基于JDK8的SpringBoot-2.7.6应用程序的jar包能直接通过java -jar 命令运行的原因

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前言

Spring Boot Maven 插件在 Apache Maven 中提供 Spring Boot 支持。 它允许您打包可执行的 jar 或战争存档、运行 Spring Boot 应用程序、生成构建信息并在运行集成测试之前启动 Spring Boot 应用程序。该插件可以创建包含应用程序所有依赖项的可执行存档（jar 文件和 war 文件），然后可以使用 “java -jar”命令运行应用程序。本文的JAR规范参照的版本为JDK8，SpringBoot调试的版本为2.7.6，参照本文调试的时候注意版本之间的差异。

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一、JAR是什么？

JAR（Java Archive）是一种独立于平台的文件格式，是一种基于流行的ZIP文件格式， 用于将多个文件聚合为一个文件。多个 Java 小程序及其 必要的组件（.class 文件、图像和声音）可以是 捆绑在 JAR 文件中，随后下载到浏览器中 单个HTTP事务，大大提高了下载速度。这 JAR 格式还支持压缩，从而减小文件大小， 进一步缩短下载时间。此外，小程序作者 可以对 JAR 文件中的各个条目进行数字签名以进行身份验证 他们的起源，它是完全可扩展的。
JAR 文件是 本质上是一个包含可选 META-INF 的 zip 文件 目录。JAR 文件可以通过命令行 jar 工具创建，也可以使用 Java 平台中的 java.util.jar API 创建。对名称没有限制 JAR 文件，它可以是特定平台上的任何合法文件名。在许多情况下，JAR 文件不仅仅是简单的 java 存档 类文件和/或资源。它们被用作构建块 用于应用程序和扩展。META-INF 目录，如果 exists，用于存储包和扩展配置数据， 包括安全性、版本控制、扩展和服务。

• oracle官方关于JDK8的Java Archive (JAR) Files的介绍文档

• oracle官方关于JDK8版本将程序打包到JAR文件的介绍文档

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二、嵌套JAR

嵌套JAR就是将很多依赖的JAR包打成到一个大的JAR包中，即JAR包中包含JAR包，Apache Maven提供了maven-shade-plugin插件支持这种嵌套打包。

1.java官方不支持嵌套jar读取和加载

Java 不提供任何标准方法来加载嵌套的 jar 文件（即本身包含在 jar 中的 jar 文件）。 如果您需要分发一个独立的应用程序，而该应用程序可以从命令行运行而无需解压缩，这可能会有问题（ClassNotFoundException），主要有如下两个：

• java官方没有提供嵌套JAR读取的API实现
• java官方没有提供嵌套JAR的类加载实现

java官方关于使用RMI下载动态java代码到VM进程运行的描述如下：
java.rmi.server.codebase 指定的类加载位置URL可以是jar包,也可以是‘/’结尾的类路径,但不可以是嵌套式的uber-jar包中的jar

2.嵌套“shade” jar 方案

为了解决这个问题，许多开发人员使用“shaded”jar。 一个“shaded” jar 将所有 jar 中的所有类打包到一个“uber jar”中。 “shaded” jar 的问题在于，很难看到应用程序中实际存在哪些库。 如果在多个 jar 中使用相同的文件名（但内容不同），也可能有问题，Apache Maven提供了maven-shade-plugin插件支持“shade”jar的打包。

• Apache Maven Shade Plugin参照文档
  

3.SpringBoot的解决方案

Spring Boot 采用了一种不同的方法，可以让你直接嵌套 jar。通过约定目录结构（layers.idx），约定类路径索引（classpath.idx）等方式，定义了SpringBoot的“uber jar”目录结构。通过扩展JarFile、自定义JarFileArchive归档模型，扩展官方JarURLConnection的jar读取器（JarURLConnection），扩展官方的URLClassLoader类加载器（LaunchedURLClassLoader），自定义引导类作为可执行 jar 的主入口（JarLauncher）等一系列扩展，实现了对嵌套jar的读取和类加载支持。

• SpringBoot关于可执行的“uber jar”的工作原理的介绍文档
• SpringBoot 为 Maven 和 Gradle 提供了构建工具插件
  

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三、SpringBoot的Executable Jars

1.核心支持模块（spring-boot-loader）

spring-boot-loader模块使 Spring Boot 支持可执行的 jar 和 war 文件。 如果您使用 Maven 插件或 Gradle 插件，则会自动生成可执行 jar，您通常不需要知道它们工作原理的详细信息。如果需要了解改模块的代码实现，需要在SpringBoot项目中引入如下依赖并下载源码资源：

<dependencies>
	<dependency>
	    <groupId>org.springframework.boot