管理 Java 类路径（UNIX 和 Mac OS X）-1

look_w

类路径可以连接 Java 运行库和文件系统。它定义编译器和解释器应该在何处查找要加载的 .class 文件。它的基本思想是：文件系统的层次结构反映了 Java 包的层次结构，而类路径则定义了文件系统中的哪个目录可以作为 Java 包层次结构的根。
遗憾的是，通常文件系统非常复杂并依赖于平台，而且和 Java 包也不能很好地匹配。这样一来，不论是新用户还是资深 Java 程序员都深感类路径的棘手。没错，它的确不是 Java 平台好的一面，它让您到了下班的时候还在忙于调试一个顽固的小问题。
当然采用 Eclipse 这样的优秀 IDE 可以减少管理类路径的一些困难，但只能说是一些，而且前提还必须是一切都正常（但这不大可能，因为总会有一些意外出现）。因此，每个 Java 程序员都必须要全面了解类路径，惟有如此，才有希望调试类路径中所出现的问题。
在本文中，我给出了您所需要了解的有关 UNIX、Linux 和 Mac OS X 中的 Java 类路径（以及相关源路径）的全部内容。本文的  则展示了 Windows 上的类似技术。文中列出的步骤可以作为指南，并能解决出现的大多数问题。
包结构要掌握类路径，首先应从其源代码入手。每个类都属于一个包，而此包必须 遵守标准的命名约定。简单地说，包的名称要由颠倒的两级域名开始，比如 com.example 或 edu.poly，之后是至少一个或多个单词用于描述包的内容。比方说，假设有一个域名为 elharo.com，如果要创建一个 Fraction 类，可以将其放入如下包中：

• com.elharo.math
• com.elharo.numbers
• com.elharo.math.algebra.fields

在颠倒的域名之后，需要使用单一单词的子包名。不要使用缩写形式，并要保证拼写正确。如果需要，可以使用拼写检查器。大部分与类路径相关的问题都是由在源代码中使用某个单词而在文件系统中使用的却是与之稍有不同的拼写或缩写而引起的。所以最好的做法就是总是使用拼写正确且没有缩写的名称。
整个包名称应该是小写的，即使该名称是在别处常采取大写形式的一些惯用名称和缩写词。Windows 通常不区分文件名中的大小写，但 Java 和一些 UNIX 文件系统却区分。如果需要在不同的系统间移动文件，大小写问题肯定会带来一些麻烦。包名称必须要全部由 ASCII 字符组成。一些编译器也接受用 Hebrew、Cyrillic、Greek 或其他脚本编写的包名称，但大多数文件系统并不接受；您稍后就会看到，这样的包名称必须担负充当目录名这样的双重任务。Java 包和类名是 Unicode，但很多文件系统（包括 FAT）却不能识别 Unicode。遗憾的是，FAT 系统非常之多。如果只简单地用不同的默认编码将文件复制到系统将会使编译器和解释器无法找到正确的类。
用完即弃的代码如果您在编写一个只使用一次就丢掉的类 —— 比如测试一个 API 的类 —— 则无需将它放到包中。但需要多次使用的类必须要放到包中。

不要试图在包名称方面节约成本。长远来看，这只会有百害而无一利。如果需要域名就买一个。如果名称太长就买个短些的（我曾经买到了 xom.nu 这样一个域名，因而我的包前缀就只有 6 个字符）。不要将类放到默认包中（默认包是指如果未在类中包含一条包语句时系统默认给出的包）。如果包访问不利于对象间的通信，就需要向类中添加更多的公共方法。需要多次使用的类必须要放到包中。
目录结构下一步要做的是组织源文件来匹配包结构。在某处创建一个干净的空白目录。本文中，我将其命名为 project。在这个目录里，再创建两个目录：bin 和 src。（有些人更喜欢将其分别命名为 build 和 source。）  
接下来，在 src 目录，建一个与包层次结构相匹配的层次结构。例如，如果给定类名为 com.elharo.math.Fraction，我会将 com 目录放到 src 目录中，然后在 com目录中创建一个 elharo 目录，再在 elharo 目录内放一个 math 目录，最后在 math 目录内放上 Fraction.java，如图 1 所示：
图 1. 目录结构符合包结构要点：不要在 src 目录中放置除源代码之外的任何内容。通常这里放入的文件都是 .java 文件。在有些情况下，也可放置 .html 文件（用于 JavaDoc）或其他类型的源代码。然而，决不能在此结构内放置 .class 文件或任何其他编译并生成的工件。这样做只会带来麻烦。遗憾的是，如果不够谨慎，javac 编译器就会 “明知故犯”。在下一节，将介绍如何修复这一问题。
编译编译 Java 代码需要一些技巧，原因是必须要跟踪如下几方面相关但又有所不同的内容：

• 正在编译的目标文件。
• 编译器在其中寻找目标文件导入 .java 文件的那个目录。
• 编译器在其中寻找目标文件导入 .class 文件的那个目录。
• 编译器在其中放置编译输出的目录。

默认地，javac 编译器将上述目录都认为是当前目录，而这并不是您所希望的。因此，需要在编译时显式地指定这些元素。
要编译的文件指定的第一个要编译的文件是 .java 文件，以从当前目录到该文件的整个路径的形式给出。比如，假设当前所在目录是  所示的 project 目录。该目录包含 src 目录。此 src 目录包含 com目录，而 com 目录又包含 example 目录，example 目录下是 Fraction.java 文件。如下命令行对它进行编译：

1	$ javac src/com/elharo/math/Fraction.java

如果路径不正确，就会给出这样的错误消息：

1	error: cannot read: src/com/example/mtah/Fraction.java

如果出现这样的错误消息，就需要检查路径的各个部分，确保它们拼写正确。然后再通过一个与下面类似的 ls 检查该文件是否处于它应该出现的位置：

1 2	$ ls src/com/example/math ls: src/com/example/math: No such file or directory

出现问题的原因通常是因为路径拼写错误，但也可能是由于当前的目录不对。在本例中，需要检查当前的工作目录是不是 project 目录。pwd 命令在这里非常有用。例如，以下命令将告诉我，我实际上处于 project/src 而不是 project 目录中：

1 2	$ pwd /Users/elharo/documents/articles/classpath/project/src

在编译之前，我需要执行 cd ..。
输出到哪里假设没有出现任何语法错误，javac 将编译后的 .class 文件放到与之对应的.java 文件所在的相同目录内。这并不是您所想要的结果。将 .class 和 .java 文件混在一起常常会使清理编译后的文件十分困难，因为很可能会意外删除本应保留的 .java 文件。这常会使清理构建十分困难，而且还会导致版本问题。发布一个二进制时，只对编译后的.class 文件进行归档也会十分困难。因此，需要告知编译器将编译后的输出放到一个完全不同的目录内。-d 开关用来指定输出目录（通常称为 bin、build 或 class）：

1	$ javac -d bin src/com/elharo/math/Fraction.java

现在输出如图 2.所示，注意 javac 已建立了完整的目录层次结构 com/elharo/math。不需要再手动建立。
图 2. 并行源和编译后的层次结构