你所不知道的五件事情--JAR文件(译)

你所不知道的五件事情--JAR文件

这是Ted Neward在IBM developerWorks中5 things系列文章中的一篇，讲述了关于JAR的一些应用窍门，值得大家学习。(2010.06.27最后更新)

摘要：许多Java开发者从没有深入思考过JAR--他们只是在将类传到产品服务器之前使用JAR打包这些文件罢了。但JAR并不仅仅是一个被重命名的 ZIP文件。学习如何使用Java归档文件的全部能力，包括打包Spring依赖和配置文件的小窍门。

    对大多数Java开发者而言，JAR与它的兄弟们，WAR和EAR，都是一长串Ant或Maven处理后的最终结果。一个标准的过程是将JAR复制到服务器的适应位置(或者，更少见地，复制到用户的机器上)，然后就把它遗忘了。
    准确地说，JAR能做的远不止存储源代码，但你必须要知道它能做的其它事情，以及怎样去使用它。在本"5 things"系列的分期文章中所介绍的窍门将展示如何制作大部分的Java归档文件(在有些例子中，也会涉及WAR和EAR)，特别是在开发时期。
    因为有众多的Java开发者在使用Spring(也因为Spring框架展示了一些相对于我们对JAR传统应用的挑战)，其中若干窍门是特别针对Spring应用中的JAR文件。
    我将以一个标准的Java归档文件处理的例子开始，该例是下面各窍门的基础。

置于JAR中
    一般地，在编译源代码之后你会制作一个JAR文件，通过jar命令工具，或更为通用的Ant的jar工作，去把Java代码(已经被包分隔开)归集到单个文件中。这种处理很明了，在此处我就不作展示了，但在本文的后面我将回到JAR文件是如何被构造的这个主题中来。现在，我们只需打包Hello类，这是一个独立运行的控制台工具应用，该应用会向控制台打印一条信息，这无疑是很有用的任务，如清单1所示：

清单1. 用于打包的控制台工具

package com.tedneward.jars;

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

 Hello工具并不复杂，但以可执行程序开始，它是探索JAR文件的一个有用的辅助手段。

1. JAR是可执行的
    像.NET和C++这样的编程语言，在历史上有操作系统友好方面优势，只需在命令行中引入它们的名字(helloWorld.exe)或在GUI Shell中双击它们的图标就会启动这些应用。然而在Java编程中，启动器程序--java--引导JVM运行，而后我们必须传入一个命令行参数 (com.tedneward.Hello)用于指定将要启动的含有main()方法的类。
    这些额外的步骤使得很难为Java创建用户友好的应用。不仅仅是由于最终用户必须在命令行中键入所有的这些元素(很多用户都想避免这种情况)，而且他或她会由于某种原因打错字并得到一个晦涩的错误返回。
    解决方案就是使JAR文件"可执行"，以便在执行JAR文件时，能让Java启动器自动地知道启动哪个类。我们所需要做的只是在JAR文件的manifest(JAR文件META-INF中的MENIFEST.MF文件)中引入一个属性，例如：

清单2. 显示入口点

Main-Class: com.tedneward.jars.Hello

 manifest就是一组名值对。因为mainfest有时候对回车和空格比较敏感，所以在制作JAR时使用Ant去生成该文件要方便些。在清单3中，我就在Ant的jar任务中使用了manifest元素去指定要生成的manifest：

清单3. 构建入口点

 现在为了执行JAR文件，用户所需要做的只是在命令行中指定文件名，通过命令java -jar outapp.jar。对于这种情况，在有些GUI Shell中双击JAR文件也是可以的。

2. JAR能够包含依赖信息
    Hello工具类的文字似乎已经扩展了，这样对不同的实现的需求就变得很紧急了。像Spring或Guice这样的依赖注入(DI)容器为我们处理了许多细节，但仍有一点儿障碍：

清单4. Hello, Spring world!

package com.tedneward.jars;

import org.springframework.context.*;
import org.springframework.context.support.*;

public class Hello
{
    public static void main(String[] args)
    {
        ApplicationContext appContext =
            new FileSystemXmlApplicationContext("./app.xml");
        ISpeak speaker = (ISpeak) appContext.getBean("speaker");
        System.out.println(speaker.sayHello());
    }
}

 因为启动器的-jar选项会被命令行中的-classpath选项所覆盖，那么当你运行上述程序时，Spring需要出现在CLASSPATH中，并且要在环境变量中。幸运地是，JAR允许针对其它JAR依赖的声明出现在manfiest中，这就隐式地创建了CLASSPATH而不需要你去声明，如清单5 所示：

清单5. Hello, Spring CLASSPATH!

 注意到Class-Path属性包含有该应用的依赖相对于JAR的引用路径。你也可以写绝对引用路径，或者完全不需要前缀，在这种情况下就要假设这些依赖 JAR文件与应用程序的JAR文件在同一目录下。
    不幸地是，Ant的Class-Path属性对应的value属性必须出现在一行中，因为JAR manfiest无法应对多个Class-Path属性，所以，所有的依赖必须出现在manifest文件的同一行中。可以肯定的是，这种做法很丑陋，但为了能使用命令java -jar outapp.jar，这是值得的。

3. 可隐式地引用JAR
如果你有多个不同的命令行工具(或其它的应用)需要使用Spring框架的JAR文件，那么将这些Spring JAR文件置于公共路径中，以便所有的工具类都能被引用到。这样做就能避免文件系统中满是JAR文件的多份拷贝。Java运行时环境的公共JAR文件路径，即大家所知的"扩展目录"，默认是位于JRE安装路径下的lib/ext子目录中。
JRE是一个可定制的路径，但仍然很少在一个给定的Java环境中定制该路径使我们能够安全放心地假设lib/ext是一个存放JAR文件的安全地方，该目录中的JAR文件将默认出现在Java运行时环境的CLASSPATH中。

4. Java 6允许类路通配符
    作为一种避免庞大CLASSPATH环境变量(Java开发者在多年前就已经抛弃它了)和/或命令行-classpath参数的努力，Java 6引入了类路径通配符选项。与在启动时必须在一个参数中显示地列出每个JAR文件不同，类路径通配符允许你通过lib/*来指定该目录下的所有JAR文件 (但不允许递归其子目录中的JAR文件)设置到类路径中。
    不幸地是，类路径通配符并不能支持之前讨论过的Class-Path属性manifest条目。为了某些开发者任务，例如代码生成或分析工具，使用类路径通配符可以更方便地启动Java应用程序(包括服务器)。

5. JAR不只是包含代码
    就像Java生态系统中的许多组成部分那样，Spring依赖一个配置文件，该文件描述了如何去构建运行环境。如前所述，Spring依赖app.xml 文件，该文件与JAR文件存在于同一个目录下--但经常地，开发者们会忘记复制JAR文件边上的配置文件。
    sysadmin会编辑某些配置文件，但也有大量的配置文件(如Hibernate映射文件)在sysadmin的域之外，这将导致发布错误。一种明智的解决方案就是将代码与配置文件打包在一起--这是可行的，因为JAR本质上就是改头换面的ZIP。只需将配置文件包含在Ant任务中，或使用jar命令去构建JAR文件。
    不仅仅是配置文件，JAR还可以包含其它类型的文件。例如，如果我的SpeakEnglish组件想到访问一个属性文件，那么我会像清单6那样进行设置：

清单6. 随机响应

package com.tedneward.jars;

import java.util.*;

public class SpeakEnglish
    implements ISpeak
{
    Properties responses = new Properties();
    Random random = new Random();

    public String sayHello()
    {
        // Pick a response at random
        int which = random.nextInt(5);
        
        return responses.getProperty("response." + which);
    }
}

 将responses.properties置入JAR文件就意味着，不需要操心有太多文件要随JAR文件一同部署了。要做到这些，只需在制作JAR的过程中包含上responses.properties文件。
一旦你在JAR中存放了配置文件，你就可能就想着如何得到它。如果你所想要的数据位于同一JAR文件中，可以让类的ClassLoader将该文件作为 JAR文件中的"资源"进行查找，使用ClassLoader的getResourceAsStream()方法，如清单7所示：

清单7. ClassLoader定位资源

package com.tedneward.jars;

import java.util.*;

public class SpeakEnglish
    implements ISpeak
{
    Properties responses = new Properties();
    // 

    public SpeakEnglish()
    {
        try
        {
            ClassLoader myCL = SpeakEnglish.class.getClassLoader();
            responses.load(
                myCL.getResourceAsStream(
                    "com/tedneward/jars/responses.properties"));
        }
        catch (Exception x)
        {
            x.printStackTrace();
        }
    }
    
    // 
}

 结论
    本文涵盖了关于JAR的多数Java开发者最不知道的5件事情--至少基于历史和轶事证据可以这么认为。注意，所有这些与JAR相关的窍门也同样适用于 WAR。有些窍门(特别是Class-Path和Main-Class属性)对于WAR不完全正确，因为Servlet环境会获取目录中的全部内容并有一个预定义的入口点。但综合来看，这些窍门还是让我们超越了这样一种范式："好吧，让我们开始复制目录下的所有文件吧..."。除了这些，他们还使得部署 Java应用变得非常容易。