ClassPath详解

使用JAVA开发或运行基于JAVA编写的程序，在安装JDK之后，一般需要配置如下几条环境变量（以Windows为例）：

    JAVA_HOME : C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_112
    CLASSPATH : .;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\jre\lib
    PATH      : your-unique-entries;%JAVA_HOME%\bin

那么，它们的作用是什么呢？
JAVA_HOME 该变量指明了JAVA运行环境的安装路径。它和JAVA之间，除了字面相似度高外，没有什么联系。之所以配置该变量大约有三点原因：

1. 方便随后两个变量的配置。
2. 便于升级JAVA。升级时，只需要将该变量指向新版本的JAVA安装目录即可。
3. 某些应用依赖于该变量。比如常用的Web容器Tomcat，以及IDE开发软件Eclipse等。

如果确定没有应用依赖该变量，甚至可以不配置。但基于前两个优点，一般不建议这么做。

CLASSPATH 该变量指明JAVA运行环境JRE搜索.class文件的路径。

PATH 该变量指明操作系统查找可执行程序的路径。该变量由操作系统使用，配置%JAVA_HOME%\bin以便快捷访问该目录下如java、javac等命令行和其他JDK工具。

明白了这三个变量的用途，可知对于JAVA程序最重要的是ClassPath环境变量，因为它指明JAVA程序搜索第三方和用户自定义类的路径，如果不正确配置，JAVA程序将不能正常运行。
那么如何正确配置ClassPath呢？有如下四种方式：

1. 不采取任何方式，那么ClassPath的默认配值为‘.’，表示类路径为当前目录及其子目录。
2. 使用文中开篇所述的环境变量CLASSPATH设置，设置后会覆盖默认配置。
3. 使用命令行参数-classpath或-cp设置，设置后会覆盖环境变量配置和默认配置。
4. 如果运行含有manifest文件的可执行jar包，那么manifest文件设置的类路径会覆盖前三种配置。

其中第三种方式和第四种方式可独自配置单个JAVA应用而不影响其他JAVA应用，官方推荐使用第三种方式配置ClassPath。具体的配置方法如开篇所述，形式类似如下：

    .;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\jre\lib

每个路径之间使用英文分号‘;’进行分隔（linux环境下则使用英文冒号‘:’分隔）。这个例子中的单个路径都是文件夹，除此之外，单个路径还可以是特定的jar包和zip包路径。假如一个类文件的路径如下

    c:\java\workspace\test\classes\com\zdb\Test.class

如果该类位于com.zdb包下，那么正确设置的ClassPath为：

    c:\java\workspace\test\classes

如果该类引用了如下的第三方jar包：

    c:\java\workspace\test\lib\a.jar

此时ClassPath为：

   c:\java\workspace\test\classes;c:\java\workspace\test\lib\a.jar

如果该类引用了多个第三方jar包：a.jar b.jar c.jar，此时ClassPath为：

   c:\java\workspace\test\classes;c:\java\workspace\test\lib\a.jar;
   c:\java\workspace\test\lib\b.jar;c:\java\workspace\test\lib\c.jar

也可以使用通配符‘*’表示为：

   c:\java\workspace\test\classes;c:\java\workspace\test\lib\*

需要注意的是：

1. 通配符只匹配目录下的.jar和.JAR文件，除此之外，既不匹配.class文件也不匹配子目录。
2. 在main方法运行之前，通配符会自动展开为具体的路径，展开路径的顺序因平台不同而不同，甚至同一机器不同时刻不同。
3. 通配符只适用配置的第二和第三种方式，第四种方式manifest文件不能使用通配符。

针对第二点，上一个例子在程序运行时，使用系统属性java.class.path获得的类路径可能为（注意abc的顺序已改变）：

    c:\java\workspace\test\classes;c:\java\workspace\test\lib\a.jar;
    c:\java\workspace\test\lib\c.jar;c:\java\workspace\test\lib\b.jar

这个顺序对于JVM加载类颇为重要。假设特殊情况下，b.jar和c.jar中都含有同包名且同类名的一个类，那么JVM当查找到c.jar时发现该类后，将不会继续查找b.jar。如果JAVA应用依赖于jar包的加载顺序，那么需要明确指定jar包顺序，而不能使用通配符。

针对第三点，manifest文件配置类路径和前三种方式稍有不同，形式为：

Class-Path: jar1-name jar2-name directory-name/jar3-name
  jar4-name ...
  jar-name

注意到，使用空格分隔各个路径而不是分号‘;’或冒号‘:’。另外，当类路径过多而需要换行时，从第二行开始，必须以两个空格开头。

附：
JAVA类路径官网介绍
Manifest文件类路径说明
一个jar包加载顺序引发的BUG