如何在终端中运行 Java 程序

简介

在终端中运行 Java 程序是 Java 开发者的一项基本技能。与使用集成开发环境（IDE）不同，通过终端运行 Java 程序能让开发者更深入地理解 Java 程序的编译和执行过程。本文将详细介绍在终端中运行 Java 程序的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者掌握这一重要技能。

基础概念

Java 源文件

Java 程序的源代码通常存储在以 .java 为扩展名的文件中。一个 Java 源文件可以包含一个或多个类定义，但只能有一个公共类，并且该公共类的名称必须与文件名相同。

编译

Java 是一种编译型语言，源代码需要先被编译成字节码文件（以 .class 为扩展名）才能被 Java 虚拟机（JVM）执行。编译过程使用 javac 命令。

执行

编译后的字节码文件可以在 JVM 上执行。执行过程使用 java 命令。

Java 虚拟机（JVM）

JVM 是 Java 程序的运行环境，它负责加载字节码文件并执行其中的指令。不同的操作系统需要安装相应的 JVM。

使用方法

步骤 1：安装 Java 开发工具包（JDK）

首先，你需要在你的系统上安装 JDK。可以从 Oracle 官方网站或 OpenJDK 官网下载适合你操作系统的 JDK 版本，并按照安装向导进行安装。

步骤 2：编写 Java 源文件

使用文本编辑器（如 Notepad++、VS Code 等）编写一个简单的 Java 程序，例如：

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

将上述代码保存为 HelloWorld.java 文件。

步骤 3：打开终端

在 Windows 系统中，可以使用命令提示符（CMD）或 PowerShell；在 macOS 和 Linux 系统中，可以使用终端应用程序。

步骤 4：编译 Java 源文件

在终端中，使用 javac 命令编译 Java 源文件：

javac HelloWorld.java

如果编译成功，会在当前目录下生成一个名为 HelloWorld.class 的字节码文件。

步骤 5：执行 Java 程序

使用 java 命令执行编译后的字节码文件：

java HelloWorld

注意，这里不需要指定 .class 扩展名。执行上述命令后，终端将输出 Hello, World!。

常见实践

编译和执行多个 Java 文件

如果一个 Java 项目包含多个源文件，可以一次性编译所有源文件：

javac *.java

然后选择要执行的主类进行执行：

java MainClass

设置类路径

当 Java 程序依赖于外部库时，需要设置类路径（classpath）。可以使用 -cp 或 -classpath 选项指定类路径：

java -cp /path/to/library.jar:./ MainClass

在 Windows 系统中，使用分号（;）分隔不同的路径：

java -cp C:\path\to\library.jar;.\ MainClass

调试 Java 程序

可以使用 java 命令的 -agentlib:jdwp 选项开启远程调试功能：

java -agentlib:jdwp=transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=5005 MainClass

然后可以使用 IDE（如 IntelliJ IDEA 或 Eclipse）连接到该调试端口进行调试。

最佳实践

组织项目结构

建议将 Java 源文件和编译后的字节码文件分开存放，例如：

project/
├── src/
│   └── com/
│       └── example/
│           └── Main.java
├── bin/
└── lib/
    └── external-library.jar

javac -d bin -cp lib/external-library.jar src/com/example/Main.java

执行时指定类路径和主类：

java -cp bin:lib/external-library.jar com.example.Main

使用脚本自动化

对于复杂的项目，可以编写脚本（如 shell 脚本或批处理脚本）来自动化编译和执行过程。例如，在 Linux 系统中编写一个 run.sh 脚本：

#!/bin/bash
javac -d bin -cp lib/external-library.jar src/com/example/Main.java
java -cp bin:lib/external-library.jar com.example.Main

赋予脚本执行权限并执行：

chmod +x run.sh
./run.sh

小结

通过终端运行 Java 程序是 Java 开发的重要技能之一。本文介绍了在终端中运行 Java 程序的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。掌握这些知识可以让开发者更深入地理解 Java 程序的编译和执行过程，提高开发效率。