Java Classpath

一、概念介绍

Java Classpath是Java虚拟机（JVM）用来寻找类文件的路径。它通过一个或多个classpath条目构成，这些条目可以是目录、JAR文件或ZIP文件。当JVM需要访问某个类时，它会从classpath中的所有条目中去查找对应的类文件，找到后加载到JVM内存中，使得这个类可以被使用。

二、classpath的设置

1、命令行设置

在命令行启动Java程序时通过“-classpath”或“-cp”选项来指定classpath，语法为：java -classpath path/to/library:path/to/project MainClass。

// 示例代码
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello, Java!");
  }
}

在终端执行：
javac Main.java
java -cp /path/to/project Main

2、环境变量设置

在系统环境变量中设置CLASSPATH变量，可以让Java程序在执行时默认使用指定classpath。语法为：CLASSPATH=path/to/library:path/to/project。

// 示例代码
public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello, Java!");
  }
}

在终端执行：
export CLASSPATH=/path/to/project
javac Test.java
java Test

3、使用 IDE 设置

使用IDE（如Eclipse、IntelliJ等）进行Java程序开发时，可以在工程设置中指定classpath。以IntelliJ为例，可以在项目属性中添加依赖项或在运行/调试配置中添加classpath。

// 示例代码
public class HelloWorld {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello, Java!");
  }
}

三、classpath加载顺序

classpath条目按照添加的顺序依次加载，JVM会先从第一个条目中查找指定的类文件并加载，如果找不到，则继续查找下一个条目，直到全部查找完毕。顺序如下：

• 当前目录
• 指定的classpath（从左到右依次查找）
• JAVA_HOME/lib
• JAVA_HOME/lib/ext

其中JAVA_HOME是指JDK安装目录，lib目录下是Java的核心类库，ext目录下是扩展类库。如果同样的类在多个classpath下存在，JVM会使用在classpath中最先发现的类文件，忽略后面的。

四、类加载器

Java中的类加载器负责将一个.class文件加载到JVM中，并生成相应的Class对象。类加载器按照层次结构组织，一般包括三层：引导类加载器、系统类加载器和用户自定义类加载器。

• 引导类加载器（Bootstrap ClassLoader）：也称为根类加载器，是所有类加载器的祖先，负责加载JDK自带的核心类库（如java.lang、java.util等）。
• 系统类加载器（Application ClassLoader）：也称为应用程序加载器，用于加载用户类路径（classpath）下的类文件，是默认的类加载器。
• 用户自定义类加载器：用于加载特定位置的类文件，可以实现一些非常灵活的功能，如通过网络下载类文件，从加密文件或数据库中加载类文件等。

五、ClassLoader类

ClassLoader是Java中负责加载类的基类，每个类都由对应的ClassLoader实例加载。ClassLoader提供了很多方法来实现类加载功能，并支持自定义ClassLoader来实现特定的加载需求。

// 示例代码
public class CustomClassLoader extends ClassLoader {
  public Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
    byte[] bytes = loadClassData(name);
    return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
  }

  private byte[] loadClassData(String name) {
    // 从指定位置加载类文件
  }
}

六、小结

Java Classpath是Java虚拟机用于查找类文件的路径，可以通过多种方式设置，按照添加顺序加载，支持自定义类加载器实现特定的加载需求。