Die Java-Methode main

Jede Java-Anwendung beginnt in einer Methode mit einer ganz bestimmten Signatur: public static void main(String[] args). Die JVM sucht nach dieser Signatur, ruft sie einmal auf, und das Programm läuft, bis dieser Aufruf zurückkehrt (oder das Programm anderweitig beendet wird). Stimmt auch nur ein Teil der Signatur nicht, verweigert die JVM den Programmstart.

Diese Zeile schreiben Sie seit Hello World in jedem Beispiel. Dieses Kapitel zerlegt sie, damit Sie verstehen, was jedes Wort bewirkt und welchen Spielraum Sie haben.

Die Signatur, Wort für Wort

public static void main(String[] args) { ... }

• public — die JVM befindet sich „außerhalb" Ihrer Klasse. Um main von außen aufzurufen, muss sie public sein. Bei einer engeren Sichtbarkeit (private, package-private) kann die JVM sie nicht erreichen.
• static — die JVM erzeugt zuerst keine Instanz Ihrer Klasse; sie ruft main direkt auf der Klasse auf. Daher muss main zur Klasse gehören, was static bedeutet.
• void — main gibt nichts zurück. Der Exit-Code eines Java-Programms ist kein Rückgabewert; er wird mit System.exit(...) gesetzt oder ist standardmäßig 0 bei einem sauberen Beenden.
• main — der wörtliche Name, nach dem die JVM sucht. Schreiben Sie Main, mian oder irgendetwas anderes, schlägt der JVM-Start mit Error: Main method not found in class ... fehl.
• String[] args — ein einzelner Parameter, ein Array von Strings, der die Kommandozeilenargumente enthält. Der Parametername spielt keine Rolle (args, argv, cmdline), nur der Typ.

Das Parameter-Array kann auch als Varargs geschrieben werden — String... args — was für die JVM denselben Typ darstellt und sich identisch verhält:

public static void main(String... args) { ... }

Beide Formen funktionieren. Die meisten Code-Beispiele verwenden aus Konvention String[] args.

Kommandozeilenargumente

Wenn Sie ein Java-Programm vom Terminal aus ausführen, wird alles nach dem Klassennamen zu Elementen des args-Arrays:

$ java Greet Ada Lovelace

Innerhalb von Greet.main ist args gleich {"Ada", "Lovelace"}:

public class Greet {
  public static void main(String[] args) {
    if (args.length == 0) {
      System.out.println("Hello, stranger");
    } else {
      System.out.println("Hello, " + String.join(" ", args));
    }
  }
}

• args.length ist die Anzahl der Argumente — 0, wenn keine angegeben wurden.
• Jedes Element ist immer ein String. Um ein numerisches Argument als Zahl zu verwenden, parsen Sie es: int n = Integer.parseInt(args[0]);.
• Anführungszeichen gruppieren Leerzeichen in der Shell — java Foo "hello world" fügt ein einzelnes Element "hello world" in args ein.

Was nicht erlaubt ist

Die Signatur ist festgelegt; kleine Abweichungen lassen sich zwar kompilieren, schlagen aber beim Start fehl — die JVM gibt eine Error:-Meldung aus und beendet sich, bevor irgendetwas von Ihrem Code ausgeführt wird:

• public void main(String[] args) — fehlendes static. Error: Main method is not static in class ....
• void main(String[] args) — fehlendes public static. Gleicher Fehler „not static".
• public static int main(String[] args) — Rückgabetyp int. Error: Main method must return a value of type void in class ....
• public static void Main(String[] args) — großes M oder ein anderer Name. Error: Main method not found in class ....
• public static void main(String args) — falscher Parametertyp (ein einzelner String, kein Array). Error: Main method not found in class ....

Beachten Sie, dass es sich um Laufzeitfehler handelt, nicht um Kompilierfehler — javac akzeptiert sie alle problemlos. Die Überprüfung findet statt, wenn java versucht, einen Einstiegspunkt zu finden.

Was erlaubt ist und keinen Schaden anrichtet:

• final beim Parameter oder der Methode: public static final void main(final String[] args).
• Throws-Klauseln: public static void main(String[] args) throws Exception. Manchmal praktisch für schnelle Experimente.
• Vararg-Form: public static void main(String... args).

Mehrere Klassen, eine main

Jede öffentliche Top-Level-Klasse kann ihre eigene main-Methode haben. Wenn Sie java SomeClass ausführen, sucht die JVM in dieser Klasse nach main. Ein großes Projekt kann also Dutzende von Klassen haben, die alle eine main-Methode für Tests oder separate Einstiegspunkte tragen; nur diejenige, die Sie in der Kommandozeile angeben, ist der Einstiegspunkt dieses Laufs.

// File Greet.java
public class Greet {
  public static void main(String[] args) { System.out.println("greet"); }
}

// File Sum.java
public class Sum {
  public static void main(String[] args) {
    int total = 0;
    for (String s : args) total += Integer.parseInt(s);
    System.out.println(total);
  }
}

java Greet führt die erste aus; java Sum 1 2 3 führt die zweite aus und gibt 6 aus.

Ein Java-Programm beenden

Wenn main normal zurückkehrt, endet das Programm mit Exit-Code 0. Um vorzeitig zu beenden oder einen Exit-Code ungleich null zu setzen (als Signal für einen Fehler an den Aufrufer), verwenden Sie System.exit:

if (args.length == 0) {
  System.err.println("usage: Sum <number>...");
  System.exit(1);
}

System.exit kehrt nicht zurück — es stoppt die JVM. Verwenden Sie es sparsam; in Bibliotheken ist es fast nie das richtige Mittel. In einem kleinen Kommandozeilenprogramm ist es die Standardmethode, um zu signalisieren: „Ich konnte meine Aufgabe nicht erfüllen."

Ein vollständiges Beispiel

Was kommt als Nächstes

Damit ist der Methodenteil abgeschlossen: Sie können Methoden schreiben, Parameter übergeben, sie überladen, rekursiv aufrufen, die Argumentanzahl variieren und den Einstiegspunkt bereitstellen, der das gesamte Programm steuert. Der nächste Teil stellt den größeren Container vor, in dem Methoden leben — Klassen und Objekte — und gibt einen ersten Einblick in Javas objektorientiertes Modell.

Übungen