====== Работа с Java в командной строке ======

Сейчас уже никто не создает программы в консоли. Используя любимую IDE, разработчик чувствует себя неуютно за чужим компьютером, где её нет.

Решив разобраться в работе Ant и Maven, я поймал себя на том, что не смогу собрать приложение без них в консоли.

В данной статье я постарался уместить все этапы проектирования демонстрационного приложения, чтобы не искать справку по каждой команде на просторах Интернета.

===== От простого к ... =====

Каждая программа обычно содержится в отдельном каталоге. Я придерживаюсь правила создавать в этом каталоге по крайней мере две папки: src и bin. В первой содержатся исходные коды, во второй — результат компиляции. В данных папках будет структура каталогов, зависящая от пакетов.

==== Один файл ====

Можно сделать и без лишних папок.
Берем сам файл.

<code java>
public class HelloWorld
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("Hello World!");
        Calculator calc=new Calculator();
        System.out.println("2+2="+calc.sum(2,2));
    }
}
</code>
	

Переходим в каталог, где лежит данный файл, и выполняем команды.

  javac HelloWorld.java

В данной папке появится файл HelloWorld.class. Значит программа скомпилирована. Чтобы запустить

  java -classpath . HelloWorld


==== Отделяем бинарные файлы от исходников ====

Теперь сделаем тоже самое, но с каталогами. Создадим каталог HelloWorld и в нем две папки src и bin.
Компилируем

  javac -d bin src/HelloWorld.java

Здесь мы указали, что бинарные файлы будут сохраняться в отдельную папку bin и не путаться с исходниками.

Запускаем

  java -classpath ./bin HelloWorld


==== Используем пакеты ====

А то, вдруг, программа перестанет быть просто HelloWorld-ом. Пакетам лучше давать понятное и уникальное имя. Это позволит добавить данную программу в другой проект без конфликта имен. Прочитав некоторые статьи, можно подумать, что для имени пакета обязательно нужен домен. Это не так. Домены — это удобный способ добиться уникальности. Если своего домена нет, воспользуйтесь аккаунтом на сайте (например, ru.habrahabr.mylogin). Он будет уникальным. Учтите, что имена пакетов должны быть в нижнем регистре. И избегайте использования спецсимволов. Проблемы возникают из-за разных платформ и файловых систем.

Поместим наш класс в пакет с именем com.qwertovsky.helloworld. Для этого добавим в начало файла строчку

  package com.qwertovsky.helloworld;

В каталоге src создадим дополнительные каталоги, чтобы путь к файлу выглядел так: src/com/qwertovsky/helloworld/HelloWorld.java.
Компилируем

  javac -d bin src/com/qwertovsky/helloworld/HelloWorld.java

В каталоге bin автоматически создастся структура каталогов как и в src.

<code>
    HelloWorld
    '---bin
    '   '---com
    '       '---qwertovsky
    '          '---helloworld
    '             '---HelloWorld.class
    '---src
        '---com
            '---qwertovsky
                '---helloworld
                    '---HelloWorld.java	
</code>

Запускаем

  java -classpath ./bin com.qwertovsky.helloworld.HelloWorld


==== Если в программе несколько файлов ====

Изменим программу. Не обращайте внимание на логику. Её нет.

HelloWorld.java
<code java HelloWorld.java>
package com.qwertovsky.helloworld;

public class HelloWorld
{
    public static void main(String[] args)
    {
        int a=2;
        int b=3;
        Calculator calc=new Calculator();
        System.out.println("Hello World!");
        System.out.println(a+"+"+b+"="+calc.sum(a,b));
    }
}
</code>

Calculator.java

<code java Calculator.java>
package com.qwertovsky.helloworld;
     
import com.qwertovsky.helloworld.operation.Adder;
     
public class Calculator
{
    public int sum(int... a)
    {
        Adder adder=new Adder();
        for(int i:a)
        {
            adder.add(i);
        }
        return adder.getSum();
    }
}
</code>

Adder.java
	
<code java Adder.java> 
package com.qwertovsky.helloworld.operation;
     
public class Adder
{
    private int sum;
        
    public Adder()
    {
        sum=0;
    }
        
    public Adder(int a)
    {
        this.sum=a;
    }

    public void add(int b)
    {
        sum+=b;
    }
        
    public int getSum()
    {
        return sum;
    }
}
</code>

Компилируем
<code>
    javac  -d bin src/com/qwertovsky/helloworld/HelloWorld.java
    src\com\qwertovsky\helloworld\HelloWorld.java:9: cannot find symbol
    symbol  : class Calculator
    location: class com.qwertovsky.helloworld.HelloWorld
                Calculator calc=new Calculator();
                ^
    src\com\qwertovsky\helloworld\HelloWorld.java:9: cannot find symbol
    symbol  : class Calculator
    location: class com.qwertovsky.helloworld.HelloWorld
                Calculator calc=new Calculator();
                                    ^
    2 errors
</code>

Ошибка возникла из-за того, что для компиляции нужны файлы с исходными кодами классов, которые используются (класс Calculator). Надо указать компилятору каталог с файлами с помощью ключа -sourcepath.

Компилируем

  javac -sourcepath ./src -d bin src/com/qwertovsky/helloworld/HelloWorld.java

Запускаем

  java -classpath ./bin com.qwertovsky.helloworld.HelloWorld
  Hello Word
  2+3=5

==== Если удивляет результат ====

Есть возможность запустить отладчик. Для этого существует jdb.
Сначала компилируем с ключом -g, чтобы у отладчика была информация.

  javac -g -sourcepath ./src -d bin src/com/qwertovsky/helloworld/HelloWorld.java

Запускаем отладчик

  jdb -classpath bin -sourcepath src com.qwertovsky.helloworld.HelloWorld
  Initializing jdb ...
  >

Отладчик запускает свой внутренний терминал для ввода команд. Справку по последним можно вывести с помощью команды help.

Указываем точку прерывания на 9 строке в классе Calculator

  > stop at com.qwertovsky.helloworld.Calculator:9
  Deferring breakpoint com.qwertovsky.helloworld.Calculator:9.
  It will be set after the class is loaded.

Запускаем на выполнение.
<code>
  > run
  run com.qwertovsky.helloworld.HelloWorld
  Set uncaught java.lang.Throwable
  Set deferred uncaught java.lang.Throwable
  >
  VM Started: Set deferred breakpoint com.qwertovsky.helloworld.Calculator:9
  Hello World!

  Breakpoint hit: "thread=main", com.qwertovsky.helloworld.Calculator.sum(), line=9 bci=0
  9               Adder adder=new Adder();
</code>

Чтобы соориентироваться можно вывести кусок исходного кода, где в данный момент находится курссор.

<code>
    main[1] list
    5    public class Calculator
    6    {
    7       public int sum(int... a)
    8       {
    9 =>            Adder adder=new Adder();
    10              for(int i:a)
    11              {
    12                      adder.add(i);
    13              }
    14              return adder.getSum();
</code>

Узнаем, что из себя представляет переменная а.

<code>
    main[1] print a
     a = instance of int[2] (id=340)
    main[1] dump a
     a = {
    2, 3
    }
    main[1] stop at com.qwertovsky.helloworld.operation.Adder:19
    Deferring breakpoint com.qwertovsky.helloworld.operation.Adder:19.
    It will be set after the class is loaded.
</code>

Продолжим исполнение.

<code>
    main[1] cont
    > Set deferred breakpoint com.qwertovsky.helloworld.operation.Adder:19

    Breakpoint hit: "thread=main", com.qwertovsky.helloworld.operation.Adder.add(), line=19 bci=0
    19              sum+=b;

    main[1] list
    15      }
    16
    17      public void add(int b)
    18      {
    19 =>           sum+=b;
    20      }
    21
    22      public int getSum()
    23      {
    24              return sum;
    main[1] print sum
     sum = 0
    main[1] print b
     b = 2
</code>

Выполним код в текущей строке и увидим, что sum стала равняться 2.

<code>
    main[1] step
    >
    Step completed: "thread=main", com.qwertovsky.helloworld.operation.Adder.add(), line=20 bci=10
    20      }

    main[1] print sum
     sum = 2
</code>

Поднимемся из класса Adder в вызвавший его класс Calculator.

<code>
    main[1] step up
    >
    Step completed: "thread=main", com.qwertovsky.helloworld.Calculator.sum(), line=10 bci=36
    10              for(int i:a)
</code>

Удаляем точку прерывания

<code>
    main[1] clear com.qwertovsky.helloworld.operation.Adder:19
    Removed: breakpoint com.qwertovsky.helloworld.operation.Adder:19
    main[1] step
    >
    Step completed: "thread=main", com.qwertovsky.helloworld.Calculator.sum(), line=12 bci=30
    12                      adder.add(i);
</code>

Можно избежать захода в методы, используя команду next.

<code>
    main[1] next
    >
    Step completed: "thread=main", com.qwertovsky.helloworld.Calculator.sum(), line=10 bci=36
    10              for(int i:a)

    main[1] next
    >
    Step completed: "thread=main", com.qwertovsky.helloworld.Calculator.sum(), line=14 bci=42
    14              return adder.getSum();
</code>

Проверяем значение выражения и завершаем выполнение.

<code>
    main[1] eval adder.getSum()
     adder.getSum() = 5
    main[1] cont
    > 2+3=5

    The application exited
</code>

==== Хорошо бы протестировать ====

Используем JUnit.

<code java>
package com.qwertovsky.helloworld;
 
import static org.junit.Assert.*;
 
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
 
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.junit.runners.Parameterized.Parameters;

@RunWith(value=org.junit.runners.Parameterized.class)
public class TestCalculator
{
    int expected;
    int[] arg;
    
    @Parameters
    public static Collection<int[][]> parameters()
    {
        
        return Arrays.asList(new int[][][]{
                {{4}, {2, 2}}
                ,{{-1},{4, -5}}
                ,{{0},{0,0,0}}
                ,{{0},{}}
                });
    }
    
    public TestCalculator(int[] expected, int[] arg)
    {
        this.expected=expected[0];
        this.arg=arg;
    }
    
    @Test
    public void testSum()
    {
        Calculator c=new Calculator();
        assertEquals(expected,c.sum(arg));
    }
}
</code>

Компилируем
<code>
    mkdir test_bin
    javac  -classpath lib/path/junit-4.8.2.jar  -sourcepath ./src -d test_bin test/com/qwertovsky/helloworld/TestCalculator.java
</code>

Запускаем. В качестве разделителя нескольких путей в classpath в Windows используется ';', в Linux — ':'. В консоли Cygwin не работают оба разделителя. Возможно, должен работать ';', но он воспринимается как разделитель команд.
<code>
    java  -classpath lib/path/junit-4.8.2.jar:./test_bin  org.junit.runner.JUnitCore com.qwertovsky.helloworld.TestCalculator
    JUnit version 4.8.2
    ....
    Time: 0,031

    OK (4 tests)
</code>

==== Создадим библиотеку ====

Класс Calculator оказался полезным и может быть использован во многих проектах. Перенесем всё, что касается класса Calculator в отдельный проект.
<code>
    HelloWorld
    '---bin
    '---src
        '---com
            '---qwertovsky
                '---helloworld
                    '---HelloWorld.java	
    Сalculator
    '---bin
    '---src
    '   '---com
    '       '---qwertovsky
    '           '---calculator
    '               '---Calculator.java	
    '               '---operation
    '                   '---Adder.java
    '---test
        '---com
            '---qwertovsky
                '---calculator
                    '---TestCalculator.java
</code>

Измените также назавания пакетов в исходных текстах. В HelloWorld.java нужно будет добавить строку

  import com.qwertovsky.calculator.Calculator;

Компилируем.

  cd Calculator
  javac -sourcepath src -d bin src/com/qwertovsky/calculator/Calculator.java

Делаем архив jar
<code>
    jar cvf calculator.jar -C bin .
    added manifest
    adding: com/(in = 0) (out= 0)(stored 0%)
    adding: com/qwertovsky/(in = 0) (out= 0)(stored 0%)
    adding: com/qwertovsky/calculator/(in = 0) (out= 0)(stored 0%)
    adding: com/qwertovsky/calculator/Calculator.class(in = 497) (out= 373)(deflated 24%)
    adding: com/qwertovsky/calculator/operation/(in = 0) (out= 0)(stored 0%)
    adding: com/qwertovsky/calculator/operation/Adder.class(in = 441) (out= 299)(deflated 32%)
</code>

С помощью ключа -C мы запустили программу в каталоге bin.

==== Надо узнать, что у библиотеки внутри ====

Можно распаковать архив zip-распаковщиком и посмотреть, какие классы есть в библиотеке.
Информацию о любом классе можно получить с помощью дизассемблера javap.
<code>
    javap -c -classpath calculator.jar com.qwertovsky.calculator.Calculator
    Compiled from "Calculator.java"
    public class com.qwertovsky.calculator.Calculator extends java.lang.Object{
    public com.qwertovsky.calculator.Calculator();
      Code:
       0:	aload_0
       1:	invokespecial	#1; //Method java/lang/Object."<init>":()V
       4:	return

    public int sum(int[]);
      Code:
       0:	new	#2; //class com/qwertovsky/calculator/operation/Adder
       3:	dup
       4:	invokespecial	#3; //Method com/qwertovsky/calculator/operation/Adder."<init>":()V
       7:	astore_2
       8:	aload_1
       9:	astore_3
       10:	aload_3
       11:	arraylength
       12:	istore	4
       14:	iconst_0
       15:	istore	5
       17:	iload	5
       19:	iload	4
       21:	if_icmpge	42
       24:	aload_3
       25:	iload	5
       27:	iaload
       28:	istore	6
       30:	aload_2
       31:	iload	6
       33:	invokevirtual	#4; //Method com/qwertovsky/calculator/operation/Adder.add:(I)V
       36:	iinc	5, 1
       39:	goto	17
       42:	aload_2
       43:	invokevirtual	#5; //Method com/qwertovsky/calculator/operation/Adder.getSum:()I
       46:	ireturn

    }
</code>

Из результата видно, что класс содержит кроме пустого конструктора, ещё один метод sum, внутри которого в цикле вызывается метод add класса Adder. По завершении метода sum, вызывается Adder.getSum().
Без ключа -c программа выдаст только список переменных и методов (если использовать -private, то всех).

<code>
    javap -private  -classpath calculator.jar com.qwertovsky.calculator.operation.Adder
    Compiled from "Adder.java"
    public class com.qwertovsky.calculator.operation.Adder extends java.lang.Object{
        private int sum;
        public com.qwertovsky.calculator.operation.Adder();
        public com.qwertovsky.calculator.operation.Adder(int);
        public void add(int);
        public int getSum();
    }
</code>

==== Лучше снабдить библиотеку документацией ====

Изменим для этого класс калькулятора.

<code java>
package com.qwertovsky.calculator;

import com.qwertovsky.calculator.operation.Adder;

/**
 * Калькулятор, который умеет складывать
 * @author Qwertovsky
 * 
 */
public class Calculator
{
    /**
     * Определение суммы слагаемых
     * @param a массив слагаемых
     * @return сумма
     */
    public int sum(int... a)
    {
        Adder adder=new Adder();
        for(int i:a)
        {
            adder.add(i);
        }
        return adder.getSum();
        
    }
}
</code>

Документацию можно создать следующей командой. При ошибке программа выдаст список возможных опций.

  mkdir doc	
  javadoc -d doc -charset utf-8  -sourcepath src -author -subpackages com.qwertovsky.calculator

В результате получиться следующее
{{:prog:calculator.png?100|}}

==== Можно подписать jar-архив ====

Если требуется подписать свою библиотеку цифровой подписью, на помощь придут keytool и jarsigner.
Генерируем подпись.

<code>
    keytool -genkey -keyalg rsa -keysize 2048 -alias qwertokey -keystore path/to/qwerto.keystore
    Enter keystore password:
    Re-enter new password:
    What is your first and last name?
      [Unknown]:  Valery Qwertovsky
    What is the name of your organizational unit?
      [Unknown]:  Qwertovsky
    What is the name of your organization?
      [Unknown]:  Qwertovsky
    What is the name of your City or Locality?
      [Unknown]:  Tver
    What is the name of your State or Province?
      [Unknown]:  Tverskaya obl.
    What is the two-letter country code for this unit?
      [Unknown]:  RU
    Is CN=Valery Qwertovsky, OU=Qwertovsky, O=Qwertovsky, L=Tver, ST=Tverskaya	obl., C=RU correct?
      [no]:  y

    Enter key password for <qwertokey>
            (RETURN if same as keystore password):
    Re-enter new password:
</code>

Генерируем Certificate Signing Request (CSR)

  keytool -certreq -file path/to/qwertokey.crt -alias qwertokey -keystore path/to/qwerto.keystore

Содержимое полученного файла отправляем в центр сертификации. От центра сертификации получаем сертификат. Сохраняем его в файле (например, qwertokey.cer) и импортируем в хранилище

<code>
    keytool -import -trustcacerts -keystore path/to/qwert.keystore -alias qwertokey -file path/to/qwertokey.cer
</code>

Подписываем jar-архив

  jarsigner -keystore path/to/qwerto.keystore calculator.jar qwertokey

Файл qwertokey.cer отправляем всем, кто хочет проверить архив. Проверяется он так

  jarsigner -verify -verbose -certs -keystore path/to/qwerto.keystore calculator.jar

==== Использование библиотеки ====

Есть программа HelloWorld, которая использует библиотечный класс Calculator. Чтобы скомпилировать и запустить программу, нужно присоединить библиотеку.

Компилируем

<code>
    cd HelloWorld
    javac -sourcepath src -d bin -classpath path/to/calculator.jar src/com/qwertovsky/helloworld/HelloWorld.java
</code>

Запускаем

  java -classpath bin:path/to/calculator.jar com.qwertovsky.helloworld.HelloWorld


==== Собираем программу ====

Это можно сделать по-разному.

Первый способ

<code>
    cd HelloWorld
    echo main-class: com.qwertovsky.helloworld.HelloWorld>manifest.mf
    echo class-path: lib/calculator.jar >>manifest.mf
    mkdir lib
    cp path/to/calculator.jar lib/calculator.jar
    jar -cmf manifest.mf helloworld.jar  -C bin .
</code>

Здесь есть тонкости.
В строке

  main-class: com.qwertovsky.helloworld.HelloWorld

не должно быть пробелов в конце.

Вторая тонкость описана в [3]: в этой же строке должен стоять перенос на следующую строку. Это если манифест помещается в архив сторонним архиватором.

Программа jar не включит в манифест последнюю строку из манифеста, если в конце не стоит перенос строки.

Ещё момент: в манифесте не должно быть пустых строк между строками. Будет выдана ошибка «java.io.IOException: invalid manifest format».

При использовании команды echo надо следить только за пробелом в конце строки с main-class.

Второй способ

<code bash>
    cd HelloWorld
    echo class-path: lib/calculator.jar >manifest.mf
    mkdir lib
    cp path/to/calculator.jar lib/calculator.jar
    jar -cmef manifest.mf com.qwertovsky.helloworld.HelloWorld  helloworld.jar  -C bin .
</code>

В данном способе избегаем ошибки с пробелом в main-class.

Третий способ

<code bash>
    cd HelloWorld
    mkdir lib
    cd lib
    jar -xvf path/to/calculator.jar com/
      created: com/
      created: com/qwertovsky/
      created: com/qwertovsky/calculator/
     inflated: com/qwertovsky/calculator/Calculator.class
      created: com/qwertovsky/calculator/operation/
     inflated: com/qwertovsky/calculator/operation/Adder.class

    cd ..
    cp  -r bin/* lib/
    jar -cef com.qwertovsky.helloworld.HelloWorld  helloworld.jar  -C lib .
    rm -r lib
</code>

Включили код нужной библиотеки в исполняемый файл.

==== Запуск исполняемого jar-файла ====

Файл calculator.jar исполняемым не является. А вот helloworld.jar можно запустить.
Если архив был создан первыми двумя способами, то рядом с ним в одном каталоге должна находится папка lib с файлом calculator.jar. Такие ограничения из-за того, что в манифесте в class-path указан путь относительно исполняемого файла.

<code bash>
    cd Calculator
    ls ../HelloWorld/lib
    calculator.jar
    java -jar ../HelloWorld/helloworld.jar
</code>

При использовании третьего способа нужные библиотеки включаются в исполняемый файл. Держать рядом нужные библиотеки не требуется. Запускается аналогично.

  java -jar ../HelloWorld/helloworld.jar


==== Как быть с приложениями JavaEE ====

Аналогично. Только библиотеки для компиляции нужно брать у сервера приложений, который используется. Если я использую JBoss, то для компиляции сервлета мне нужно будет выполнить примерно следующее

<code>
     javac -classpath path/to/jboss/common/lib/jboss-servlet*.jar  -d ./classes src/com/qwertovsky/app/servlets/MenuSt.java
</code>

Структура архива JavaEE-приложения должна соответствовать определенному формату. Например

<code>
    my.ear
    `---META-INF
    |   `---manifest.mf
    `---lib
    |   `---mylib.jar
    `---my.war
    |   `---META-INF
    |   |   `---manifest.mf
    |   `---WEB-INF
    |   |   `---lib
    |   |   |   `---myweblib.jar
    |   |   `---classes
    |   |   |   `---com
    |   |   |       `---...
    |   |   `---web.xml
    |   `---index.html
    |   `---<остальное веб-содержимое (страницы, изображения)>
    `---myejb.jar
</code>

Способы запуска приложения на самом сервере с помощью командной строки для каждого сервера различны.

Надеюсь, данная статья станет для кого-нибудь шпаргалкой для работы с Java в командной строке. Данные навыки помогут понять содержание и смысл Ant-скриптов и ответить на собеседовании на более каверзные вопросы, чем «Какая IDE Вам больше нравится?».

Оригинал находится тут: http://habrahabr.ru/post/125210/