Java千问：开发Java程序为什么要配置环境变量？

我们在学习搭建Java开发环境的时候，老师总是让我们先安装JDK，紧接着又让我们去配置环境变量，之后才能动手编写Java程序。很多同学按照老师的步骤去做，成功的搭建好了Java开发环境，并且运行出了自己的第一个Java程序，感到非常有成就感。

那么，为什么在安装了JDK之后要配置环境变量呢？很多同学对这个问题其实并不清楚，只是知道如果不配置环境变量，就没法进行Java开发。今天，咱们就来聊聊为什么要配置环境变量。其实，配置环境变量的目的很简单：为了在命令行窗口下编译和运行Java程序。大家请注意：这句话说明了配置环境变量的作用，但是还附加了一个前提，那就是“在命令行窗口下”。这到底是怎么回事呢？我们慢慢道来。

一、配置环境变量与编译Java程序的关系
我们知道，程序员所写的Java程序，都是保存在一个后缀名为.java的文件当中的，这个文件称之为源文件。源文件并不能被执行，它需要首先被编译成二进制字节码文件，也就是后缀名为.class的文件。那么怎样把源文件编译成二进制字节码文件呢？这时候就需要用到JDK当中提供的编译程序来完成这个任务。编译程序是一个后缀为.exe的可执行文件，名字叫做javac，它存在于JDK安装路径下的bin文件夹中。但是，我们的源文件文件有可能会被保存到磁盘上任何一个文件夹中。当我们在源文件所在的文件夹中去调用javac编译程序，系统会发现根本就找不到这个它，因为字节码文件与编译程序根本不在同一个文件夹，除非是一种很特殊的情况，那就是把源文件放到javac编译程序所在的文件夹中去编译。否则都会出现下图这样的错误

为了能够在任何文件夹下都调用到javac编译程序，就必须让系统在任何地方都能找到javac编译程序，该怎么办呢？解决办法很简单：配置环境变量！我们要在Path这个环境变量当中把javac编译程序所在的位置添加进去！我们都知道javac编译程序位于JDK安装路径下的bin文件夹中，所以我们都就要把bin这个路径添加到环境变量当中。这样，无论源文件在哪里，操作系统都随时能找到javac编译程序并对其进行编译。当然了，经过这样的配置之后，bin文件夹下其他的可执行文件也能够在任何目录下被调用，其中就包括执行Java程序的java.exe。

二、配置环境变量与执行Java程序的关系
当我们已经能够把Java源程序编译成.class文件之后，下一步要做的就是执行Java程序。执行Java程序其实是个很复杂的过程，需要把.class文件读入到虚拟机的内存当中，然后转换成机器语言并解释执行。在这里我们不去细说这个复杂的过程，我们重点来说配置环境变量和执行Java程序有什么关系。
要想执行Java程序，必不可少的一步就是先找到.class文件，所以必须让虚拟机知道.class文件的位置。虚拟机是怎样知道.class文件的位置呢？它要根据CLASSPATH环境变量去找。我们在CLASSPATH环境变量当中首先会添加”.”(一个英文的点号)，这个”.”就表示当前路径。配置了”.”之后，虚拟机在寻找.class文件的时候会在当前路径下进行搜索。
在CLASSPATH环境变量当中配置了”.”之后，我们通常还会把JDK安装路径下的lib文件夹下的dt.jar和tools.jar这两个文件的位置也加入到CLASSPATH环境变量中，这又是为什么呢？就是因为这两个jar文件是JDK是提供给我们的两个基础类库。dt.jar是关于运行环境的类库，而tools.jar是工具类库。关于这两个类库当中究竟包含了哪些运行Java程序必须的类，在这里我们就不细说了，大家只要记住：没有这两个类库支持，很多Java程序压根就无法运行，所以我们在配置环境变量的时候，要把它们的路径也加入到CLASSPATH当中，以确保程序能够正确的调用到基础类库中的类。
注意！历史在JDK1.5发布的那一天发生了转变！从JDK1.5开始，Java运行时环境(JRE)有了自动搜索当前文件夹下.class文件，并自动加载dt.jar和tools.jar类库文件的功能，所以，从JDK1.5开始，可以不用配置CLASSPATH环境变量了！

三、那个JAVA_HOME是怎么回事
我们在配置环境变量的时候，往往还会配置一个叫做JAVA_HOME的环境变量。这又是怎么回事呢？首先说明JAVA_HOME环境变量当中配置的是JDK的安装路径，并且我们会在配置Path和CLASSPATH的时候，用%JAVA_HOME%去代替这两个环境变量中的JDK安装路径。这么做有两个好处：
首先，当我们重新安装了JDK或者是JDK升级之后，JDK的安装路径都会发生变化。在这种情况下，如果我们配置了JAVA_HOME环境变量，我们就可以只修改JAVA_HOME当中JDK的安装路径，而Path和CLASSPATH中涉及到的JDK的安装路径因为用%JAVA_HOME%代替了，所以不需要做任何修改，这样就减少了工作量和出错的概率。
其次，某些集成开发环境(IDE)和Java Web服务器会以JAVA_HOME环境变量的值去寻找JDK的安装路径。所以，如果我们希望在实际开过程中减少遇到莫名其妙问题的概率，应该添加一个JAVA_HOME环境变量，并且在Path和CLASSPATH中用%JAVA_HOME%去代替JDK安装的路径。

四、为什么说环境变量是为了 “在命令行窗口下”编译和运行Java程序而配置
我们在文章一开始说：配置环境变量是为了在命令行窗口下编译和运行Java程序，这句话中特意强调了“在命令行窗口下”这个前提，这又是为什么呢？其实，时至今日，很多IDE不需要配置环境变量，也能正确编译和运行Java程序。我们只需要在IDE当中相关的配置菜单下，正确的指定出JDK的安装路径就可以了。除非这个IDE本身也是用Java编写的。因此，如果学习Java语言的时候，直接就使用像IntelliJ IDEA这样的IDE，不去配置环境变量也能正确编译和运行Java程序。但是，如果回到最原始的“命令行窗口”模式下，为了能够在任何目录下都能调用到javac和java这两个exe文件，我们必须要配置环境变量。所以在解释配置环境变量作用的时候，我们特意强调了“在命令行窗口下”这个前提。

如想系统学习Java编程，点击穆哥学堂即可，有问题也可以加入我的QQ群291839907一起讨论！