Java之路——环境配置与编译运行

本文大纲

一、开篇

二、JDK下载

三、JDK安装

四、环境配置

五、初识Java编译

六、Java与Javac

七、第一个Java程序

八、总结

九、参考资料

一、开篇

通过对之前Java之路的了解之后，相信初学者们都对Java有了一个比较深印象的了解了。但是事情不能总停留在理论层面，还得多多实现，才能见真知。我觉得，学习一样东西，要遵循理论——实践——理论这样一个套路。先了解事情的基本概念，弄懂基本概念后，要想方设法的用到生活的点点滴滴上，这样能加深理论的记忆以及发现自己的盲点。在重复的实践中，我们会逐渐对其有了自己的看法、想法，对理论有了一定的深化。最后回归理论，总结出自己的东西，这样东西就真正的属于你了。所以，今天我们要开始动手配Java环境，以及利用配好的Java环境来对程序进行编译运行。要注意的是，为了能让大家能更深刻的了解Java究竟是怎么样运作，怎样编译运行的，本章不会涉及到任何IDE的使用，编码当然就是用记事本了。IDE对提高日常的开发效率，但是记事本能增加大家应聘的录取机会哟！

二、JDK下载

在《Java之路——Java初接触》中已经讲过，要进行Java开发，除了JRE（Java运行环境）以外，还需要相应的开发工具，所以我们需要下载JDK。下载JDK可以到Oracle官网：https://www.oracle.com/ 上，选择Downloads——Java for Developers，如下：

接着选择download JDK，目前可选择的最新版为8u121。

如果要想获取以前的版本，可将页面拉到最下面，选择Java Archive，就可以获取到历史的Java版本。

我们这里以下载最新的8u121为例来进行后续说明。

三、JDK安装

根据系统环境下载了对应的版本之后，就可以进行安装了。整个安装过程没有什么特别，基本可以默认下一步就行了。如果需要，可以修改一下相应的目录。

中途会弹出一个对话框，意思是JRE所安装的目录，选择好目录然后"下一步"就行。

安装成功后，如果想看API文档之类的，可以点击它的"后续教程"。

至此，JDK已顺利安装完成。

四、环境配置

安装成功后，怎么用呢？我们可以打开命令控制台，然后去到你安装JDK目录的bin目录下，执行java命令，如果有一大堆提示出来，证明你已经安装正确了。

有的同学可能会遇到下面这种情况：

为什么会这样子呢？细心的同学可能会发现，当前目录不一样。我一开始就说了，我们需要在你安装JDK目录的bin目录下执行java命令，才能生效。原因很简单，就是因为bin目录下有各种各样的命令，java是其中一个命令。我们用到的很多关于java的命令，如javac、javaw等，都是在其bin目录下，所以大家以后深入学习，可以先对bin目录下的工具进行学习，里面有很多很有用的工具，这是后话。

回答刚刚的话题，如果一定要在bin目录下才能运行java命令是很不方便的一件事，不但不方便，很多其他程序要用到java命令也用不上，因为他们不知道去哪里找java命令。这个时候，我们就需要对系统配置环境变量，以方便在什么目录下都能执行java命令。

选择"开始"——右键"计算机"——属性——高级系统设置——环境变量，即可打开环境变量的设置窗口。

主要对以下三个变量进行设置：

• 1.新增：JAVA_HOME，值为JDK路径，此处为：C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_121
• 2.编辑：PATH，在原变量值的最后加上";%JAVA_HOME%\bin;%JAVA_HOME%\jre\bin"。这里稍作一下说明。值里面的%JAVA_HOME%意思就是上一条新增变量JAVA_HOME的值，可见第一条新增变量JAVA_HOME是为了方便PATH变量配置的时候不需要写得太冗长。而PATH变量自身的意思就是windows会在PATH变量值里所列出的目录中一条一条的查找要执行的命令，所以只要配置了PATH，java命令就不需要一定在JDK目录的bin目录下执行了。而至于为什么是上面那两个目录，是因为bin下面的都是java用到的命令，也可以说是一些工具。
• 3.新增：CLASSPATH，其值为".;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar"。CLASSPATH的作用是让java程序编译的时候（用javac的时候）知道去哪里找到Java的源文件，或者字节码文件（CLASS文件）。其中，dt.jar是关于运行环境的类库，tools.jar是工具类库，编译和运行的时候都需要用到。这里值得十分注意的是，整串值的开始部分有个"."，一定不能漏，这代表的是当前目录的意思。

当配置完这三点，我们再在用户的目录下运行java -version命令，就能看到cmd能自动找到java程序并且运行了。

五、初识Java编译

在开发我们的第一个Java程序之前，首先粗略的了解一下Java代码的编译和执行的整个过程。我们经常会看到Java工程里面有这两种后缀的文件：.java和.class。这两种文件分别代表Java的源代码和字节码文件，而其中的字节码文件就是java实现"Write Once，Run Anywhere"的关键。我们可以先来看看下面两幅图^[1]。

Java编译器编译Java代码的流程如下：

JVM执行引擎完成Java字节码的执行：

从上两图可以看到，Java运行程序分两步走，第一步是源码编译成字节码，第二步是字节码编译成目标代码。这就和C、C++直接编译成与机器相关的目标代码不一样了。通过字节码这一中间环节，大家可以拿着编译成功的包发布到任一有JVM环境的机器上，再由JVM来实现到机器相关的最终目标代码的编译，从而做到"Write Once，Run Anywhere"，而无需与具体运行平台绑定。所以我们通常所说的对代码进行编译，就是Java源代码编译成JVM字节码的过程。

六、java与javac

在上一节我们已经说过，%JAVA_HOME%\bin目录下有大量的Java工具可以使用，我们以后也要逐渐熟悉。那作为初接触java的我们，首先应该熟悉哪个呢？无疑是java与javac了。

现在的社会节奏太快了，很多人都或多或少有点急功近利。在开发方便，这主要体现在没理解程序的底层是怎么运作的，一上来就开始IDE开发，遇到各种问题后，由于不懂底层原理，就不知道如何处理。个人认为，IDE要用，可以极大的提高我们的生产效率，但是底层原理也一定要懂，不然都不知道IDE是怎么讲你的程序编译打包运行的，遇到问题的时候就不会解决了。很经常见到的一种情况是，有些人看到服务器上没有IDE就懵了，连怎么运行jar包程序都不会。

回归正传，我们就从java与javac入手，了解怎么在命令行中编译和运行一个java程序。首先，我们分别认识这两个命令是怎么用的。

java命令：

作用：用于执行类或者执行jar文件。

在cmd控制台中输入java回车，我们可以得到java命令运行的格式如下：

上图没有截完整，选项（-options）后面还有的，大家可自行运行java命令来看。我们暂时忽略选项（-option）的内容，主要看必填项"类"和"jar文件"。可以看到java命令可直接运行类和jar文件。举个例子，如何有个HelloWorld.class文件里面有个HelloWorld类，则运行的命令是：java HelloWorld。这里要注意的是，java后面不是class文件（HelloWorld.class），而是对应的类（HelloWorld）。如果有个HelloWorld.jar的jar文件，运行的命令是：java -jar HelloWorld.jar。

javac命令：

作用：用于编译.java文件。

在cmd控制台中输入javac回车，我们可以得到javac命令运行的格式如下：

我们暂时忽略选项（-option）的内容，可以看到javac最简单的格式就是跟一个源代码文件。举个例子，如果有一个HelloWorld.java文件需要对其编译，则运行的命令为：javac HelloWorld.java，就可以在当前目录下生成一个HelloWorld.class的字节码文件。

七、第一个Java程序

了解完java和javac命令以后，我们就可以开始第一个Java程序了，当然，我们是用记事本来开始我们的第一个Java程序。微软自带的记事本功能比较少，用户体验也不是十分好，个人比较喜欢用Notepad++，大家可根据自己的习惯来选择喜欢的记事本。

第一部分：

创建HelloWorld类，保存在HelloWorld.java文件中。

在cmd控制台中，运行javac HelloWorld.java命令对其编译，则会自动生成HelloWorld.class文件。

然后运行java HelloWorld命令，则会显示Hello World。这里一定要注意，不是运行java HelloWorld.class，java后面跟的是要运行的类，即HelloWorld。

这就完成了从代码编写，到编译，再到运行的整个过程了，是不是很简单呢？其实一切复杂的事情都是从简单做起，只要打好了基础，学习上层的东西就很简单了。

第二部分：

有人会问了，那如果要引用其他的jar包或者类的话，那怎么办呢？别急，我们尝试一下。首先建个User类（只是随便建个类，大家别太在意），它有个说出内容的方法，存在User.java文件中，代码如下：

修改HelloWorld类，代码如下：

User.java放在otherclass目录睇下，不在HelloWorld.java同一个目录：

然后我们尝试用上面的方法进行编译，会发现提示找不到User类，这就是因为javac不知道去哪里找User类的缘故了。

遇到这些情况，我们一定要会看帮助提示，看看javac可以提供什么参数。这不单单为了解决目前的问题，还为了以后解决各种各样更多的问题，只要能做到举一反三，没有什么问题能难得到你。

我们可以看到，只要增加-classpath参数，就可指定要查找的类的文件位置，这样我们就可以给javac指定User的位置了，所以我们可以写成：

则会成功编译HelloWorld.java和User.java，在对应目录中生成HelloWorld.class和User.class。

这时候我们可以执行java HelloWorld看看能否出结果，但可惜的是，又说没找到User类：

聪明的同学可能会想到，java应该也有个-classpath参数。恭喜你，开始开窍了，那我们赶紧试试看：

又不行，崩溃中！！呵呵，别急，java跟javac有点不同，java带着-classpath参数会是java只会在classpath所在的目录里找类，所以如果HelloWorld实在当前目录下，要把当前目录加上，也就是加一"."，如下：

这就成功运行了。

第三部分：

这时候，有些人又不爽了，为什么每次编译运行都要执行这么一大串东西，那多麻烦，如果类多起来，那岂不是输个命令都要输半天，有没有一些方便一点的方法，供以后执行用呢？那当然有，这就是将所有类打包成一个可执行的jar包，以后直接运行jar包就可以了。这里用到的命令是jar命令，我们先看看它的格式与内容：

这里我们主要用到的是以下四个选项：

-c 创建新的归档文件

-v 在标准输出中生成详细输出

-f 指定归档文件名

-e 为捆绑到可执行 jar 文件的独立应用程序

指定应用程序入口点

这里我们根据提示的格式，用以下命令将User.class和HelloWorld.class打包成HelloWorld.jar包。

这就生成了一个HelloWorld.jar的文件。如果大家想看HelloWorld.jar里面有什么内容，告诉大家一个小技巧，可以将jar包拖到winrar等压缩软件中，就可以看到具体的内容。

可以看到里面除了要打包的内容外，还多了一个META-INF文件夹，里面有一个MANIFEST.MF文件，这是一个清单文件，里面有相关的清单信息。我们需要对其进行编辑，增加Class-Path:参数，就如告诉java命令classpath是什么一样。下图中高亮的为增加的内容：

最后，我们通过java -jar HelloWolrd.jar命令，则可运行其程序。以后我们拿着这个jar包就可以随处显示"Hello World"，比之前要弄一大串选项方便多了。

八、总结

本文从jdk的下载、安装，环境的配置，程序的编写、编译以及执行，从头到尾做了很详尽的介绍，为的是让大家对这个过程有个深刻的了解。环境配好了，用上IDE了，以后大家就可能很少接触这一过程的了。但这一过程不能丢，这是一个基础，正如我前面说的，如果你不了解基础，遇到问题的时候，都不知道从何解决。上层东西学多了，但却不了解底层究竟是怎么一回事，心里没有底，人家换个包装，你又重新学习，而做不到举一反三，那是事倍功半啊！

九、参考资料：

1.JVM学习笔记（二）------Java代码编译和执行的整个过程（http://blog.csdn.net/cutesource/article/details/5904542）