Java编译单元为什么只能有一个public类，而且源文件名必须要与类名相同

在一个java源文件当中可以有多个类，但是为什么只能有一个public类呢？而当这个类被修饰为public的话，为什么源文件名必须要与类名相同呢？

 Java编程思想中的一段话：

当编写一个java源代码文件时，此文件通常被称为编译单元（有时也被称为转译单元）。每个编译单元都必须有一个后缀名.java，而在编译单元内则可以有一个public类，该类的名称必须与文件的名称相同（包括大小写，但不包括文件的后缀名.java）。每个编译单元只能有一个public类，否则编译器就不会接受。如果在该编译单元之中还有额外的类的话，那么在包之外的世界是无法看见这些类的，这是因为它们不是public类，而且它们主要用来为主public类提供支持。

理解：

每编写一个Java文件就是Java编译器编译Java源代码的一个编译单元，具体怎么编译呢？这个就需要去了解Java编译器的工作原理了。编译器每编译一个.java文件（编译单元），对应着.java文件中的每个类都会有一个输出文件，而该输出文件的名称与.java文件中每个类的名称相同，只是多了一个后缀名.class。因此，在编译少量.java文件之后，会得到大量的.class文件。在.java文件中，不是必须含有public类的。public类只是用来表示编译单元中存在公开接口。

但如果含有public类，最多只能有一个，必须名字和文件名一样。因为编译的时候Java编译器会判断如果存在public类，该类当作这个编译单元的对外接口，类加载器需要把该类加载。对于一个public类，它是可以被项目中任何一个类所引用的，只需在使用它前import一下它所对应的class文件即可，将类名与文件名一一对应就可以方便虚拟机在相应的路径（包名）中找到相应的类的信息。如果不这么做的话，就很难去找，而且开销也会很大。运行的时候则是调用main()函数运行的。

个人总结：

1、Java编译器在编译的时候，如果整个Java文件（编译单元）都没有public类（对外的公开接口类），类加载器子就无需从这方面直接去加载该编译单元产生的所有的字节码文件（.class文件），那么也就是无需去寻找编译后字节码文件存放位置。而类名和文件名一致是为了方便虚拟机在相应的路径中找到相应的类所对应的字节码文件。所以在没有public类的Java文件中，文件名和类名都没什么联系。

【可以这样理解，一个个编译java文件时，碰到一个含有public类的文件，类加载器就把public的类的信息信息加载进编译器（即加载进内存），以后再别的地方用的该public类时，要检查语法（例如是否含有某个成员）就直接根据内存里存放的信息检查就行了；否则想象一下每次碰到这个类想检查语法时都找到对应字节码文件并打开然后查找，会非常慢。】

2、如果编译单元中包含了public类，那么该类对应的字节码文件当需要被类加载器加载的，这时候就需要让类加载器知道该字节码文件的位置，所以就要确保该类与Java文件名称一致。同时，如果有两个public类在同一个文件中，而一个文件只能有一个名称，故两个public类的名称就不能同时和文件名一样，这就造成至少其中有一个public类在编译的时候编译不通过，产生类似的提示

3补充一点：如果一个public类的内部类存在的话,那么会生成otherClass&InnerClass.class文件,其实就是为了识别内部类.

 

java解释器的运行过程如下：首先，找出环境变量CLASSPATH（可以通过操作系统来设置，有时也可通过安装程序-用来在你的机器上安装java或者基于java的工具-来设置）。CLASSPATH包含一个或多个目录，用作查找.class文件的根目录。从根目录开始，解释器获取包的名称并将每个句点替换成反斜杠，以从CLASSPATH根中产生一个路径名称（于是，package foo.bar.baz就变成了foo\bar\baz或foo/bar/baz或其他，这一切取决于操作系统）。得到的路径会与CLASSPATH中的各个不同的项相连接，解释器就在这些目录中查找与你所要创建的类名称相关的.class文件（解释器还会去查找某些涉及java解释器所在位置的标准目录）。

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另一篇相关文章：

 

闲着没事，在网上看到一个帖子在问为什么一个java源文件中只能有一个public类？
网上有人这么回答：http://topic.csdn.net/t/20060528/22/4784755.html
、每个编译单元(文件)只能有一个public类。这么做的意思是，每个编 
译单元只能有一个公开的接口，而这个接口就由其public类来表示。

我想这或是从软件架构设计和安全性设计上得出的结论。或者说是java的设计者们从这方面的考虑。或许这真的是一个规范，但我没有找到相关资料

不晓得到底有没有这一说话。如果有请知道的同行给出资料来源？

实验如下：
Test3.java源文件: 
class Test1
{
int i = 1;

}

 class Test2
{
 int i = 2;
 public static void main(String[] args)
 {
  System.out.println("main method");
 }
}

C:/javatest>javac Test3.java

C:/javatest>java Test2
main method

注：编译不会出错，注意是运行的Test2 因为没有Test3.class文件生成。如果运行Test3则报错

找不到该类
C:/javatest>java Test3
Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: Test3
Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: Test3
        at java.net.URLClassLoader$1.run(Unknown Source)
        at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
        at java.net.URLClassLoader.findClass(Unknown Source)
        at java.lang.ClassLoader.loadClass(Unknown Source)
        at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Unknown Source)
        at java.lang.ClassLoader.loadClass(Unknown Source)
Could not find the main class: Test3.  Program will exit.
这个错误原因很简单：JVM中的类加载器找不到Test3.class

同时这里也说明了包含main()的类如果想运行则不一定要是public的。

 

《深入jvm第二版》中有这样一句话：
java虚拟机实例通过调用某个类的main()来运行一个Java程序，而这个main（）必须是public 
static void 并接收一个字符串数组作为参数，任何拥有这样一个main()的类都可以作为java程

序的起点。
并没有说拥有main()方法的类一定要是public类。

Test7.java源文件：
 class Test5
{
int i = 1;

}

 public class Test6
{
 int i = 2;
 public static void main(String[] args)
 {
  System.out.println("main method");
 }
}

如果运行Test7.java 报错：
C:/javatest>javac Test7.java
Test7.java:8: 类 Test6 是公共的，应在名为 Test6.java 的文件中声明
 public class Test6
        ^1 错误
这里说明了文件名必须与public类的类名一致，（如果文件中有public类）

这里可以看出如果有多个public类，那么文件名应该是哪个public类的呢？显然一个java源文件

只能有一个public类。

所以总结如下：一个Java源文件中最多只能有一个public类，当有一个public类时，源文件名必

须与之一致，否则无法编译，如果源文件中没有一个public类，则文件名与类中没有一致性要求。
至于main()不是必须要放在public类中才能运行程序。

以上是通过实验得出的结论，个人认为到这里已经可以了，如果一定要追问到底，可能要问问java

平台的设计者了。或许，人家会说：这是java的设计和jvm的内部体系结构设计造成，这是一个规

范，没有为什么。