules/java.se/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.internal.vm.compiler/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.internal.le/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.charsets/module-info.class]
[正在加载/modules/java.net.http/module-info.class]
[正在加载/modules/java.xml/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.pack/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.jsobject/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.naming.rmi/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.sctp/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.jshell/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.naming.dns/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.net/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.scripting.nashorn.shell/module-info.class]
[正在加载/modules/java.datatransfer/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.management/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.httpserver/module-info.class]
[正在加载/modules/java.sql.rowset/module-info.class]
[正在加载/modules/java.management/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.crypto.cryptoki/module-info.class]
[正在加载/modules/java.management.rmi/module-info.class]
[正在加载/modules/java.transaction.xa/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.jdi/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.management.agent/module-info.class]
[正在加载/modules/java.security.sasl/module-info.class]
[正在加载/modules/java.naming/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.javadoc/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.accessibility/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.scripting.nashorn/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.internal.vm.compiler.management/module-info.class]
[正在加载/modules/java.prefs/module-info.class]
[正在加载/modules/java.sql/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.editpad/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.jdwp.agent/module-info.class]
[正在加载/modules/java.smartcardio/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.attach/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.zipfs/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.jdeps/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.rmic/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.aot/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.localedata/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.crypto.ec/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.crypto.mscapi/module-info.class]
[正在加载/modules/java.logging/module-info.class]
[正在加载/modules/java.compiler/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.management.jfr/module-info.class]
[正在加载/modules/jdk.hotspot.agent/module-info.class]
[源文件的搜索路径: .]
[类文件的搜索路径: C:\Program Files\AdoptOpenJDK\jdk-11.0.8.10-hotspot\lib\modules,.]
[正在加载/modules/java.base/java/lang/Object.class]
[正在加载/modules/java.base/java/lang/String.class]
[正在加载/modules/java.base/java/lang/Deprecated.class]
[正在加载/modules/java.base/java/lang/annotation/Retention.class]
[正在加载/modules/java.base/java/lang/annotation/RetentionPolicy.class]
[正在加载/modules/java.base/java/lang/annotation/Target.class]
[正在加载/modules/java.base/java/lang/annotation/ElementType.class]
[正在检查HelloWorld]
[正在加载/modules/java.base/java/io/Serializable.class]
[正在加载/modules/java.base/java/lang/AutoCloseable.class]
[正在加载/modules/java.base/java/lang/System.class]
[正在加载/modules/java.base/java/io/PrintStream.class]
[正在加载/modules/java.base/java/lang/Appendable.class]
[正在加载/modules/java.base/java/io/Closeable.class]
[正在加载/modules/java.base/java/io/FilterOutputStream.class]
[正在加载/modules/java.base/java/io/OutputStream.class]
[正在加载/modules/java.base/java/io/Flushable.class]
[正在加载/modules/java.base/java/lang/Comparable.class]
[正在加载/modules/java.base/java/lang/CharSequence.class]
[已写入HelloWorld.class]
[共 181 毫秒]

主要分为几个部分：

  1. 语法分析部分：[语法分析...]
  2. 模块相关部分:[正在加载/modules...]。
  3. 源文件搜索部分：[源文件的搜索路径: .]。这里的.指的是当前目录。
  4. 类文件搜索部分1：[类文件的搜索路径: C:\Program Files\AdoptOpenJDK\jdk-11.0.8.10-hotspot\lib\modules,.]。
  • 指的是为了编译这个HelloWorld需要在这些路径下搜索相应的类。搜索到后就加载。
  • 这里面的搜索路径有两个，一个是C:\Program Files\AdoptOpenJDK\jdk-11.0.8.10-hotspot\lib\modules还有一个是当前目录。
  • 加载所需使用的Java类库中的最基础的类，比如Object.class、注解相关字节码文件。代码中因为使用了还加载了String.class。
  • 这些类都是在java.base模块。该模块定义Java SE平台的基础API，是基础模块，不依赖于其他模块。
  1. 类文件搜索部分2：[正在检查HelloWorld].
  • 加载HelloWorld这个程序中要用到的其他类。比如System.class，PrintStream.class。System.out中的out是一个PrintStream类型的对象。
  • 还加载了一些代码中似乎没用到的类和接口。比如,Comparable.class。实际上这个就是Comparable接口。我们的代码中的"HelloWorld!"就是个String对象，其实现了Comparable接口。

可以看到java不愧是一个面向对象语言，执行一个简单的HelloWrold都要载入这么多类。

3. 一个文件中包含多个类文件进行编译

如果一个.java文件中包含多个类的定义，使用javac编译该文件会产生多个.class文件。一个类生成一个.class文件。
注意：只能有一个public的class。

public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("HelloWorld");
    }
}
class Test{

}

对上述代码使用

del *.class
javac -verbose HelloWorld.java
dir *.class

可以看到如下信息，代表生成了两个.class文件。

....
[已写入HelloWorld.class]
...
[已写入Test.class]

之后使用dir *.class也可进行验证。

4. 类路径参数：-cp或-classpath

类路径参数也是一个重要参数，格式为： -classpath <path>与 -cp <path>。
-cp是-classpath的缩写。
该参数告诉java编译器，在编译某个文件时，去哪个路径去寻找该java代码文件所需要用到的类。因此称之为类路径。

比如d:\test有如下代码：

public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args) {
        Test test = new Test();
        System.out.println("HelloWorld");
    }
}

很明显，编译该文件需要一个Test类，然而Test类并未在该文件中有定义。
如果直接执行javac HelloWorld.java，那么其会在当前目录下寻找Test.class。如果没找到，会报错。

有了-cp参数，我们就可以将类所需的其他.class放置到另外一个目录，编译的时候可以指定编译器的查找该路径。

了解了这个原理，我们可以自己做一个实验：

  1. 在d:\testjava\目录下新建一个Test.java，代码很简单public class Test{}。
  2. 进行编译。生成的Test.class在d:\testjava\目录下。
  3. 再执行javac -cp d:\testjava\ HelloWorld.java，就可以顺利完成编译。

事实上，即使你不手动编译Test.java，上面那条javac命令也会在d:\testjava\下寻找Test.java文件。如果有，就自动编译。

总结

  1. javac可以将.java文件编译成字节码文件。
  2. Java 11中的javac编译时，使用到了模块系统。所有java程序都需要java.base模块。
  3. 编译时会将程序所需类与接口全部导入。
  4. Java将类的信息都存储在.class文件中。启动Java程序时，会从.class文件中载入相关类。
  5. -d参数可以在指定目录(directory)下生成相应的.class文件。
  6. -cp参数可以帮java编译器寻找相应的类。这个参数很重要，应当理解。IDE中虽然不需要使用命令行，但如果用到第三方库，可能就需要对Build Path进行设置。这种设置实际上就是修改了相应的类路径。

动动手

在HelloWorld.java代码的基础上，分别对如下几种情况，使用javac -verbose HelloWorld.java来观察输出信息。并分析，这些错误都发生在哪几个阶段？

  1. 在HelloWorld.java的代码中添加错误。比如，将冒号 ; 去掉。
  2. 将String[] args改成string[] args。
  3. 在main方法中添加Person p = new Person();。

参考资料

  1. “Hello World!” for Microsoft Windows