Создание, компиляция и выполнения Java программ

Ключевой момент: вы сохраняете исходный код Java программы в файл с расширением .java и компилируете его в файл с расширением .class. Файл .class выполняется виртуальной машиной Java.

Перед тем как программа может быть выполнена, её необходимо создать и скомпилировать. Если в вашей программе возникли ошибки компиляции, вам необходимо изменить программу, чтобы исправить их, а затем перекомпилировать её. Если в вашей программе возникли ошибки выполнения, или она не приводит к правильному результату, вам необходимо изменить программу, перекомпилировать её и запустить снова. Этот процесс и является созданием (разработкой) программы.

Для создания и редактирования исходного кода Java вы можете использовать любой текстовый редактор или IDE. Этот раздел демонстрирует, как создавать, компилировать и запускать программы Java из командной строки. В разделе «Компиляция и запуск Java программ в NetBeans» показано, как это делать в IDE на примере NetBeans.

Можно вообще обойтись без IDE, а писать исходный код в любом текстовом редакторе (например, в Notepad), а компилировать в командной строке.

Внимание: файл с исходным кодом должен иметь расширение .java и иметь в точности такое же имя, как и имя публичного (public) класса. Например, файл с исходным кодом:

public class Welcome {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Welcome to Java!");
    }
}

должен называться Welcome.java, поскольку имя public класса – Welcome.

Компилятор Java преобразовывает файл с исходным кодом Java в файл с байткодом Java. Следующая команда компилирует Welcome.java:

javac Welcome.java

Если нет синтаксических ошибок, компилятор генерирует файл байкода с расширением .class. Следовательно, приведённая выше команда генерирует файл с названием Welcome.class.

Чтобы иметь возможность компилировать и запускать программы, вы должны установить JDK. Как это сделать описано в инструкциях:

• Установка Java (JDK) в Windows
• Установка Java (JDK) в Linux

Язык Java – это высокоуровневый язык программирования, но байткод Java – это низкоуровневый язык. Байткод похож на машинные инструкции, но нейтрален к архитектуре (не зависит от архитектуры) и может запускаться на любой платформе, которая имеет виртуальную машину Java – Java Virtual Machine (JVM). В отличие от физической машины, виртуальная машина – это программа, которая интерпретирует байткод Java. Это одно из главных преимуществ Java: байткод Java может работать на различных аппаратных платформах и операционных системах. Исходный код Java компилируется в байткод Java, а байткод Java интерпретируется виртуальной машиной Java. Ваш код Java может использовать код библиотеки Java. JVM выполняет ваш код вместе с кодом из библиотеки.

Выполнить Java программу – это значит запустить байткод программы. Вы можете выполнить байткод на любой платформе с JVM, которая является интерпретатором. Она (виртуальная машина Java) переводит отдельные инструкции байткода в целевой машинный языковой код. Это делается последовательно – одна инструкция за раз, а не вся программ за один присест. Каждый шаг немедленно выполняется, сразу после перевода.

Следующая команда выполняет байткод для программы, которая приведена выше:

java Welcome

На скриншоте ниже показан процесс компиляции и запуска:

Внимание: не используйте расширение .class в команде, когда запускаете программу. Используйте ИмяКласса для запуска программы. Если вы в командной строке используете ИмяКласса.class, то система будет пытаться работать с файлом ИмяКласса.class.class.

Справка: когда выполняется Java программа, JVM начинает с загрузки байткода класса в память, используя программу под названием загрузчик классов (class loader). Если ваша программа использует другие классы, загрузчик классов динамически подгружает их перед тем, как они понадобятся. После загрузки класса, JVM использует программу под названием контролёр байткода (bytecode verifier) для проверки правильности байткода и проверки, что байткод не нарушает ограничений безопасности Java. Java обеспечивает строгую защиту, чтобы убедиться, что файлы классов Java не подделаны и не вредят вашему компьютеру.

Педагогическое примечание: ваш инструктор может требовать от вас использовать пакеты для организации программ. Например, все программы из этой части можно поместить в пакет chapter2. Подробности о пакетах и пространствах имён будут рассмотрены далее. Также посмотрите раздел «Почему NetBeans всегда использует package».

Типичные ошибки компиляции и запуска Java программ

Команда javac не найдена

Если при запуске javac, т.е. при попытке компиляции Java программы вы получаете ошибку:

"javac" не является внутренней или внешней
командой, исполняемой программой или пакетным файлом.

Это означает, что JDK не установлен. Либо установлен, но не настроены переменные окружения. Способы исправления очевидны:

• установить JDK
• настроить переменные окружения

Если JDK установлен, то можно обойтись без добавления переменной окружения. Для этого используйте абсолютный путь до исполнимого файла javac:

C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\bin\javac.exe программа_для_компиляции.java

Ошибка Class names are only accepted if annotation processing is explicitly requested

Если попытаться скомпилировать программу следующим образом:

"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\bin\javac.exe" Welcome2

то возникнет ошибка:

error: Class names, 'Welcome', are only accepted if annotation processing is explicitly requested
1 error

Причина ошибки в том – что вы забыли указать расширение файла .java.

Ошибка записи (error while writing)

Запуск компиляции:

C:\Users\Alex>"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\bin\javac.exe" C:\Welcome.java

Компиляция заканчивается ошибкой:

C:\Welcome.java:1: error: error while writing Welcome: C:\Welcome.class (╬Єърчрэю т фюёЄєях)
public class Welcome {
       ^
1 error

Причина ошибки в том, что у компилятора (javac) недостаточно прав на запись в тот каталог, куда он пытается сохранить новый файл .class. Чтобы ошибка исчезла: предоставьте компилятору дополнительные права (запустите от имени администратора), либо сохраняйте в папку, на которую у текущего пользователя имеются права записи.

Ошибка «class is public, should be declared in a file named»

Запуск компиляции

"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\bin\javac.exe" C:\Welcome.java

который заканчивается примерной такой ошибкой

C:\Welcome.java:1: error: class Welcomee is public, should be declared in a file named Welcomee.java
public class Welcomee {
       ^
1 error

означает, что вы неправильно назвали класс в исходном коде программы. Имя класса должно совпадать с именем файла. В данном случае файл называется Welcome.java, а класс внутри программы назван Welcomee

Error: Could not find or load main class

Если попытаться запустить программу следующим образом:

java Welcome.class

то возникнет ошибка

Error: Could not find or load main class Welcome.class

Причина её в том, что не нужно было добавлять к названию файла расширение .class. Виртуальная машина автоматически добавляет расширение и в приведённом примере она ищет файл Welcome.class.class

Ошибка Error: Could not find or load main class при запуске Java программы по абсолютному пути

Эта ошибка возможно при запуске Java программы по абсолютному пути:

java C:\Welcome

Будет выведено:

Error: Could not find or load main class C:\Welcome

Ошибка возникает как в Windows, так и в Linux:

java /home/mial/Welcome
Error: Could not find or load main class .home.mial.Welcome

Если в терминале вы находитесь в той же директории, что и файл, который вы запускаете, то не нужно указывать абсолютный путь. Например, нужно запускать так:

cd C:\
java Welcome

Если же вы находитесь в другой директории, то нужно использовать опцию -cp, после которой указать путь до каталога, где размещена запускаемая программа. А далее указать запускаемый файл без расширения .class:

java -cp C:\ Welcome

Как видно из скриншота, командная строка находится в папке C:\WINDOWS\system32. Файл, который нам нужно запустить, находится в папке C:\ (корень диска). Мы указываем после ключа -cp папку C:\, а затем пишем имя файла программы без расширения – Welcome.

Аналогично нужно поступать в Linux. Пример команды:

java -cp /home/mial/ Welcome

Ошибка Main method not found in class

Если при запуске вы столкнулись с ошибкой:

Error: Main method not found in class Welcome, please define the main method as:
   public static void main(String[] args)
or a JavaFX application class must extend javafx.application.Application

Это означает, что вы не указали метод main, либо написали слово неправильно (например, Main вместо main).

Особенности компиляции и запуска Java программ в Windows

Команда "javac" не является внутренней или внешней командой, исполняемой программой или пакетным файлом

Эта ошибка рассмотрена чуть выше. Для установки и настройки переменных окружения в Windows обратитесь к инструкции «Установка Java (JDK) в Windows».

Проблема с кодировкой в Java программах в командной строке Windows

Если вы написали программу, которая выводит кириллицу в консоль:

public class Welcome {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Привет из Java!");
    }
}

А в качестве результата получили крякозяблы:

Значит кодировка, в которой выводит строки ваша программа, отличается от кодировки командной строки Windows.

Имеется несколько способов исправить эту проблему. Кстати, если для запуска консольных программ Java вы используете NetBeans, то он выводит строки в правильной кодировке. В Linux эта проблема также отсутствует. Если вам нужно поменять кодировку на время, то вы можете выполнить следующие команды:

REM change CHCP to UTF-8
CHCP 65001
CLS

Для того, чтобы смена кодировки командной строки Windows не сбрасывалась после закрытия и открытия командной строки, можно внести изменения в реестр Windows. Для этого нажмите Win+x, выберите «Выполнить», в открывшееся окно введите regedit. В открывшейся программе (редактор реестра Windows) перейдите к [HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Microsoft\Command Processor\Autorun] и измените (или добавьте) значение на @chcp 65001>nul

Проверь себя:

1. Какое расширение имеют файлы с исходным кодом Java, и какое расширение у файлов с байткодом Java?
2. Что принимает на входе и что выдаёт на выходе Java компилятор?
3. Какой командой компилируется программа Java?
4. Какой командой запускается программа Java?
5. Что такое JVM?
6. Может ли Java быть запущена на любой машине. Что необходимо для запуска Java на компьютере?