JAR文件，即Java ARchive，是Java程序的一种集合打包形式。它可以包含编译后的类文件（.class 文件）、相关的元数据、资源文件（如文本、图片等）。

JAR文件实际上是ZIP文件的一种扩展，主要区别在于JAR文件可以包含一个META-INF/MANIFEST.MF文件，用于指定类路径、版本信息及其他配置选项。

JAR文件的基本结构

一个典型的JAR包可以包含以下内容：

1. 类文件（.class）：编译后的Java源代码转换成的.class文件。
2. 清单文件（META-INF/MANIFEST.MF）：名为MANIFEST.MF的特殊文件，存放于META-INF目录中，用于存储有关JAR文件的重要信息，如主类名称、依赖的类路径等。
3. 其他JAR文件：嵌套的JAR文件，用于包含依赖。
4. 资源文件：如图片、配置文件等非代码文件。
5. 签名文件：如果JAR文件被数字签名，这些签名文件会存放在META-INF目录中。
6. 其他元数据：如许可证文件、文档等。

JAR文件的类文件包路径

类文件包路径是JAR包组织和管理类文件的一种方式。它反映了Java源代码中的包结构，确保了类名的唯一性，并帮助Java虚拟机在运行时找到并加载正确的类文件。

包路径

包路径是相对于JAR文件根目录的路径，它对应于Java源代码中的package语句。例如，如果一个Java类在源代码中声明为：

package cn.cengxuyuan.util;

包路径是类的全名的一部分，该类的包路径将是cn/cengxuyuan/util/。

包路径定义了类的命名空间，用于组织和管理类。

JAR包中的类文件结构

在JAR包中，类文件的包路径被转换成文件系统的目录结构。这意味着每个package语句都会在JAR文件内部创建一个相应的目录层次结构。以下是包路径与JAR文件内部结构的关系：

• 源代码包路径：cn/cengxuyuan/util
• JAR文件内部结构：

  META-INF/
  cn/
    cengxuyuan/
      util/
        MyClass.class

在这个例子中，MyClass.class是编译后的类文件，它位于cn/cengxuyuan/util包路径下。

默认情况下，如果没有指定访问修饰符，类、方法和字段默认为包私有。这意味着它们只能被同一个包中的其他类访问。

访问权限

Java提供了四种访问修饰符来控制类成员的可见性：

• public：声明为public的类、方法或字段可以从任何地方访问。
• protected：声明为protected的类成员可以被同一个包中的任何类访问，以及子类（即使子类在不同的包中）。
• default（无修饰符）：没有指定访问修饰符的类成员默认为包私有，只能被同一个包中的类访问。
• private：声明为private的类成员只能被同一个类中的代码访问。

类文件的加载

当JAR包被加载到JVM时，类加载器会使用类文件的包路径来定位和加载这些类。以下是如何加载类文件的过程：

1. 类全名：JVM通过类的全名来加载类，包括包路径和类名。例如，cn.cengxuyuan.util.MyClass。
2. 转换为文件路径：类的全名中的点（.）被转换为文件系统中的路径分隔符（通常是斜杠/）。
3. 查找类文件：类加载器在JAR文件的相应目录中查找.class文件。

JAR文件的运行

当使用 java -jar 命令运行一个JAR文件时，Java虚拟机（JVM）会首先读取该JAR文件中的 META-INF/MANIFEST.MF 文件。这个文件定义了JAR包的一些元信息，包括主类（Main-Class）和其他属性。

在解析 MANIFEST.MF 文件后，JVM会查找并加载指定的主类。主类通常包含 public static void main(String[] args) 方法，这是Java程序的入口点。JVM使用类加载器加载主类后，调用其 main 方法，并将命令行参数传递给它。

主类的 main 方法负责驱动整个程序的执行。在执行过程中，主类可能会加载其他类和资源文件，这些类和资源文件也必须包含在JAR文件中或者可以通过CLASSPATH找到。

当所有指令执行完毕后，程序结束运行，JVM进程退出。如果需要后台运行，可以使用诸如 nohup java -jar XXX.jar & 的命令来使程序在后台持续运行，即使关闭控制台窗口也不会中断程序。

JAR文件的应用

类库封装

当多个类被多个项目共享时，将这些类打包成JAR文件提供给其他项目使用是非常普遍的做法。使用者只需将JAR文件添加到项目的CLASSPATH中，即可方便地引用其中的类和接口。例如，Apache cnmons库就提供了许多封装好的JAR包，供开发者使用。

在使用第三方jar包中的类时，需要添加引用或添加依赖才能正常import。常见的IDE如IntelliJ IDEA提供了便捷的导入方式，只需在Project Structure中添加jar包即可。此外，使用项目管理工具如Maven或Gradle，可以通过编辑pom.xml或build.gradle文件来添加外部JAR包依赖。

可执行JAR

通过在MANIFEST.MF文件中指定Main-Class属性，可以创建可执行的JAR文件。这样，用户只需使用java -jar命令即可运行JAR文件，就像运行一个普通的Java程序一样。这大大简化了Java应用程序的部署过程。

对于可执行JAR文件，所有需要的依赖类和资源都需要被正确打包在内，以确保程序能够在没有外部依赖的情况下独立运行。

组件部署

很多Java应用支持通过加载JAR文件中的插件或组件来扩展功能。例如，许多Web服务器允许通过部署WAR（Web Application Archive）文件——一个特殊类型的JAR文件——来发布Web应用。这种机制使得应用的扩展性大大增强，同时也方便了功能的解耦和管理。

JAR文件还可以封装一些通用的功能模块，比如日志记录、数据库操作等，这样不同项目之间可以复用相同的模块，避免重复造轮子。

JAR和WAR的区别

JAR（Java Archive）文件和WAR（Web Application Archive）文件都是用于打包Java应用程序的归档文件格式。它们都是基于ZIP格式的，可以包含编译后的Java类文件、资源文件（如图片和配置文件等）、以及元数据信息。但是，它们在用途上有所区别：

JAR 文件

• 用途：JAR文件主要用于打包标准的Java类库或应用程序。它可以包含一个或多个Java类，以及这些类可能依赖的其他资源文件，比如属性文件、图标等。
• 结构：JAR文件通常包含一个MANIFEST.MF文件，该文件位于META-INF/目录下，用于指定主类（如果JAR文件是一个可执行程序的话）和其他元数据信息。

WAR 文件

• 用途：WAR文件是专门用于打包Web应用程序的。它不仅包含了Java类文件，还包括了Web应用所需的静态资源（如HTML页面、CSS样式表、JavaScript脚本等），以及配置文件（如web.xml）。

• 结构：WAR文件也有一个MANIFEST.MF文件，同样位于META-INF/目录下。此外，WEB应用程序特有的配置文件web.xml则位于WEB-INF/目录下。这个文件定义了Servlet、过滤器、监听器等Web组件的配置信息。