スッキリわかるJava入門　第6章　複数のクラスを用いた開発②

第6章　複数のクラスを用いた開発②

第6章　複数のクラスを用いた開発②

Java API

javaコマンドに特殊なオプションを指定してHelloWorldプログラムを実行。

java -verbose:class HelloWorld

348行の「Loaded ～.～.～」が表示される。（環境によるが）
HelloWorldプログラムが動作するためにJVMに読み込まれたクラスのFQCN。
1つのクラスが、ほかの347個のクラスと連携して動く、計348クラスからなるプログラム。
347このクラスは、Javaに初めから標準添付されているクラスであり、API（Application Programing Interface）と総称される。

API利用の例（並べ替え）

java.utilパッケージのArraysクラスにあるsortメソッドを呼び出している。
java.util.ArraysはJavaが標準で提供するAPIの一部である。
APIに含まれる3,500個を超えるクラスは、それぞれクラスファイル（Arrays.classなど）の形で、JDKをインストールした際にコンピュータにコピーされている。

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    int[] heights = {172, 149, 152, 191, 155};
    java.util.Arrays.sort(heights);
    for (int h : heights) {
      System.out.println(h);
    }
  }
}

APIで提供されるパッケージ

代表的なAPIパッケージ

java.lang　Javaに欠かせない、重要なクラス群
java.util　プログラミングを便利にするさまざまなクラス群
java.math　数学に関するクラス群
java.net 　ネットワーク通信などを行うためのクラス群
java.io　　ファイル読み書きなど、データを逐次処理するためのクラス群
java.langパッケージに属するクラスは頻繁に利用するものが多い。import文を記述せずとも、自動的にインポートされる。
代表的なクラス：System,Integer,Math,Object,String,Runtimeなど

APIリファレンス

①左上のフレーム：調べたいクラスが所属するパッケージ名をクリック
②左下のフレーム：調べたいクラス名をクリック
③右側のフレーム：表示されるクラスの説明を読む

docs.oracle.com
　

クラスが読み込まれるしくみ

JVMが必要なクラスファイルを読み込む処理をクラスローディング（class loading）と言う。
JVMは起動直後にすべてのクラスを読み込むようなことはしない。使わないクラスまでロードしていたらムダにメモリを消費し、動作も遅くなる。
一部の例外を除いて「必要になった時に、必要なクラスだけ」読み込む。
JVMの中でクラスファイルを読み込む仕事をしているのはクラスローダー（class loader）という部分。
JVMがクラスローダーに対して「Calc」クラスを利用するから読み込んで利用可能にしなさい」と指示を出す。クラスローダーはコンピュータのハードディスクの中にあるCalc.classを読み込む。JVMは使いたいクラス名を指定しているだけであって、クラスファイルがハードディスクのどこのフォルダにあるのかを一切指定していない。
クラスローダーはクラスパス（classpath）というヒント情報をを使うことで、極めて高速に目的のクラスファイルを探し出す。クラスパスとは「クラスローダーがクラスファイルを探す際に、見に行くべきフォルダの場所」のこと。

クラスパスの指定方法

方法１：起動時にjavaコマンドで指定する。

javaコマンドでJVMを起動する際に -cp オプションまたは -classpath オプションで指定する。
>java -cp c:\work Calc

方法２：検索場所をOSに登録しておく

OSの「環境変数」にクラスパスを登録する。

方法３：特に指定しない

上記１、２の指定が無い場合、デフォルトではjavaコマンドが実行されたフォルダがクラスパスとなる。

クラスパスで指定できる対象

対象１：フォルダの場所

クラスファイルが置かれているフォルダの場所（絶対パス）を指定する。
「c:\work」を指定すると、フォルダ内のクラスファイルが検索対象となる。

対象２：クラスファイルが入ったJARファイルやZIPファイル

クラスファイルが入っているJARファイルやZIPファイルの場所（絶対パス）を指定する。

対象３：複数のフォルダ、JAR/ZIPファイル、それらの組み合わせ

クラスパスとして、複数のフォルダ、JARファイルをデリミタ文字で区切って指定できる。
デリミタ文字はWindowsはセミコロン（;）、LinuxやMacはコロン（:）。

クラスパスに自動的に加わるrt.jar

javaコマンドでクラスファイルを実行する際、特に指定しなくてもrt.jar（またはclasses.jar）というファイルがクラスパスに追加される。
このファイルはJDKに含まれているもので、Javaをインストールしたフォルダの配下にあるlibフォルダの中に含まれている。
zipファイルの展開ツールで展開すると、たくさんのフォルダとクラスファイルがある。膨大な数のAPIクラス群の実体。

javaコマンドの正確な構文

>java 起動したいクラスの完全限定クラス名（FQCN）
>java calcapp.main.Calc

java と javac の引数

javaコマンド：「どのソースファイルをコンパイルするか」をファイル名で指定して実行するもの。
javacコマンド：「どのクラスのmainメソッドを起動するか」をクラス名（FQCN）で指定して実行するもの。

クラスローダーの動作原則

あるパッケージx.y.zに属するクラスCを探す場合、クラスローダーは「クラスパスで指定されたフォルダ\x\y\z\C.class」というファイルを読み込もうとする。
現在のクラスパスを基準場所にしてパッケージ階層に対応したフォルダ階層を作り、その中に必要なクラスファイルを配置しておく必要がある。
例）「c:\work」をクラスパスとする場合

　　Calc.class（package calcapp.main） ⇒c:\work\calcapp\main フォルダへ
　　CalcLogic.class（package calcapp.logics） ⇒c:\work\calcapp\logics フォルダへ