java -jar启动原理详解(附实操验证和注意事项)

前言

java -jar 是 Java 中运行可执行 JAR 包（Executable JAR）的核心命令，其底层依托 JVM 类加载机制、JAR 包规范和程序入口约定实现，核心逻辑是「JVM 解析 JAR 包元数据→加载指定主类→执行入口方法」，以下从核心前提、完整启动流程、关键细节、与普通启动的区别四方面彻底讲清原理，附实操验证和注意事项。

一、核心前提：可执行 JAR 包的特殊要求

java -jar 能启动的前提是JAR 包必须是「可执行 JAR」，普通依赖 JAR 包（仅含 class 文件，无启动配置）无法通过该命令运行。可执行 JAR 包的核心标识是：在 META-INF/MANIFEST.MF 文件中声明主类入口，这是 JVM 识别「启动类」的唯一依据。

1. 可执行 JAR 包的MANIFEST.MF核心配置

该文件是 JAR 包的「元数据清单」，java -jar 启动时会优先读取其中的 Main-Class 属性，格式要求严格（冒号后必须有 1 个空格，结尾无多余空行），示例：

manifest

Manifest-Version: 1.0
Main-Class: com.example.DemoApplication  # 核心：指定程序入口主类（含全类名）
Class-Path: lib/commons-lang3-3.14.0.jar lib/fastjson2-2.0.32.jar  # 可选：依赖的外部JAR包路径

• Main-Class：必填，指定包含 public static void main(String[] args) 方法的主类（全类名，无 .class 后缀）；
• Class-Path：可选，声明当前 JAR 包依赖的外部 JAR 包（相对路径，多个依赖用空格分隔，JVM 会按此加载依赖类）；
• 格式要求：属性名大小写固定，冒号 : 后必须跟1 个空格，否则 JVM 会解析失败。

2. 普通 JAR 与可执行 JAR 的核心区别

二、java -jar xxx.jar完整启动流程（JVM 视角）

当在命令行执行 java -jar 命令时，JVM 会按固定步骤完成从「解析 JAR 包」到「执行 main 方法」的全过程，无额外手动干预，全程自动化，步骤如下（按执行顺序）：

步骤 1：JVM 解析命令行参数，识别-jar标识

JVM 启动器（java.exe/java 可执行文件）首先解析命令行参数，当检测到 -jar 标识时，会触发 **「JAR 包启动模式」**，后续逻辑均围绕「加载并运行可执行 JAR 包」展开，同时忽略命令行中后续的其他类名参数（仅以 JAR 包为核心）。

步骤 2：加载并解析 JAR 包中的META-INF/MANIFEST.MF文件

JVM 会打开指定的 JAR 包（如 xxx.jar），按规范读取其中 META-INF 目录下的 MANIFEST.MF 元数据文件，核心做 2 件事：

1. 校验文件格式是否合法（如是否有 Manifest-Version 基础属性）；
2. 提取 **Main-Class 属性值 **（主类全类名），若未找到该属性，直接抛出异常：no main manifest attribute, in xxx.jar（最常见启动失败原因）。

步骤 3：基于 JAR 包创建专属的「JAR 类加载器（JarClassLoader）」

Java 类加载遵循「双亲委派模型」，但 java -jar 启动时，JVM 会创建专属的 JarClassLoader（继承自 URLClassLoader），该类加载器的核心作用是：

• 以整个 JAR 包为「类加载源」，负责从 JAR 包的压缩结构中加载所有 class 文件（包括主类、业务类、内部依赖类）；
• 若 MANIFEST.MF 中有 Class-Path 属性，JarClassLoader 会同时将该属性声明的外部 JAR 包加入类加载路径，按顺序加载外部依赖类。

核心特点：JarClassLoader 仅加载当前 JAR 包及 Class-Path 声明的依赖，与系统类加载器（AppClassLoader）隔离，保证启动环境的独立性。

步骤 4：通过 JarClassLoader 加载Main-Class指定的主类

JarClassLoader 会根据 Main-Class 的全类名，在 JAR 包中找到对应的 class 文件（如 com/example/DemoApplication.class，JAR 包中类的路径与包结构一致），并完成类的加载、链接、初始化（类加载的三个阶段）：

1. 加载：将 class 文件的二进制数据读入内存，生成 Class 对象；
2. 链接：验证（校验 class 文件合法性）→ 准备（为类变量分配内存）→ 解析（将符号引用转为直接引用）；
3. 初始化：执行类的静态代码块、初始化静态变量，完成类的初始化。

若主类加载失败（如类不存在、依赖缺失、class 文件损坏），会抛出 ClassNotFoundException 或 NoClassDefFoundError 异常，启动终止。

步骤 5：反射调用主类的public static void main(String[] args)方法

主类加载完成后，JVM 会通过Java 反射机制定位主类中的 main 方法，核心要求是该方法必须满足固定签名：

// 必须是 public + static + void，参数为 String[]，方法名严格为 main（大小写敏感）
public static void main(String[] args)

JVM 会将命令行中 JAR 包后的参数（如 java -jar xxx.jar arg1 arg2）封装为 String[] 数组，传递给 main 方法并执行该方法，此时程序正式启动，进入业务逻辑执行阶段。

步骤 6：程序运行与 JVM 生命周期绑定

main 方法是程序的「入口主线程」，JVM 的生命周期会与该主线程绑定：

• 若主线程执行完毕（无后台线程 / 守护线程），JVM 会正常退出；
• 若主线程启动了其他用户线程（如业务线程、定时任务），JVM 会等待所有用户线程执行完毕后再退出；
• 若存在守护线程（如垃圾回收线程），守护线程会随 JVM 退出而终止。

三、关键细节与常见问题解析

1. 最常见启动失败：no main manifest attribute, in xxx.jar

• 原因：JAR 包不是可执行 JAR，MANIFEST.MF 中缺失 Main-Class 属性，或属性格式错误（如冒号后无空格）；
• 解决：重新打包为可执行 JAR，确保 MANIFEST.MF 中正确声明 Main-Class（IDEA/Maven/Gradle 打包时可自动配置）。

2.Class-Path属性的使用注意事项

• 路径类型：仅支持相对路径（相对当前 JAR 包的运行目录），不支持绝对路径；
• 分隔符：多个依赖用空格分隔（不是逗号），示例：Class-Path: lib/a.jar lib/b.jar；
• 加载规则：JarClassLoader 会按 Class-Path 顺序加载外部依赖，若依赖缺失，会抛出 ClassNotFoundException。

3.java -jar与普通java 主类名启动的核心区别

很多人会混淆两种启动方式，核心差异在类加载器和类加载路径，具体对比：

关键：java -jar 启动时，系统环境变量 CLASSPATH 会被忽略，所有依赖必须通过 JAR 包内或 Class-Path 声明，保证程序运行不依赖外部环境配置。

4. 命令行参数传递：java -jar xxx.jar arg1 arg2

• 传递规则：JAR 包后的所有参数会被封装为 String[]，传递给主类的 main 方法；
• 示例：执行 java -jar demo.jar 8080 dev，则 main 方法的 args 数组为 {"8080", "dev"}；
• 注意：-jar 前的参数是 JVM 参数（如 -Xmx512m、-Dspring.profiles.active=dev），后为程序参数，示例：

# -Xmx512m：JVM参数（最大堆内存）；-Dxxx：系统属性；8080：程序参数
java -Xmx512m -Dspring.profiles.active=dev -jar demo.jar 8080

四、实操验证：手动查看可执行 JAR 包的MANIFEST.MF

可通过解压工具（如 WinRAR/7-Zip）直接打开 JAR 包，进入 META-INF 目录，用记事本打开 MANIFEST.MF 文件，验证是否有 Main-Class 属性，步骤：

1. 找到可执行 JAR 包（如 demo.jar），右键选择「解压到当前文件夹」；
2. 进入解压后的 META-INF 目录，打开 MANIFEST.MF；
3. 检查是否有 Main-Class: 全类名 配置，格式是否正确（冒号后有空格）。

五、扩展：Maven/Gradle 打包可执行 JAR 包的原理

日常开发中，我们不会手动编写 MANIFEST.MF，而是通过 Maven（maven-jar-plugin/spring-boot-maven-plugin）或 Gradle 插件自动打包，核心原理是：

• 插件在打包时，会根据配置的「主类全类名」，自动生成 MANIFEST.MF 文件并写入 Main-Class 属性；
• Spring Boot 可执行 JAR 包特殊：会生成嵌套 JAR 结构，同时声明 Spring-Boot-Main-Class 和 Main-Class（Main-Class 为 Spring Boot 启动器 org.springframework.boot.loader.JarLauncher，再由其加载实际业务主类）。

六、核心总结

1. java -jar 启动的前提是 JAR 包为「可执行 JAR」，核心标识是 META-INF/MANIFEST.MF 中声明 Main-Class；
2. 完整启动流程：解析 -jar 标识→读取 MANIFEST.MF→创建 JarClassLoader→加载主类→反射执行 main 方法；
3. JarClassLoader 是专属类加载器，仅加载 JAR 包内及 Class-Path 声明的依赖，忽略系统 CLASSPATH；
4. 最常见失败原因是缺失 Main-Class 或格式错误，解决方式是重新打包并正确配置主类；
5. -jar 前为 JVM 参数（如 -Xmx、-D），后为程序参数，会传递给 main 方法的 args 数组。

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