Java ClassPath详解

Java ClassPath是Java虚拟机在运行时加载.class文件的路径规则。自定义Java ClassPath可以方便地加载用户自定义的Class、Library和Property文件。本文将从多个方面对Java ClassPath进行详细的阐述。

一、ClassPath路径规则

Java ClassPath有三种路径规则：

1. 相对路径

相对路径指的是以当前目录为起点的路径，通过"."或"./"来指定，如：

.    # 当前目录
./   # 当前目录  
./lib # 当前目录下的lib目录
  

2. 绝对路径

绝对路径指的是从根目录开始的完整路径，通过"/"来指定，如：

/          # 根目录
/usr       # 根目录下的usr目录
/usr/lib   # 根目录下的usr目录下的lib目录
  

3. URL路径

URL路径指的是通过URL指定的路径，如：

http://example.com/lib # 通过URL指定的lib目录
  

二、ClassPath优先级

Java ClassPath有多个优先级，加载.class文件的时候会按照优先级的顺序加载，如果同一个类在多个.jar里面都存在，那么会优先加载在优先级高的.jar里面的类。Java ClassPath的优先级从高到低依次为：

1. 通过命令行参数指定的ClassPath
2. 使用环境变量CLASSPATH指定的ClassPath
3. 使用Java虚拟机默认的ClassPath

三、优化ClassPath

Java ClassPath设置得过于复杂可能会影响程序的性能，因此我们需要对ClassPath进行优化。

1. 简化ClassPath

将ClassPath中重复的、无用的路径删除，只保留必需的路径。

2. 使用通配符

可以在ClassPath中使用通配符，如：

java -cp "lib/*:classes" Main  # 加载lib目录下所有的.jar文件和classes目录下的.class文件
  

3. 使用打包工具

可以使用打包工具将多个.jar文件合并成一个，减少ClassPath的长度。

四、ClassPath实例

1. 示例一

以下是一个简单的Java程序，它使用了log4j2库。

import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;

public class Main {
  private static final Logger LOGGER = LogManager.getLogger(Main.class);

  public static void main(String[] args) {
    LOGGER.info("Hello, world!");
  }
}

使用log4j2库的程序需要log4j2的.jar文件和配置文件，我们可以将它们放在一个lib目录下，如：

lib/
  log4j-api-2.14.1.jar
  log4j-core-2.14.1.jar
  log4j2.xml
Main.class

现在我们需要指定ClassPath来加载lib目录下的log4j2.jar文件和配置文件，可以使用以下命令编译、运行程序：

# 编译程序
javac -cp "lib/*" Main.java

# 运行程序
java -cp "lib/*:." Main

注意，我们在运行程序的时候需要在ClassPath中同时指定当前目录"."，否则Java虚拟机无法加载Main.class。

2. 示例二

以下是一个Java程序，它使用了第三方库HttpClient。

import org.apache.http.client.HttpClient;
import org.apache.http.impl.client.HttpClients;

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    HttpClient httpClient = HttpClients.createDefault();
    System.out.println(httpClient.getClass());
  }
}

使用HttpClient库的程序需要httpclient的.jar文件。我们可以将它放在一个lib目录下，并使用通配符*指定ClassPath，如：

lib/
  httpclient-4.5.13.jar
Main.class

现在我们需要使用以下命令编译、运行程序：

# 编译程序
javac -cp "lib/*" Main.java

# 运行程序
java -cp "lib/*:." Main

这里不需要指定当前目录"."，因为Main.class和展开后的httpclient-4.5.13.jar文件都放在同一个目录下。

五、小结

Java ClassPath是Java虚拟机在运行时加载.class文件的路径规则。自定义Java ClassPath可以方便地加载用户自定义的Class、Library和Property文件。在使用Java ClassPath的时候需要注意优先级问题，并可以对ClassPath进行优化，提高程序性能。