Java 代码组织机制

包

使用任何语言进行编程都有一个相同的问题，就是命名冲突。

包类似于计算机中的文件夹，正如文件放在文件夹中，类和接口放在包中，为便于组织，文件夹一般是一个层次结构，包也类似。

包有包名，以（.）分隔表示层次结构。比如，String 类就位于 java.lang 包下，其中 java 是上层包名，lang 是下层包名。

带完整包名的类名称为其完全限定名，String 类的完全限定名为 java.lang.String。

Java API 中所有的类和接口都位于包 java 或 javax 下，java 是标准包，javax 是扩展包。

package 声明类所在的包

默认情况下，类位于默认包下，使用默认包是不建议的。

定义类时，使用关键字 package 声明类所在的包，为避免命名冲突，一般按照域名的反序来定义包名。

// // 包声明语句应该位于源代码的最前面，前面不能有注释外的其他语句。
package com.cai.base;public class Hello {// 类的定义
}

Hello 类的包名为 com.cai.base;，包声明语句应该位于源代码的最前面，前面不能有注释外的其他语句。

包名和文件目录结构必须匹配，如果源文件的根目录为 E:\src\，则 Hello 类对应的文件 Hello.java，其全路径是 E:\src\com\cai\base\Hello.java，如果不匹配，Java 会提示编译错误。

除了避免命名冲突，包也是一种方便组织代码的机制。一般而言，同一个项目下的所有代码都有一个相同的包前缀，这个前缀是唯一的，不会与其他代码重名，在项目内部，根据不同目的再细分为子包，子包可能又会分为下一级子包，形成层次结构，内部实现一般位于比较底层的包。

import 通过包使用类

同一个包下的类之间互相引用是不需要包名的，可以直接使用。但如果类不在同一个包内，则必须要知道其所在的包。

有两种方式：一种是通过类的完全限定名；另外一种是使用 import 将用到的类引入当前类，import 需要放在 package 定义之后，类定义之前。

特别地，java.lang 包下的类可以直接使用，不需要引入，也不需要使用完全限定名。

package com.base.oop;
import java.util.Arrays; // 引入后，可以在当前类中使用public class Human {// 类定义
}

import 操作时，可以一次将某个包下的所有类引入，语法是使用 .*，比如，将 java.util 包下的所有类引入，语法是：import java.util.*。

注意：引入不能递归，import java.util.* 只会引入 java.util 包下的直接类，而不会引入 java.util 下嵌套包内的类，比如不会引入包 java.util.zip 下面的类。

在一个类内，对其他类的引用必须是唯一确定的，不能有重名的类，如果有，通过 import 只能引入其中的一个类，其他同名的类则必须要使用完全限定名。

注意：同一个包指的是同一个直接包，子包和父包是不同的包。

jar 包

为方便使用第三方代码，也为了方便我们写的代码给其他人使用，各种程序语言大多有打包的概念，打包的一般不是源代码，而是编译后的代码。打包将多个编译后的文件打包为一个文件，方便其他程序调用。

在 Java 中，编译后的一个或多个包的 Java class 文件可以打包为一个文件，Java 中打包命令为 jar，打包后的文件扩展名为 .jar，一般称之为 jar 包，实质就是一个压缩文件，可以使用解压缩工具打开。

到编译后的 Java class 文件根目录下执行如下指令：

jar -cvf <jar包名>.jar <最上层包名（目录名）>

比如：对 E:\src\com\base\oop\Human.java 编译后的 Human.class 打包，在根目录 E:\src 下执行

jar -cvf HumanDemo.jar com

如何使用 jar 包呢？将其加入类路径（classpath）中即可。

Java 编译和链接

从Java 源代码到运行的程序，有编译和链接两个步骤。

编译是将源代码文件变成 .class 字节码文件，一般是由 javac 命令完成。

链接是在运行时动态执行的，所谓链接就是根据引用到的类加载相应的字节码并执行。

Java 编译和运行时，都需要以参数指定一个 classpath，即类路径。类路径可以有多个，对于直接的 class 文件，路径是 class 文件的根目录；对于 jar 包，路径是 jar 包的完整名称（jar 包全路径）。在 Windows 系统中，多个路径用分号“; ”分隔；在其他系统中，以冒号“:”分隔。

在 Java 源代码编译时，Java 编译器会确定引用的每个类的完全限定名，确定的方式是根据 import 语句和 classpath。

如果导入的是完全限定类名，则可以直接比较并确定；如果是模糊导入（import 带 .*），则根据 classpath 找对应父包，再在父包下寻找是否有对应的类，如果多个模糊导入的包下都有同样的类名，则 Java 会提示编译错误，此时应该明确指定导入哪个类。

Java 运行时，会根据类的完全限定名寻找并加载类，寻找的方式就是在类路径中寻找，如果是 class 文件的根目录，则直接查看是否有对应的子目录及文件，如果是 jar 文件，则首先在内存中解压文件，然后再查看是否有对应的类。

总结来说，import 是编译时概念，用于确定完全限定名，在运行时，只根据完全限定名寻找并加载类，编译和运行时都依赖类路径，类路径中的 jar 文件会被解压缩用于寻找和加载类。

模块

在Java 9中，清晰地引入了模块的概念，JDK 和JRE 都按模块化进行了重构，传统的组织机制依然是支持的，但新的应用可以使用模块。

一个应用可由多个模块组成，一个模块可由多个包组成。模块之间可以有一定的依赖关系，一个模块可以导出包给其他模块用，可以提供服务给其他模块用，也可以使用其他模块提供的包，调用其他模块提供的服务。

参考：《Java 编程的逻辑》 马俊昌