在 JAVA 语言这个圈子里面摸爬滚打,除了对于语言层面和框架层面的学习之外,有一些东西它一直存在,但是确没有对它们有足够的重视,因为都觉得它是理所当然,比如 JAR 是个什么?
提到 JAR,最先可能想到的就是依赖,比如 fastjson.jar ,它可以作为依赖在项目中来引用,但是不能通过 java -jar 来执行,这种就是非可执行的 JAR。另外一种,比如我们项目打包之后生成的 JAR (当然也可能是 war),我们可以通过 java -jar 来运行程序,我们把它称之为可执行的 JAR。
JAR 作用大体可以分为以下几种:
JAR 文件是一种归档文件,以 ZIP 格式构建,以 .jar 为文件扩展名。用户可以使用 JDK 自带的 jar 命令创建或提取 JAR 文件。也可以使用其他 zip 压缩工具,不过压缩时 zip 文件头里的条目顺序很重要,因为 MANIFEST 文件常需放在首位。JAR 文件内的文件名是 Unicode 文本。
JAR 文件(Java 归档,英语:Java Archive)是一种软件包文件格式,通常用于聚合大量的 Java 类文件、相关的元数据和资源(文本、图片等)文件到一个文件,以便分发 Java 平台应用软件或库。
以上来自维基百科
JAR 文件格式提供了许多优势和功能,其中很多是传统的压缩格式如 ZIP 或者 TAR 所没有提供的。它们包括:
这里分别给出两个 JAR 的解压之后的示例
以 fastjson 为例:
. ├── META-INF │ ├── LICENSE.txt │ ├── MANIFEST.MF │ ├── NOTICE.txt │ ├── maven │ │ └── com.alibaba │ │ └── fastjson │ │ ├── pom.properties │ │ └── pom.xml │ └── services │ ├── javax.ws.rs.ext.MessageBodyReader │ ├── javax.ws.rs.ext.MessageBodyWriter │ ├── javax.ws.rs.ext.Providers │ └── org.glassfish.jersey.internal.spi.AutoDiscoverable └── com └── alibaba └── fastjson ├── JSON.class ├── JSONArray.class ├── JSONAware.class ├── JSONException.class ├── JSONObject.class ....省略 复制代码
这个 jar 是从 start.spring.io 上下载下来的一个最简单的 demo 打包来的
├── BOOT-INF │ ├── classes │ │ ├── application.properties │ │ └── com │ │ └── example # 应用的.class 文件目录 │ │ └── demo │ │ └── DemoApplication.class │ └── lib # 这里存放的是应用的 Maven 依赖的jar包文件 │ ├── javax.annotation-api-1.3.2.jar │ ├── jul-to-slf4j-1.7.26.jar │ ├── log4j-api-2.11.2.jar │ ├── log4j-to-slf4j-2.11.2.jar │ ├── logback-classic-1.2.3.jar │ ├── logback-core-1.2.3.jar │ ├── slf4j-api-1.7.26.jar │ ├── snakeyaml-1.23.jar │ ├── spring-aop-5.1.8.RELEASE.jar │ ├── spring-beans-5.1.8.RELEASE.jar │ ├── spring-boot-2.1.6.RELEASE.jar │ ├── spring-boot-autoconfigure-2.1.6.RELEASE.jar │ ├── spring-boot-starter-2.1.6.RELEASE.jar │ ├── spring-boot-starter-logging-2.1.6.RELEASE.jar │ ├── spring-context-5.1.8.RELEASE.jar │ ├── spring-core-5.1.8.RELEASE.jar │ ├── spring-expression-5.1.8.RELEASE.jar │ └── spring-jcl-5.1.8.RELEASE.jar ├── META-INF │ ├── MANIFEST.MF │ └── maven │ └── com.example │ └── demo │ ├── pom.properties │ └── pom.xml └── org └── springframework └── boot └── loader #存放的是 Spring boot loader 的 class 文件 ├── ExecutableArchiveLauncher.class ├── JarLauncher.class ├── LaunchedURLClassLoader$UseFastConnectionExceptionsEnumeration.class ├── LaunchedURLClassLoader.class ├── Launcher.class ├── MainMethodRunner.class ├── PropertiesLauncher$1.class ├── PropertiesLauncher$ArchiveEntryFilter.class ├── PropertiesLauncher$PrefixMatchingArchiveFilter.class ├── PropertiesLauncher.class ├── WarLauncher.class ├── archive │ ├── Archive$Entry.class │ ├── ... ├── data │ ├── RandomAccessData.class │ ├── ... ├── jar │ ├── AsciiBytes.class │ ├── ... └── util └── SystemPropertyUtils.class 复制代码
大多数 JAR 文件包含一个 META-INF 目录,它用于存储包和扩展的配置数据,如安全性和版本信息。Java 2 平台(标准版【J2SE】)识别并解释 META-INF 目录中的下述文件和目录,以便配置应用程序、扩展和类装载器:
可以执行的 JAR 与 普通的 JAR 最直接的区别就是能否通过 java -jar 来执行。
一个 可执行的 jar文件是一个自包含的 Java 应用程序,它存储在特别配置的 JAR 文件中,可以由 JVM 直接执行它而无需事先提取文件或者设置类路径。要运行存储在非可执行的 JAR 中的应用程序,必须将它加入到您的类路径中,并用名字调用应用程序的主类。但是使用可执行的 JAR 文件,我们可以不用提取它或者知道主要入口点就可以运行一个应用程序。可执行 JAR 有助于方便发布和执行 Java 应用程序
一个可执行的 JAR 必须通过 menifest 文件的头引用它所需要的所有其他从属 JAR。如果使用了 -jar选项,那么环境变量 CLASSPATH 和在命令行中指定的所有类路径都被 JVM 所忽略。
当我们用 JAR 命令打完包后,会在根目录下面创建 META-INF 目录,该目录下面会有一些对该 JAR 包信息的描述,其中肯定会有一个 MANIFEST.MF 文件,该文件包含了该 JAR 包的版本、创建人和类搜索路径等信息。
FASTJSON jar 中的 MANIFEST.MF 文件
Manifest-Version: 1.0 # 用来定义manifest文件的版本 Archiver-Version: Plexus Archiver # 详见 http://codehaus-plexus.github.io/plexus-archiver/ Built-By: wenshao # 构建者 Created-By: Apache Maven 3.5.0 # # 声明该文件的生成者,一般该属性是由 jar 命令行工具生成的 Build-Jdk: 1.8.0_162 # 基于构建的 JDK 版本 复制代码
SpringBoot demo 的 MANIFEST.MF 文件
Manifest-Version: 1.0 Implementation-Title: demo # 定义了扩展实现的标题 Implementation-Version: 0.0.1-SNAPSHOT # 定义扩展实现的版本 Start-Class: com.example.demo.DemoApplication # 启动类 Spring-Boot-Classes: BOOT-INF/classes/ # 编译之后的 class 文件目录 Spring-Boot-Lib: BOOT-INF/lib/ # 当前工程依赖的 jar 包目录 Build-Jdk-Spec: 1.8 # 指定的 JDK 版本 Spring-Boot-Version: 2.1.6.RELEASE # SpringBoot 版本 Created-By: Maven Archiver 3.4.0 Main-Class: org.springframework.boot.loader.JarLauncher # Main 函数 复制代码
在 Java 平台中, MANIFEST 文件是 JAR 归档中所包含的特殊文件,MANIFEST 文件被用来定义扩展或文件打包相关数据。
MANIFEST 文件作为一个元数据文件,它包含了不同部分中的 k-v 对数据。
如果一个 JAR 文件被当作可执行文件,则其中的 MANIFEST 文件需要指出该程序的主类文件,如上面案例中的 SpringBoot demo 的那个 jar 中的MANIFEST 文件所示
从 MANIFEST 文件中提供的信息大概可以了解到其基本作用
JDK 中提供了可以获取 jar 包中 MANIFEST.MF 文件信息的工具,可以通过 java.util.jar 这个类库来获取。
JarFile jar = new JarFile(new File("/Users/glmapper/Documents/test/demo/target/demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar")); Manifest manifest = jar.getManifest(); Attributes mainAttributes = manifest.getMainAttributes(); for(Map.Entry<Object, Object> attrEntry : mainAttributes.entrySet()){ System.out.println("main/t"+attrEntry.getKey()+":"+attrEntry.getValue()); } Map<String, Attributes> entries = manifest.getEntries(); for(Map.Entry<String, Attributes> entry : entries.entrySet()) { Attributes values = entry.getValue(); for (Map.Entry<Object, Object> attrEntry : values.entrySet()) { System.out.println(attrEntry.getKey() + ":" + attrEntry.getValue()); } } 复制代码
执行结果为:
main Implementation-Title:demo main Implementation-Version:0.0.1-SNAPSHOT main Start-Class:com.example.demo.DemoApplication main Spring-Boot-Classes:BOOT-INF/classes/ main Spring-Boot-Lib:BOOT-INF/lib/ main Build-Jdk-Spec:1.8 main Spring-Boot-Version:2.1.6.RELEASE main Created-By:Maven Archiver 3.4.0 main Manifest-Version:1.0 main Main-Class:org.springframework.boot.loader.JarLauncher 复制代码
下面为 JarFile 的定义,从代码就可以看出,前面我们所介绍的 Jar 是以 ZIP 格式构建一种归档文件,因为它是 ZipFile 的子类。
public class JarFile extends ZipFile { private SoftReference<Manifest> manRef; private JarEntry manEntry; private JarVerifier jv; private boolean jvInitialized; private boolean verify; //指示是否存在Class-Path属性(仅当hasCheckedSpecialAttributes为true时才有效) private boolean hasClassPathAttribute; // 如果清单检查特殊属性,则为 true private volatile boolean hasCheckedSpecialAttributes; // 在SharedSecrets中设置JavaUtilJarAccess static { SharedSecrets.setJavaUtilJarAccess(new JavaUtilJarAccessImpl()); } /** * The JAR manifest file name.(JAR清单文件名) */ public static final String MANIFEST_NAME = "META-INF/MANIFEST.MF"; // 省略其他 } 复制代码
下面是 Manifest 类的定义,用来描述 JAR 的 清单文件。从其属性中也很好的观察到,其存储的就是 K-V 键值对数据。
public class Manifest implements Cloneable { // manifest main attributes private Attributes attr = new Attributes(); // manifest entries private Map<String, Attributes> entries = new HashMap<>(); // 省略其他 } 复制代码
JAR 格式远远超出了一种压缩格式,它有许多可以改进效率、安全性和组织 Java 应用程序的功能。因为这些功能已经建立在核心平台 -- 包括编译器和类装载器 -- 中了,所以开发人员可以利用 JAR 文件格式的能力简化和改进开发和部署过程。