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程序内部剖析——jar 文件揭密

大多数 java 程序员都熟悉对 jar 文件的基本操作。但是只有少数程序员了解 jar 文件格式的强大功能。在本文中，作者探讨了 jar 格式的许多功能和优势，包括打包、可执行的 jar 文件、安全性和索引。
　　
　　jar 文件是什么？
　　
　　jar 文件格式以流行的 zip 文件格式为基础，用于将许多个文件聚集为一个文件。与 zip 文件不同的是，jar 文件不仅用于压缩和发布，而且还用于部署和封装库、组件和插件程序，并可被像编译器和 jvm 这样的工具直接使用。在 jar 中包含特殊的文件，如 manifests 和部署描述符，用来指示工具如何处理特定的 jar。
　　
　　一个 jar 文件可以用于：
　　
　　用于发布和使用类库
　　
　　作为应用程序和扩展的构建单元
　　
　　作为组件、applet 或者插件程序的部署单位
　　
　　用于打包与组件相关联的辅助资源
　　
　　jar 文件格式提供了许多优势和功能，其中很多是传统的压缩格式如 zip 或者 tar 所没有提供的。它们包括：
　　
　　安全性。 可以对 jar 文件内容加上数字化签名。这样，能够识别签名的工具就可以有选择地为您授予软件安全特权，这是其他文件做不到的，它还可以检测代码是否被篡改过。
　　
　　减少下载时间。 如果一个 applet 捆绑到一个 jar 文件中，那么浏览器就可以在一个 http 事务中下载这个 applet 的类文件和相关的资源，而不是对每一个文件打开一个新连接。
　　
　　压缩。jar 格式允许您压缩文件以提高存储效率。
　　
　　传输平台扩展。 java 扩展框架(java extensions framework)提供了向 java 核心平台添加功能的方法，这些扩展是用 jar 文件打包的(java 3d 和 javamail 就是由 sun 开发的扩展例子)。
　　
　　包密封。 存储在 jar 文件中的包可以选择进行密封，以增强版本一致性和安全性。密封一个包意味着包中的所有类都必须在同一 jar 文件中找到。
　　
　　包版本控制。 一个 jar 文件可以包含有关它所包含的文件的数据，如厂商和版本信息。
　　
　　可移植性。 处理 jar 文件的机制是 java 平台核心 api 的标准部分。
　　
　　压缩的和未压缩的 jar
　　
　　jar 工具(有关细节参阅 jar 工具)在默认情况下压缩文件。未压缩的 jar 文件一般可以比压缩过的 jar 文件更快地装载，因为在装载过程中要解压缩文件，但是未压缩的文件在网络上的下载时间可能更长。
　　
　　meta-inf 目录
　　
　　大多数 jar 文件包含一个 meta-inf 目录，它用于存储包和扩展的配置数据，如安全性和版本信息。java 2 平台识别并解释 meta-inf 目录中的下述文件和目录，以便配置应用程序、扩展和类装载器：
　　
　　manifest.mf。 这个 manifest 文件定义了与扩展和包相关的数据。
　　
　　index.list。 这个文件由 jar 工具的新选项 -i 生成，它包含在应用程序或者扩展中定义的包的位置信息。它是 jarindex 实现的一部分，并由类装载器用于加速类装载过程。
　　
　　xxx.sf。 这是 jar 文件的签名文件。占位符 xxx 标识了签名者。
　　
　　xxx.dsa。 与签名文件相关联的签名程序块文件，它存储了用于签名 jar 文件的公共签名。
　　
　　jar 工具
　　
　　为了用 jar 文件执行基本的任务，要使用作为java development kit 的一部分提供的 java archive tool (jar 工具)。用 jar 命令调用 jar 工具。表 1 显示了一些常见的应用：
　　
　　表 1. 常见的 jar 工具用法 功能 命令
　　
　　用一个单独的文件创建一个 jar 文件 jar cf jar-file input-file...
　　
　　用一个目录创建一个 jar 文件 jar cf jar-file dir-name
　　
　　创建一个未压缩的 jar 文件 jar cf0 jar-file dir-name
　　
　　更新一个 jar 文件 jar uf jar-file input-file...
　　
　　查看一个 jar 文件的内容 jar tf jar-file
　　
　　提取一个 jar 文件的内容 jar xf jar-file
　　
　　从一个 jar 文件中提取特定的文件 jar xf jar-file archived-file...
　　
　　运行一个打包为可执行 jar 文件的应用程序 java -jar app.jar
　　
　　可执行的 jar
　　
　　一个可执行的 jar 文件是一个自包含的 java 应用程序，它存储在特别配置的jar 文件中，可以由 jvm 直接执行它而无需事先提取文件或者设置类路径。要运行存储在非可执行的 jar 中的应用程序，必须将它加入到您的类路径中，并用名字调用应用程序的主类。但是使用可执行的 jar 文件，我们可以不用提取它或者知道主要入口点就可以运行一个应用程序。可执行 jar 有助于方便发布和执行 java 应用程序。
　　
　　创建可执行 jar
　　
　　创建一个可执行 jar 很容易。首先将所有应用程序代码放到一个目录中。假设应用程序中的主类是 com.mycompany.myapp.sample。您要创建一个包含应用程序代码的 jar 文件并标识出主类。为此，在某个位置(不是在应用程序目录中)创建一个名为 manifest 的文件，并在其中加入以下一行：
　　
　　main-class: com.mycompany.myapp.sample
　　
　　然后，像这样创建 jar 文件：
　　
　　jar cmf manifest executablejar.jar application-dir
　　
　　所要做的就是这些了 -- 现在可以用 java -jar 执行这个 jar 文件 executablejar.jar。
　　
　　一个可执行的 jar 必须通过 menifest 文件的头引用它所需要的所有其他从属 jar。如果使用了 -jar 选项，那么环境变量 classpath 和在命令行中指定的所有类路径都被 jvm 所忽略。
　　
　　启动可执行 jar
　　
　　既然我们已经将自己的应用程序打包到了一个名为 executablejar.jar 的可执行 jar 中了，那么我们就可以用下面的命令直接从文件启动这个应用程序：
　　
　　java -jar executablejar.jar
　　
　　包密封
　　
　　密封 jar 文件中的一个包意味着在这个包中定义的所有类都必须在同一个 jar 文件中找到。这使包的作者可以增强打包类之间的版本一致性。密封还提供了防止代码篡改的手段。

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