您真的明白java環境變量的配置嗎？

首先，咱們來看一看當咱們用命令執行javac和java的時候，系統作了些什麼工做，假如咱們如今有一個文件夾以下圖1所示，有兩個java文件。

圖1：文件目錄示意圖

其中，Main.java的內容很是簡單：

public class Main
{
         public static void main(String[] args)
         {
             System.out.println("hello world");
         }
}

咱們先在cmd下把目錄切換到，上圖1所示的目錄G:\oj\workdir\kown\test下：

圖2：切換目錄

發現一個好玩的事情，在用戶（home）目錄下直接切換，是不行的，必須有改變盤符的命令才能切換，如圖2，能夠交換第一句和第二句的順序。固然更加快捷的方式是在圖1所示的文件夾下按F4，輸入cmd而後回車。

咱們來編譯一下Main.java 文件輸入javac Main.java

圖3：javac Main

CMD是怎樣執行javac Main.java的呢？首先是解析命令字符串，有空格分隔。把第一個參數做爲可執行程序，後面的參數做爲可執行程序的參數。就像咱們寫c，c++等程序的main函數int main(int argc, char *argv[])，argc是參數個數，argv[]是參數。Javac是用c語言編寫的，確定也有main函數，咱們的外部程序就能夠經過argv[]這個參數把外部參數傳遞給javac，一樣CMD也是一個可執行程序，他也有這樣的輸入參數。

因此整個過程，就是咱們在CMD下輸入javac Main.java 就是把javac Main.java做爲參數經過argc這樣的參數傳遞給CMD，CMD解析參數字符串，知道要執行javac程序，CMD首先會查找當前目錄下有沒有javac這樣的可執行程序，你能夠嘗試在當前文件夾下加入一個javac.com, javac.bat或者javac.exe這樣的可執行文件，從新運行javac Main.java試一試，就知道CMD首先查找的是當前目錄了。

若是找到則執行，若是沒有找到就開始查找系統環境變量path指定的目錄。這就是咱們要把相似於C:\Program Files\Java\jdk7\bin這樣的目錄加入到系統環境變量path中的緣由了。

如今咱們來執行java命令，先看一看咱們的目錄狀況，只是多了一個編譯Main.java產生的字節碼文件Main.class：

圖4：當前目錄

執行java Main

圖5：java Main

那麼執行java和javac有什麼相同和不一樣的地方呢？對於CMD過程都是同樣，只是執行javac和java這兩個程序自己不同，javac只是編譯java的源代碼成爲class的字節碼。Java就是執行字節碼。下面咱們來看一看java的執行過程。

首先，經過path查找到java.exe,這是Windows下的可執行文件，在C:\Program Files\Java\jdk7\bin下能夠找到。

java.exe會鏈接一個jvm.dll，dll文件是Windows的動態連接庫，裏面就是一些模塊，函數，只不過他能夠動態加載而已。而jvm.dll的做用有初始化一個JVM（java虛擬機），

而後、JVM初始化一個BootstrapLoader（啓動類加載器）實例，Bootstrap Loader自動加載ExtendedLoader（標準擴展類加載器），並將其父Loader設爲Bootstrap Loader。Bootstrap Loader自動加載AppClass Loader（系統類加載器），並將其父Loader設爲Extended Loader。

有了類加載器，就要加載類了吧。首先是Bootstrap Loader加載，Bootstrap Loader加載類的路徑寫在有JRE環境變量中，JVM運行也被加在了系統環境變量中，能夠經過System.getProperty("sun.boot.class.path")這樣的方式獲得。同理Extended Loader加載類的目錄能夠經過System.getProperty("java.ext.dirs")獲得。AppClassLoader加載類的目錄能夠經過System.getProperty("java.class.path")獲得。

看到AppClassLoader的java.class.path是否是有一點眼熟，這個就是java系統環境變量中的classpath。

運行一個class時，老是由AppClass Loader（系統類加載器）開始加載指定的類。可是每一個類加載器會先將加載任務委託給其父加載器，若是其父找不到，再由本身去加載。

因此咱們運行java Main的時候AppClassLoader會在BootstrapLoader指定的加載路徑查找Main.class,而後在ExtendedLoader指定的路徑查找Main.class,最後在AppClassLoader指定的classpath目錄下查找。

值得注意的是當咱們在當前目錄下運行java Main可以加載到Main.class有兩種可能的緣由：

一是：AppClassLoader搜索了當前路徑。

二是：JVM動態的把當前路徑加入到了classpath中。

經過把當前文件夾下的OpenMain.class文件添加到classpath中，只是讓他們的輸出不一樣，測試後發現先執行的是classpath下的同名文件，咱們知道應該是JVM動態的把當前路徑添加到了classpath最後。

咱們注意到Main.java是沒有包名的，那麼有包名的怎麼辦內？咱們來看一看OpenMain.java

OpenMain.java的類容以下：

package kown.test;
public class OpenMain
{
         public static void main(String[] args)
         {
              System.out.println("hi world");
         }
}

編譯OpenMain.java：

圖6：javac -encoding

     咱們發現是編碼不可映射錯誤，這是編碼的問題，javac默認使用的系統環境變量默認的字符集(中文通常是GBK)，由於上面的OpenMain.java文件是用utf-8編碼。因此沒有問題咱們能夠用：Javac –encoding utf-8 OpenMain.java來編譯，也能夠先把OpenMain.java另存爲ANSI格式，再來編譯，上面是採用改變了文件OpenMain.java的編碼來處理。

運行：java OpenMain

圖7：wrong name

發現wrong name:/kown/test/OpenMain，這是怎麼回事呢？咱們先來看一看上面圖7和下面圖8的區別。

圖8：沒法加載主類

    圖8這樣的錯誤的緣由是BootstrapLoader，ExtendedLoader和AppClassLoader加載的目錄下根本就找不到OpenMain.class這個文件。而圖7的錯誤緣由是找到了OpenMain.class文件，可是沒有找到OpenMain這個類。咱們來分析一下圖7中的錯誤，Exception in Thread main java.lang.NoClassDefFoundError:OpenMain······經過這個咱們知道JVM已經啓動了，而且已經加載了OpenMain.class字節碼。可是給了咱們一個wrong name ：kown/test/OpenMain

咱們知道kown/test是咱們的包名，而且加了包名才產生了錯誤。

    從新思考一下，java中爲何要引入包的概念，其實和命名空間同樣是爲了區分不一樣模塊同名的問題，在想想咱們爲何在不一樣的包中就可使用相同的類名呢？那是由於咱們在類的名字前面加上包名來做爲類的名稱，由於報名不一樣，因此咱們的類的名字實際上是不一樣的。這就是爲何在java中咱們常常要使用全限名例如咱們用Class.forName(java.lang.String)咱們要使用全限類名java.lang.String的緣由。

咱們在看下面圖9和圖10這兩張圖再繼續分析:

圖9：OpenMain.class所在的目錄下運行

圖10：包名的父目錄下運行

狀況一：圖9：OpenMain.class所在的目錄G:\oj\workdir\kown\test下分別運行了java OpenMain和java kown/test/OpenMain,一個是帶上包名的，一個是沒有帶包名的。當咱們不加包名的時候就告訴咱們類名錯誤，當我加上包名的時候就告訴咱們找不到類。

狀況二：圖10：包名的父目錄G:\oj\workdir下分別運行了java OpenMain和java kown/test/OpenMain,也是一個是帶上包名的，一個是沒有帶包名的，當咱們不加包名的時候告訴咱們找不到類，加了包名終於運行成功了。

爲何這麼神奇，讓咱們來分析總結一下：

結合狀況一和狀況二，咱們能夠大膽的猜想java首先是經過他的參數來找class文件的，在狀況一運行java OpenMain，由於當前目錄有OpenMain.class文件，因此加載class文件階段沒有問題，而後加載類，java把參數OpenMain做爲類名，用相似於Class.forName("OpenMain");這樣的方式來加載OpenMain類，因此獲得了java.lang.NoClassDefFoundError:OpenMain還有各個類加載器的Unknown Source錯誤，由於根本沒有OpenMain這個類，而是kown.test.OpenMain這個類。

對於狀況二，直接java OpenMain獲得的錯誤其實應該是找不到主類，由於G:\oj\workdir根本沒有這個類，之因此會出現像上面的狀況，是由於我爲了測試AppClassLoader搜索了當前路徑，仍是JVM動態的把當前路徑加入到了classpath中。把OpenMain打了jar包加入了C:\Program Files\Java\jre7\lib\ext文件夾下。必定是jar包，而不是class文件纔有效。

    因此java會按參數指定的路徑下來搜索class文件，而後加載class文件到內存，而後把路徑加上文件名做爲全限類名來加載類。