49、Java 应用程序打包与部署全解析-优快云博客

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Java 应用程序打包与部署全解析

1. JAR 文件操作选项

2. JAR 索引选项

下载小程序所需的 JAR 文件可能缓慢且痛苦，在 JAR 文件中线性搜索所需类会导致性能低下、带宽浪费以及启动下载缺失 JAR 文件的等待时间过长。而 JARIndex 算法可将小程序中的所有 JAR 文件存储到一个索引文件中，显著加快类加载时间。

jar 工具的 -i 选项用于生成 JAR 文件内类、包和资源的索引信息，使访问时间更快。这些信息存储在 META - INF 目录下的 INDEX.LIST 小文本文件中。

当类加载器访问 JAR 文件时，会将 INDEX.LIST 文件读入一个哈希映射，其中包含所有文件和包名。这样，类加载器无需在 JAR 文件中线性搜索所需的类文件或资源，而是查询哈希映射，从而加快访问速度。

INDEX.LIST 文件始终受类加载器信任，手动操作它不明智。若操作失误导致类加载器无法定位资源或文件，会抛出 InvalidJarIndexException ，方便捕获并纠正错误。

生成 chess.jar 的索引可使用以下命令：

C:\>jar -iv chess.jar

查看 chess.jar 内容：

C:\>jar -tf chess.jar
META-INF/INDEX.LIST
META-INF/
META-INF/MANIFEST.MF
chess/
chess/Chess.java
chess/ChessGUI.java
chess/images/
chess/images/board.bmp

INDEX.LIST 文件内容如下：

JarIndex-Version: 1.0
chess.jar
chess
chess/images

该文件只是文本，且在 JAR 文件中被压缩，内存占用极小。

3. 创建可执行 JAR 文件

Java 支持将 JAR 文件设置为可执行。可执行 JAR 文件可在控制台或命令提示符中通过以下命令运行：

java –jar jar-file-name

在 Windows 中，若应用程序是 GUI 驱动的，只需双击可执行 JAR 文件即可自动运行。

创建可执行 JAR 文件的步骤如下：
1. 编译所有 Java 源代码。
2. 创建一个清单文件，至少包含 Manifest-Version 和 Main-Class 属性。 Main-Class 应指向 JAR 文件中包含 main 方法的类名，示例如下：

Manifest-Version: 1.0
Main-Class: Test

使用以下语法创建 JAR 文件：

jar –cmf myManifest.mf test.jar *

使用 -jar 选项执行 JAR 文件：

java –jar test.jar

若在清单文件中指定了包含应用程序 main 方法的正确类，创建的 test.jar 应能正常执行。对于 GUI 驱动的应用程序，使 JAR 文件自执行非常有用。

4. Java 小程序分析

Java 小程序是 Java 编程语言的显著特性之一。小程序是为在支持 Java 的 Web 浏览器中运行而设计的程序，可直接嵌入 HTML 中，用于处理用户输入或显示信息，如当前天气预报。小程序也可独立于 Web 浏览器存在，具备类似独立应用程序的强大功能。

不过，制作功能丰富的小程序存在一个缺点，即小程序越大，用户下载和使用所需的时间就越长，因为每次用户访问包含小程序的网页时都会下载小程序。但随着 Java 插件缓存能力的不断提升，这个问题逐渐得到缓解。

4.1 小程序的基本结构

小程序没有标准 Java 应用程序所需的 main 方法，只需继承 Applet 类。小程序的方法是事件驱动的，开发基本小程序时，有五个基本的事件驱动方法很有用： init 、 start 、 stop 、 destroy 和 paint 。示例代码如下：

import javax.swing.*;
import java.awt.*;

public class Welcome extends JApplet {
    public void init() {
        System.out.println("Initializing Applet");
        repaint();
    }

    public void start() {
        System.out.println("Starting Applet");
        repaint();
    }

    public void paint(Graphics g) {
        g.drawString("Welcome to Java Applets!", 100, 50);
    }

    public void stop() {
        System.out.println("Stopping Applet");
        repaint();
    }

    public void destroy() {
        System.out.println("Destroying Applet");
        repaint();
    }
}

4.2 小程序打包执行

小程序的执行方式与普通 Java 应用程序不同，通常嵌入 HTML 页面，由兼容 Java 的浏览器（如 Internet Explorer）执行，Internet Explorer 使用 Java 插件执行小程序代码。开发时，也可使用 appletviewer 命令执行嵌入在 HTML 文件中的小程序，例如：

appletviewer com/wrox/Welcome.html

HTML 代码示例如下：

<HTML>
<HEAD>
<TITLE> Welcome to Java Applet </TITLE>
</HEAD>
<BODY>
<APPLET CODE="Welcome.class" CODEBASE="com/wrox/" WIDTH=200 HEIGHT=50>
<PARAM NAME="exampleParam" VALUE="whatever">
</APPLET>
</BODY>
</HTML>

<APPLET> 和 </APPLET> 标签指定要执行的小程序， CODE 属性引用包含编译后小程序类的类名， CODEBASE 属性可选，指定小程序类的存储基目录，若不使用该属性，HTML 文件所在目录将作为基目录。 <PARAM> 和 </PARAM> 标签可指定加载小程序时要传递的特定参数，这些标签有 NAME 和 VALUE 两个属性，可在小程序的 init 方法中通过 getParameter 方法获取参数值，示例如下：

public void init() {
    String sValue = getParameter("exampleParam");
    if (sValue != null) {
        System.out.println(sValue);         
    }
}

4.3 小程序安全问题

创建和部署小程序时，Java 环境会对小程序实施一定的安全限制。通常，小程序不能与除下载源主机之外的其他机器建立网络连接，一般也被限制从客户端机器读写文件，且不能启动客户端机器上的应用程序。

未被信任的小程序不能读写文件，所有下载的小程序默认被视为不可信，除非另有指定。要使小程序可信，必须由身份数据库中标记为可信的身份进行签名。通常，Web 浏览器会询问用户是否信任小程序来源的服务器，这有助于赋予小程序更多访问计算机的权限。在本地机器上开发小程序时，由于从本地机器访问，通常被视为可信，可能看不到远程用户下载小程序时遇到的安全限制。因此，在部署小程序前，了解用户的操作权限很重要，可参考 Java 文档获取更多小程序安全细节。

5. 探索 Web 应用程序

Web 应用程序可作为 Web ARchive 文件（即 WAR 文件）部署在应用服务器上。WAR 文件格式与 JAR 文件相同，开发者使用 jar 工具创建 WAR 文件，但 WAR 文件的目录结构和包含的文件与标准 JAR 文件不同。

WAR 文件通常包含 JSP、Servlet、HTML、图像、音频文件、XML 文件等，静态和动态内容构成了 WAR 文件。WAR 文件主要用于两个基本目的：一是面向前端展示，注重用户体验；二是采用服务导向方法，为调用它的其他应用程序提供服务，这种类型的 Web 应用程序通常称为 Web 服务。

在大型架构中，Web 服务可能使用简单对象访问协议（SOAP）进行通信。若在 SOAP 层之上添加安全性，打包和部署系统会变得复杂，因为需要管理证书、密钥库、签名 JAR 文件、SSL 等安全相关组件和协议。不过，在最简单的形式下，WAR 文件易于使用，是打包和压缩包含静态和动态数据（如表单处理或购物车）的网站资源的理想选择，WAR 文件格式使整个网站具有可移植性，便于部署在其他兼容 J2EE 的应用服务器上。

6. WAR 目录结构

WAR 文件与 JAR 文件的区别在于其目录结构和文件组成。以下是一个部署在 Tomcat 上的 Web 应用程序示例：

images
forum
    file.png
    Category.class
    Driver.class
    Post.class
    Topic.class
    folders.png
    index.jsp
    newcategory.jsp
    newpost.jsp
    newtopic.jsp
    post.jsp
    topic.jsp
WEB-INF
    web.xml
    web-app_2_3.dtd
    cglib-2.0-rc2.jar
    commons-collections-2.1.jar
    commons-logging-1.0.3.jar
    dom4j-1.4.jar
    classes
    libs

在根级别，包含用户界面组件所需的所有 JSP 文件， images 目录存储 JSP 使用的图像。 WEB-INF 目录是区分 WAR 文件和 JAR 文件的重要目录，其中的 web.xml 文件是必需的，正式名称为 Web 应用程序部署描述符。 classes 目录用于存储 JSP 或 Servlet 可使用的编译类， libs 目录包含使 Web 应用程序正常工作所需的所有 JAR 文件。

7. WAR 部署描述符

以下是一个 Tomcat 的 web.xml 示例文件：

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
<!DOCTYPE web-app
PUBLIC "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
" http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd">
<web-app>
<display-name>HelloWAR</display-name>
<description> HelloWAR </description>
<servlet>
<servlet-name>HelloServlet</servlet-name>
<servlet-class>HelloServlet</servlet-class>
<load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<! — Creating mime type mappings -->
<mime-mapping>
<extension>txt</extension>
<mime-type>text/plain</mime-type>
</mime-mapping>
<mime-mapping>
<extension>html</extension>
<mime-type>text/html</mime-type>
</mime-mapping>
<mime-mapping>
<extension>htm</extension>
<mime-type>text/html</mime-type>
</mime-mapping>
<mime-mapping>
<extension>gif</extension>
<mime-type>image/gif</mime-type>
</mime-mapping>
<mime-mapping>
<extension>jpg</extension>
<mime-type>image/jpeg</mime-type>
</mime-mapping>
</web-app>

<servlet> 元素用于指定 Web 应用程序中存在的 Servlet 信息，如这里的 HelloServlet ， <load - on - startup> 属性表示应用服务器应在启动时加载该 Servlet。

总结

本文详细介绍了 Java 开发中 JAR 文件、小程序、WAR 文件的相关操作和特性，包括 JAR 文件的操作选项、索引生成，小程序的结构、打包执行和安全问题，以及 WAR 文件的目录结构和部署描述符。掌握这些知识，有助于开发者更好地进行 Java 应用程序的打包和部署。

Java 应用程序打包与部署全解析

8. 操作流程总结

为了更清晰地展示上述各类 Java 应用程序相关操作的流程，下面通过 mermaid 流程图和列表进行总结。

8.1 创建可执行 JAR 文件流程

graph LR
    A[编译所有 Java 源代码] --> B[创建清单文件]
    B --> C[添加 Manifest-Version 和 Main-Class 属性]
    C --> D[使用 jar 命令创建 JAR 文件]
    D --> E[使用 -jar 选项执行 JAR 文件]

具体步骤如下：
1. 编译 Java 源代码，确保所有代码无误。
2. 创建清单文件，文件内容至少包含 Manifest-Version 和 Main-Class 属性，示例：

Manifest-Version: 1.0
Main-Class: Test

使用命令 jar –cmf myManifest.mf test.jar * 创建 JAR 文件。
使用 java –jar test.jar 命令执行 JAR 文件。

8.2 小程序执行流程

graph LR
    A[编写小程序代码] --> B[嵌入 HTML 文件]
    B --> C[使用 appletviewer 或浏览器执行]
    C --> D[传递参数（可选）]
    D --> E[小程序运行]

具体步骤如下：
1. 编写小程序代码，例如：

import javax.swing.*;
import java.awt.*;

public class Welcome extends JApplet {
    public void init() {
        System.out.println("Initializing Applet");
        repaint();
    }

    public void start() {
        System.out.println("Starting Applet");
        repaint();
    }

    public void paint(Graphics g) {
        g.drawString("Welcome to Java Applets!", 100, 50);
    }

    public void stop() {
        System.out.println("Stopping Applet");
        repaint();
    }

    public void destroy() {
        System.out.println("Destroying Applet");
        repaint();
    }
}

将小程序嵌入 HTML 文件，示例：

<HTML>
<HEAD>
<TITLE> Welcome to Java Applet </TITLE>
</HEAD>
<BODY>
<APPLET CODE="Welcome.class" CODEBASE="com/wrox/" WIDTH=200 HEIGHT=50>
<PARAM NAME="exampleParam" VALUE="whatever">
</APPLET>
</BODY>
</HTML>

使用 appletviewer com/wrox/Welcome.html 命令或在支持 Java 的浏览器中打开 HTML 文件执行小程序。
若有参数传递，可在 HTML 文件中使用 <PARAM> 标签，在小程序的 init 方法中使用 getParameter 方法获取参数值。

9. 不同类型文件对比

10. 常见问题及解决方法

11. 最佳实践建议

为了更高效地进行 Java 应用程序的打包和部署，以下是一些最佳实践建议。
1. JAR 文件方面
- 定期对 JAR 文件进行签名，确保文件的完整性和安全性。
- 对于大型项目，合理使用 JAR 索引，提高类加载速度。
2. 小程序方面
- 尽量减少小程序的大小，以减少用户下载时间。
- 在开发过程中，充分测试小程序的安全性能，确保在不同环境下都能正常运行。
3. WAR 文件方面
- 严格按照规范配置部署描述符，避免因配置错误导致部署失败。
- 对 WAR 文件进行版本管理，方便后续的维护和更新。

总结

通过本文的详细介绍，我们全面了解了 Java 开发中 JAR 文件、小程序和 WAR 文件的相关知识，包括它们的操作选项、结构特点、部署流程以及安全问题等。同时，通过操作流程总结、不同类型文件对比、常见问题解决方法和最佳实践建议，为开发者提供了更清晰的指导。在实际开发中，开发者应根据具体需求选择合适的文件类型，并严格按照操作规范进行打包和部署，以确保 Java 应用程序的顺利运行。