怎么基于Java编写一个CLI工具？

CLI

CLI，全称为命令行界面（Command Line Interface），是一种用于通过键盘输入指令与操作系统进行交互的软件机制。这种界面是在图形用户界面得到普及之前使用最为广泛的用户界面，并且， 即使在当前图形用户界面广泛使用的环境下，CLI仍然有其独特的优势和广泛的应用。ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

对于CLI，它的一个重要特性就是效率。用户可以在一条文本命令中对多个文件执行操作，而不需要在各个窗口之间切换，节省了大量时间。此外，如果你已经熟悉了这些命令，那么你可以非常快速地浏览系统并与之交互。ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

构建CLI的工具很多，今天主要基于Java语言来实现，其中Apache Commons CLI框架提供了这样的便利。今天结合之前学习的graalVM提供的native-image工具，来生成一个exe类型的可执行文件，由于graalVM的跨平台性，我们还能生成各个平台的CLI命令来辅助完成更多的工作。ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

Apache Commons CLI是一个用于编写命令行界面的Java库。它提供了一个灵活的框架，可以很容易地定义和解析命令行参数。这个库的主要优点是它可以处理各种类型的参数，包括选项、位置参数、可选参数等。ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

构成

下面以native-image为例，通过在终端输入native-image --help可以看到以下信息ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

_> native-image --helpGraalVM Native Image (https://www.graalvm.org/native-image/)This tool can ahead-of-time compile Java code to native executables.Usage: native-image [options] class [imagename] [options]           (to build an image for a class)   or  native-image [options] -jar jarfile [imagename] [options]           (to build an image for a jar file)   or  native-image [options] -m <module>[/<mainclass>] [options]       native-image [options] --module <module>[/<mainclass>] [options]           (to build an image for a module)where options include:    @argument files       one or more argument files containing options    -cp <class search path of directories and zip/jar files>    -classpath <class search path of directories and zip/jar files>    --class-path <class search path of directories and zip/jar files>                          A ; separated list of directories, JAR archives,                          and ZIP archives to search for class files.    -p <module path>    --module-path <module path>...                          A ; separated list of directories, each directory                          is a directory of modules.

一个合格的CLI基本都会提供help选项来展示，这个CLI的语法、选项以及功能描述。从上面的输出可以看到help主要包括：ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

1. 介绍：主要对命令的功能的描述，包括官网、版本以及一些内在系数等
2. 用法：包括命令语法格式、配置项、参数等信息
3. 参数说明：具体配置项参数的说明，以及具体的功能描述

Common-CLI

• 定义阶段：在Java代码中定义Option参数，定义参数、是否需要输入值、简单的描述等
• 解析阶段：应用程序传入参数后，CLI进行解析
• 询问阶段：通过查询CommandLine询问进入到哪个程序分支中

定义阶段

主要是借助Option类提供的API来构建各种选项以及参数信息，下面是对应API的描述：ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

解析阶段

主要对输入参数的解析，也就是main方法的参数，默认提供下面3中语法解析的支持：ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

• DefaultParser：提供了基础的解析功能，能解析简单的命令行参数。（比如：java -Djava.awt.headless=true -Djava.net.useSystemProxies=true Foo）
• PosixParser：提供了解析POSIX形式参数的功能。（比如：tar -zxvf foo.tar.gz）
• GnuParser：提供了解析长参数及Java命令中参数的功能。（比如：du --human-readable --max-depth=1）

询问阶段

基于上一步解析后，会将参数解析成CommandLine，结合Option中的配置，需要我们完成各种配置、参数匹配后的业务处理流程，类型下面这样：ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

if( commandLine.hasOption("help") ){          helper.printHelp("calendar [options] /n/nwhere options include:", null, options, null, false);          return;      }      if( commandLine.hasOption("version") ){          printResult("1.0.0");          return;      }

解析的过程有时候会比较些复杂，示例中是针对单一选项的分支，当多个选项混合使用时，比如tar -zxvf xxx.tar.gz这样的，当然前提是我们定义的CLI支持这种风格。ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

示例

下面通过一个简单的示例看下如何构建一个CLI的工具：该示例的作用是按指定格式输出当前日期：ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

clendar -o yyyy-MM-dd

• 定义配置项

private static Options initOptions() {        Options options = new Options();        options.addOption(Option.builder("H")                .longOpt("help")                .desc("show help information").build());        options.addOption(Option.builder("V")                .longOpt("version")                .desc("show help information").build());        options.addOption(Option.builder("O")                .longOpt("out")                .hasArg(true)                .argName("fmt") // 只是定义                .required(false)                .desc("configure the date output format").build());        return options;    }

• 解析参数

private static CommandLine parseArguments(Options options, String[] args){        CommandLineParser parser = new DefaultParser();        try {            return parser.parse(options, args);        } catch (ParseException e) {            System.err.println(e.getMessage());        }        return null;    }

• 询问阶段

private static void handleCommand(Options options, CommandLine commandLine) {        if(ArrayUtils.isEmpty(commandLine.getOptions()) ){            printResult("Please specify options for calendar building or use --help for more info.");            return;        }        if( commandLine.hasOption("help") ){            helper.printHelp("calendar [options] /n/nwhere options include:", null, options, null, false);            return;        }        if( commandLine.hasOption("version") ){            printResult("1.0.0");            return;        }        if( commandLine.hasOption("out") ){            String fmt = commandLine.getOptionValue("out");            if(StringUtils.isEmpty(fmt)){                fmt = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";            }            printResult(DateFormatUtils.format(new Date(), fmt));            return;        }        // calendar: 'x' is not a git command. See 'calendar --help'.        helper.printHelp(String.format("calendar: '%s' is not a calendar command. See 'calendar --help'.", Arrays.toString(commandLine.getArgs())), options, false);    }

定义程序入口：ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

public static void main(String[] args) {        // 定义阶段        Options options = initOptions();        // 解析阶段        CommandLine commandLine = parseArguments(options, args);        // 询问阶段        handleCommand(options, commandLine);    }

打包

这里我们引入maven-assembly-plugin插件，主要帮助在打包时将依赖包一并写入jar文件，同时将入口文件定义到manifest：ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

<plugin>    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>    <artifactId>maven-assembly-plugin</artifactId>    <version>3.3.0</version>    <executions>        <execution>            <id>package-jar-with-dependencies</id>            <phase>package</phase>            <goals>                <goal>single</goal>            </goals>            <configuration>                <archive>                    <manifest>                        <mainClass>${main-class}</mainClass>                    </manifest>                </archive>                <descriptorRefs>                    <!-- bin,jar-with-dependencies,src,project -->                    <descriptorRef>jar-with-dependencies</descriptorRef>                </descriptorRefs>            </configuration>        </execution>    </executions></plugin>

可以直接通过maven插件或者下的命令，将上面的代码打包成jar文件ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

mvn clean package

测试jar

如果安装上面的配置，最终会在项目target目录输出一个以jar-with-dependencies为后缀的jar文件，通过下面的命令可以测试cli命令ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

java -jar ./target/calendar-jar-with-dependencies.jar -h

这样的CLI可不是我们想要的，一来需要依赖JRE的运行环境，同时调用极其不方便。ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

生成exe

如果你看过之前的文章，关于GraalVM的使用，按照文档下载并配置好运行环境后，可以通过下面的命令对上一步的jar文件进一步处理ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

native-image -jar [jar] -o [name]ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

native-image -jar ./target/calendar-jar-with-dependencies.jar -o calendar

通过上面的命令会生成一个calendar.exe文件，这样将其加入到环境变量后，则可以在windows平台终端上使用了ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

对于不喜欢直接使用命令的，当然这里也可以使用插件exec-maven-plugin，在maven生命周期package阶段，自动执行上面的命令，这样整个过程只需要执行mvn clean package即可ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

<plugin>    <groupId>org.codehaus.mojo</groupId>    <artifactId>exec-maven-plugin</artifactId>    <version>3.1.0</version>    <executions>        <execution>            <id>native-image-app</id>            <phase>package</phase>            <goals>                <goal>exec</goal>            </goals>            <configuration>                <environmentVariables>                </environmentVariables>                <!-- native-image -jar ./target/tool-jar-with-dependencies.jar -o tool -->                <executable>native-image</executable>                <arguments>                    <argument>-jar</argument>                    <argument>${project.basedir}/target/${project.build.finalName}-jar-with-dependencies.jar</argument>                    <argument>-o</argument>                    <argument>${project.build.finalName}</argument>                </arguments>            </configuration>        </execution>    </executions></plugin>

测试exe

在终端执行下面的命令接口看到预期的结果：ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

calendar.exe -O yyyy-MM-dd

总结

总的来说，Apache Commons CLI是一个非常强大的工具，可以帮助你轻松地处理命令行参数。无论你的应用程序需要处理多少个参数，或者这些参数的类型是什么， Commons CLI都可以提供帮助。ncF28资讯网——每日最新资讯28at.com

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