♓️ 🛤️ 🔼 在Java 11中运行单文件程序而无需编译 🍂 💭 📳

让源文件HelloUniverse.java包含一个类定义和一个静态main方法，该方法将单行文本输出到终端：

 public class HelloUniverse{ public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello InfoQ Universe"); } }

通常，要运行此类，必须首先使用Java编译器（javac）对其进行编译，该Java编译器将创建HelloUniverse.class文件：

 mohamed_taman$ javac HelloUniverse.java

然后，您需要使用Java虚拟机命令（解释器）运行结果文件：

 mohamed_taman$ java HelloUniverse Hello InfoQ Universe

然后virtualka将首先启动，这将加载该类并执行代码。

如果您需要快速检查一段代码？还是您不熟悉Java（ 在本例中是关键点 ）并想尝试该语言？所描述的两个步骤会使事情复杂化。

在Java SE 11中，您可以直接运行单个源文件，而无需中间编译。

对于想使用简单程序的初学者来说，此功能特别有用。与jshell结合使用，您将获得大量用于培训初学者的工具。

专业人士可以使用这些工具来学习该语言的创新或测试不熟悉的API。我们认为，最好将许多任务自动化，例如以脚本形式编写Java程序并随后从OS Shell执行。结果，我们可以灵活地使用shell脚本并使用Java的所有功能。让我们在文章的第二部分中对此进行更详细的讨论。

Java 11的这一强大功能使您无需编译即可直接执行单个源文件。让我们讨论一下。

你需要什么

要运行本文中提供的代码，您需要Java版本不少于11。在撰写本文时，当前版本是Java SE Development Kit 12.0.1-最终版本在这里，只需接受许可条款，然后单击您操作系统的链接即可。如果您想试验最新功能，可以下载 JDK 13早期访问。

请注意，现在还提供了各种OpenJDK供应商的发行版，包括AdoptOpenJDK 。

在本文中，我们将使用纯文本编辑器而不是Java IDE来避免IDE的所有魔力，并直接在终端中使用Java命令行。

使用Java运行.java

JDK 11中出现了JEP 330函数（使用源代码运行单文件程序），它使您可以直接使用Java源代码执行源文件，而无需使用解释器。源代码在内存中编译，然后由解释器执行，而无需在磁盘上创建.class文件。

但是，此功能仅限于存储在单个文件中的代码。您不能一次执行多个源文件。

要解决此限制，必须在单个文件中定义所有类。对它们的数量没有限制。另外，当它们在同一文件中时，它们是公共的还是私有的都没有关系。

文件中定义的第一个类将被视为主要类，并且必须将main方法放入其中。也就是说，顺序很重要。

第一个例子

让我们从最简单的经典示例开始-Hello Universe！

我们将通过各种示例来演示所描述的功能，以便您了解如何在日常编程中使用它。

使用本文开头的代码创建一个HelloUniverse.java文件，编译并运行生成的类文件。然后将其删除，现在您将了解原因：

 mohamed_taman$ rm HelloUniverse.class

如果现在使用Java解释器，则无需编译即可运行类文件：

 mohamed_taman$ java HelloUniverse.java Hello InfoQ Universe

您将看到相同的结果：文件将被执行。

这意味着现在您可以只执行java HelloUniverse.java 。我们传输源代码本身，而不是类文件：内部的系统对其进行编译，启动并在控制台中显示一条消息。

也就是说，编译仍在后台进行。如果发生她的错误，我们将收到通知。您可以检查目录结构，并确保未生成类文件，而是在内存中执行编译。

现在，让我们弄清楚它们是如何工作的。

Java解释器如何执行HelloUniverse程序

在JDK 10中，Java启动器可以在三种模式下运行：

执行类文件。
从JAR文件执行主类。
执行模块的主类。

在Java 11中，出现了第四个模式：

执行在源文件中声明的类。

在这种模式下，源文件被编译在内存中，然后执行该文件中的第一类。

系统根据两个条件确定您打算输入源文件：

命令行的第一项既不是选项也不是选项的一部分。
该行可能包含--source <vrsion>选项。

在第一种情况下，Java将首先找出命令的第一个元素是选项还是选项的一部分。如果这是一个以.java结尾的文件名，则系统会将其视为需要编译和运行的源代码。您还可以在源文件名称之前向Java命令添加选项。 例如，如果要在源文件使用外部依赖项时设置类路径。

在第二种情况下，将选择使用源文件的模式，并且命令行上的第一个元素（不是选项）被视为需要编译和运行的源文件。

如果文件不具有.java扩展名，则需要使用--source选项强制其进入使用源文件的模式。

这在源文件是需要执行的“脚本”并且文件名不符合使用Java代码命名源文件的常规约定的情况下非常重要。

使用--source选项，可以确定源语言的版本。我们将在下面讨论。

我可以在命令行中传递参数吗？

让我们扩展Hello Universe程序，以便它向访问InfoQ Universe的任何用户显示个人问候：

 public class HelloUniverse2{ public static void main(String[] args){ if ( args == null || args.length< 1 ){ System.err.println("Name required"); System.exit(1); } var name = args[0]; System.out.printf("Hello, %s to InfoQ Universe!! %n", name); } }

将代码保存在文件Greater.java中。请注意，文件名与公共类的名称不匹配。这违反了Java规范的规则。

运行代码：

 mohamed_taman$ java Greater.java "Mo. Taman" Hello, Mo. Taman to InfoQ universe!!

如您所见，类和文件名不匹配根本不重要。细心的读者可能还会注意到，我们在处理文件名后将参数传递给了代码。这意味着文件名后的命令行上的任何参数都将传递给标准main方法。

使用--source选项确定源代码级别

使用--source选项有两种方案：

确定源代码的级别。
强制Java运行时进入源模式。

在第一种情况下，如果您未指定源代码级别，则将使用JDK的当前版本。在第二种情况下，扩展名为.java以外的文件可以进行动态编译和执行。

让我们首先看第二种情况。仅将Greater.java重命名为Greater而不进行扩展，然后尝试执行：

 mohamed_taman$ java greater "Mo. Taman" Error: Could not find or load main class greater Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: greater

在没有.java扩展名的情况下，命令解释器通过作为参数传递的名称搜索编译的类-这是Java启动器的第一种操作模式。为防止这种情况发生，请使用--source选项强制切换到源文件模式：

 mohamed_taman$ java --source 11 greater "Mo. Taman" Hello, Mo. Taman to InfoQ universe!!

现在让我们继续第一种情况。 Greater.java类与JDK 10兼容，因为它包含var关键字，但与JDK 9不兼容。将source更改为10 ：

 mohamed_taman$ java --source 10 Greater.java "Mo. Taman" Hello Mo. Taman to InfoQ universe!!

再次运行前面的命令，但是这次传递--source 9而不是10 ：

 mohamed_taman$ java --source 9 Greater.java "Mo. Taman" Greater.java:8: warning: as of release 10, 'var' is a restricted local variable type and cannot be used for type declarations or as the element type of an array var name = args[0]; ^ Greater.java:8: error: cannot find symbol var name = args[0]; ^ symbol: class var location: class HelloWorld 1 error 1 warning error: compilation failed

注意：编译器警告var在JDK 10中已成为受限类型名称。但是由于我们拥有10级语言，因此编译仍在继续。但是，由于源文件没有名为var的类型，所以发生崩溃。

一切都很简单。现在考虑使用几个类。

这种方法是否适用于多个类？

是的，确实如此。

考虑一个具有两个类的示例。该代码检查以查看给定的字符串值是否是回文。

这是保存在PalindromeChecker.java文件中的代码：

 import static java.lang.System.*; public class PalindromeChecker { public static void main(String[] args) { if ( args == null || args.length< 1 ){ err.println("String is required!!"); exit(1); } out.printf("The string {%s} is a Palindrome!! %b %n", args[0], StringUtils .isPalindrome(args[0])); } } public class StringUtils { public static Boolean isPalindrome(String word) { return (new StringBuilder(word)) .reverse() .toString() .equalsIgnoreCase(word); } }

运行文件：

 mohamed_taman:code$ java PalindromeChecker.java RediVidEr The string {RediVidEr} is a Palindrome!! True

再次运行它，用“ RaceCar”代替“ MadAm”：

 mohamed_taman:code$ java PalindromeChecker.java RaceCar The string {RaceCar} is a Palindrome!! True

现在用“穆罕默德”代替“ RaceCar”：

 mohamed_taman:code$ java PalindromeChecker.java Taman The string {Taman} is a Palindrome!! false

如您所见，您可以在一个源文件中添加任意多的公共类。确保首先定义了main方法。解释器将在编译了内存中的代码之后将第一类用作启动程序的起点。

我可以使用模块吗？

是的，没有限制。内存编译代码通过--add-modules=ALL-DEFAULT选项作为未命名模块的一部分运行，该选项可访问JDK随附的所有模块。

也就是说，代码可以使用不同的模块，而无需使用module-info.java显式定义依赖项。

让我们看一下使用JDK 11中引入的新HTTP Client API进行HTTP调用的代码。请注意，这些API是作为实验功能在Java SE 9中引入的，但是现在它们具有java.net.http模块的完整功能状态。。

在此示例中，我们将使用GET方法调用一个简单的REST API以获取用户列表。我们转向公共服务reqres.in/api/users?page=2 。我们将代码保存在名为UsersHttpClient.java的文件中：

 import static java.lang.System.*; import java.net.http.*; import java.net.http.HttpResponse.BodyHandlers; import java.net.*; import java.io.IOException; public class UsersHttpClient{ public static void main(String[] args) throws Exception{ var client = HttpClient.newBuilder().build(); var request = HttpRequest.newBuilder() .GET() .uri(URI.create("https://reqres.in/api/users?page=2")) .build(); var response = client.send(request, BodyHandlers.ofString()); out.printf("Response code is: %d %n",response.statusCode()); out.printf("The response body is:%n %s %n", response.body()); } }

运行程序并获得结果：

 mohamed_taman:code$ java UsersHttpClient.java Response code is: 200 The response body is: {"page":2,"per_page":3,"total":12,"total_pages":4,"data":[{"id":4,"first_name":"Eve","last_name":"Holt","avatar":"https://s3.amazonaws.com/uifaces/faces/twitter/marcoramires/128.jpg"},{"id":5,"first_name":"Charles","last_name":"Morris","avatar":"https://s3.amazonaws.com/uifaces/faces/twitter/stephenmoon/128.jpg"},{"id":6,"first_name":"Tracey","last_name":"Ramos","avatar":"https://s3.amazonaws.com/uifaces/faces/twitter/bigmancho/128.jpg"}]}

现在，您可以快速测试不同模块提供的新功能，而无需创建自己的模块。

为什么脚本在Java中很重要？

首先，让我们回顾一下什么是脚本：

脚本是为特定的运行时环境编写的程序，该程序可以自动执行一个人可以依次执行的任务或命令。

从此一般定义中，我们可以得出脚本语言的简单定义-它是一种使用高级构造一次解释和执行一个（或多个）命令的编程语言。

脚本语言使用一系列写在文件中的命令。通常，这些语言会被解释（而不是编译）并遵循过程编程风格（尽管某些脚本语言也具有面向对象语言的属性）。

通常，与诸如Java，C和C ++的结构化编译语言相比，脚本语言更易于学习和键入。服务器端脚本语言包括Perl，PHP和Python，以及客户端 JavaScript。

长期以来，Java被认为是一种结构良好的高类型编译语言，可以由虚拟机解释为可在任何计算体系结构上运行。但是，与其他脚本语言相比，Java并不是那么容易学习和原型化。

尽管如此，Java已经有24年历史了，它被全世界大约1000万开发人员使用。最新版本添加了许多新功能，以使年轻程序员更轻松地学习该语言，以及无需编译和IDE即可使用该语言和API的功能。例如，Java SE 9引入了JShell工具（REPL），该工具支持交互式编程。

随着JDK 11的发布，该语言已经能够支持脚本，因为现在您可以通过简单地调用java命令来执行代码！

在Java 11中使用脚本的主要方法有两种：

直接调用java命令。
在命令行中使用* nix脚本，类似于Bash脚本。

我们已经考虑了第一种选择，现在我们将处理第二种选择。它为我们打开了许多可能性。

Shebang文件：将Java作为shell脚本运行

因此，在Java SE 11中，出现了对脚本的支持，包括来自* nix世界的传统shebang文件。为了支持它们，不需要语言规范。

在shebang文件中，前两个字节必须为0x23和0x21。这是ASCII字符编码＃！..基于此平台上的默认编码系统读取文件中的所有后续字节。

因此，为了使用OS内置的shebang机制执行文件，只有一个要求：第一行以＃！开头。这意味着当显式使用Java启动器时，我们不需要任何特殊的第一行就像HelloUniverse.java一样，从源文件运行代码。

在运行macOS Mojave 10.14.5的终端上运行以下示例。但是首先，我们将定义创建shebang文件时要遵循的重要规则：

不要将Java代码与OS Shell脚本的脚本语言代码混合使用。
如果需要添加虚拟机选项，则必须在shebang文件中的可执行文件名之后指定--source一个选项。虚拟机选项包括： --class-path --patch-module --upgrade-module-path ， --upgrade-module-path ， --upgrade-module-path --add-exports ，-- --add-modules ， --limit-modules --patch-module --limit-modules ，-- --patch-module ， --upgrade-module-path --patch-module --upgrade-module-path ，及其任何变体。此列表中还包括新选项--enable-preview ，如JEP 12中所述。
您必须指定源文件中使用的Java版本。
文件的第一行应以shebang字符（＃！）开头。例如：
#!/path/to/java --source <vrsion>
对于Java源文件，请勿使用shebang机制来执行符合标准命名约定的文件（以.java结尾）
您必须使用以下命令将文件标记为可执行文件：
chmod +x <Filname>.<Extnsion> 。

让我们创建一个shebang文件（脚本程序），该文件将列出目录的内容，其名称将作为参数传递。如果未传递任何参数，则默认为当前目录。

 #!/usr/bin/java --source 11 import java.nio.file.*; import static java.lang.System.*; public class DirectoryLister { public static void main(String[] args) throws Exception { vardirName = "."; if ( args == null || args.length< 1 ){ err.println("Will list the current directory"); } else { dirName = args[0]; } Files .walk(Paths.get(dirName)) .forEach(out::println); } }

将代码保存到不带扩展名的dirlist文件中，然后将其标记为可执行文件： mohamed_taman:code$ chmod +x dirlist 。

运行文件：

 mohamed_taman:code$ ./dirlist Will list the current directory . ./PalindromeChecker.java ./greater ./UsersHttpClient.java ./HelloWorld.java ./Greater.java ./dirlist

使用传递父目录的命令再次运行它，然后检查结果。

 mohamed_taman:code$ ./dirlist ../

注意：在评估源代码时，解释器将忽略shebang行（第一行）。因此，可以使用启动器显式调用shebang文件，例如，带有其他选项：

 $ java -Dtrace=true --source 11 dirlist

还应该注意：如果脚本文件在当前目录中，则可以像这样执行它：

 $ ./dirlist

如果脚本位于用户PATH中指定了路径的目录中，则可以像这样执行它：

 $ dirlist

最后，我将为您提供一些使用脚本时要记住的提示。

小费

您将传递给javac的某些选项可能不会传递（或无法识别）给java ，例如-processor或-Werror选项。

如果类路径中有.class和.java文件，则启动器将强制您使用该类文件。

 mohamed_taman:code$ javac HelloUniverse.java mohamed_taman:code$ java HelloUniverse.java error: class found on application class path: HelloUniverse

注意类名和包名之间可能发生冲突。看一下这个目录结构：
```
 mohamed_taman:code$ tree . ├── Greater.java ├── HelloUniverse │ ├── java.class │ └── java.java ├── HelloUniverse.java ├── PalindromeChecker.java ├── UsersHttpClient.java ├── dirlist └── greater 
```
注意HelloUniverse包中的两个java.java和同一目录中的HelloUniverse.java文件。如果您尝试运行：
```
 mohamed_taman:code$ java HelloUniverse.java 
```
那么哪个文件将首先执行，第二个将执行？启动器不再引用HelloUniverse包中的类文件。相反，它将加载并执行原始的HelloUniverse.java文件，即该文件将在当前目录中启动。

Shebang文件为使用Java工具创建脚本以自动化各种任务提供了许多可能性。

总结

从Java SE 11开始，这是编程历史上的第一次，您可以直接使用Java代码执行脚本，而无需编译。这使您可以编写Java脚本并从* nix命令行执行它们。

试用此功能，并与他人分享您的知识。

在Java 11中运行单文件程序而无需编译