Le format de fichier Java Archive (JAR) est un format de fichier indépendant de la plateforme utilisé pour regrouper et compresser de nombreux fichiers en un seul fichier. Il est basé sur le format de fichier ZIP et est utilisé pour distribuer des classes Java et les métadonnées et ressources associées. Les fichiers JAR constituent un élément fondamental de la plateforme Java, permettant aux développeurs de packager et de déployer des applications et des bibliothèques Java de manière standardisée et efficace.
Un fichier JAR se compose d'une collection de fichiers de classe, de fichiers de ressources et de métadonnées. Les fichiers de classe contiennent le bytecode Java compilé qui peut être exécuté par une machine virtuelle Java (JVM). Les fichiers de ressources peuvent inclure différents types de données, tels que des images, des fichiers de configuration ou d'autres ressources requises par l'application Java. Les métadonnées fournissent des informations sur le contenu du fichier JAR et sur la manière dont elles doivent être traitées.
La structure d'un fichier JAR suit une disposition spécifique. Au niveau racine, il y a un répertoire META-INF qui contient des fichiers de métadonnées. Le fichier le plus important de ce répertoire est le fichier MANIFEST.MF, qui est un fichier texte brut qui fournit des informations sur le contenu du fichier JAR. Le fichier manifeste peut spécifier divers attributs, tels que la classe principale de l'application, les dépendances du chemin de classe, les informations de version et les paramètres de sécurité.
En plus du répertoire META-INF, un fichier JAR peut avoir un ou plusieurs sous-répertoires qui organisent les fichiers de classe et les fichiers de ressources. La structure des sous-répertoires reflète généralement la hiérarchie des packages des classes Java contenues dans le fichier JAR. Par exemple, si une classe appartient au package com.example.myapp, elle sera stockée dans le fichier JAR sous le chemin com/example/myapp/.
L'un des principaux avantages du format JAR est sa capacité à compresser les fichiers qu'il contient. Par défaut, les fichiers JAR utilisent l'algorithme de compression ZIP pour réduire la taille de l'archive. Cette compression permet non seulement d'économiser de l'espace de stockage, mais aussi de réduire le temps nécessaire pour transmettre le fichier JAR sur un réseau. Cependant, il est important de noter que la compression est appliquée aux fichiers individuels dans l'archive JAR, et non à l'archive entière dans son ensemble.
Les fichiers JAR peuvent être créés et manipulés à l'aide de divers outils et bibliothèques. Le Java Development Kit (JDK) fournit l'outil de ligne de commande jar, qui permet aux développeurs de créer, mettre à jour et extraire des fichiers JAR. L'outil jar prend en charge diverses options pour spécifier le contenu du fichier JAR, définir les attributs du manifeste et gérer les signatures numériques.
En plus de l'outil de ligne de commande, les développeurs peuvent également utiliser les API Java pour créer et manipuler des fichiers JAR par programmation. Le package java.util.jar fournit des classes telles que JarFile, JarEntry et JarOutputStream, qui permettent aux développeurs de lire et d'écrire des fichiers JAR par programmation. Ces API permettent un contrôle précis du contenu et des métadonnées du fichier JAR.
Les fichiers JAR jouent un rôle crucial dans le déploiement et la distribution des applications Java. Ils fournissent un moyen pratique de packager tous les fichiers de classe, ressources et dépendances nécessaires dans un seul fichier qui peut être facilement distribué et exécuté sur n'importe quelle plateforme prenant en charge Java. Les fichiers JAR peuvent être utilisés pour distribuer des bibliothèques, des frameworks et des applications autonomes.
Un cas d'utilisation courant des fichiers JAR est la création de fichiers JAR exécutables, également appelés JAR "fat" ou "uber". Un fichier JAR exécutable contient toutes les dépendances nécessaires et peut être exécuté directement par l'environnement d'exécution Java. Pour créer un JAR exécutable, le fichier manifeste doit spécifier la classe principale qui sert de point d'entrée pour l'application. Lorsque le fichier JAR est exécuté, la JVM lance automatiquement la classe principale spécifiée.
Les fichiers JAR prennent également en charge la signature numérique, ce qui permet de vérifier l'intégrité et l'authenticité du fichier JAR. Les signatures numériques garantissent que le contenu du fichier JAR n'a pas été altéré et que le fichier JAR provient d'une source fiable. L'outil jarsigner fourni par le JDK est utilisé pour signer et vérifier les fichiers JAR.
Une autre caractéristique importante des fichiers JAR est leur capacité à servir de composants du chemin de classe. Le chemin de classe est un ensemble d'emplacements où la JVM recherche des fichiers de classe et des ressources. Les fichiers JAR peuvent être ajoutés au chemin de classe, permettant à la JVM de localiser et de charger des classes à partir du fichier JAR. Cela permet un développement modulaire et l'utilisation de bibliothèques tierces packagées sous forme de fichiers JAR.
En résumé, le format de fichier Java Archive (JAR) est un conteneur polyvalent et largement utilisé pour packager et distribuer des applications et des bibliothèques Java. Il fournit un moyen standardisé de regrouper des fichiers de classe, des fichiers de ressources et des métadonnées dans un seul fichier compressé. Les fichiers JAR simplifient le déploiement, permettent un développement modulaire et prennent en charge des fonctionnalités telles que la compression, la signature numérique et la gestion du chemin de classe. Comprendre le format JAR est essentiel pour les développeurs Java travaillant sur le packaging et le déploiement d'applications Java.
La compression de fichiers réduit la redondance afin que la même information prenne moins de bits. La limite supérieure de ce que vous pouvez faire est régie par la théorie de l'information : pour la compression sans perte, la limite est l'entropie de la source (voir le théorème de codage de source et son article original de 1948 « Une théorie mathématique de la communication »). Pour la compression avec perte, le compromis entre le débit et la qualité est capturé par la théorie du débit-distorsion.
La plupart des compresseurs ont deux étapes. Premièrement, un modèle prédit ou expose la structure des données. Deuxièmement, un codeur transforme ces prédictions en modèles de bits quasi optimaux. Une famille de modélisation classique est Lempel-Ziv : LZ77 (1977) et LZ78 (1978) détectent les sous-chaînes répétées et émettent des références au lieu d'octets bruts. Du côté du codage, le codage de Huffman (voir l'article original de 1952) attribue des codes plus courts aux symboles les plus probables. Le codage arithmétique et le codage par plage sont des alternatives plus fines qui se rapprochent de la limite de l'entropie, tandis que les systèmes de numération asymétriques (ANS) modernes permettent une compression similaire avec des implémentations rapides basées sur des tables.
DEFLATE (utilisé par gzip, zlib et ZIP) combine LZ77 avec le codage de Huffman. Ses spécifications sont publiques : DEFLATE RFC 1951, wrapper zlib RFC 1950, et format de fichier gzip RFC 1952. Gzip est conçu pour le streaming et explicitement ne tente pas de fournir un accès aléatoire. Les images PNG normalisent DEFLATE comme leur seule méthode de compression (avec une fenêtre maximale de 32 Kio), conformément à la spécification PNG « Méthode de compression 0… dégonfler/gonfler… au plus 32768 octets » et W3C/ISO PNG 2e édition.
Zstandard (zstd) : un compresseur polyvalent plus récent conçu pour des taux de compression élevés avec une décompression très rapide. Le format est documenté dans la RFC 8878 (également miroir HTML) et la spécification de référence sur GitHub. Comme gzip, la trame de base ne vise pas l'accès aléatoire. L'un des superpouvoirs de zstd réside dans les dictionnaires : de petits échantillons de votre corpus qui améliorent considérablement la compression sur de nombreux fichiers minuscules ou similaires (voir la documentation du dictionnaire python-zstandard et l'exemple pratique de Nigel Tao). Les implémentations acceptent à la fois les dictionnaires « non structurés » et « structurés » (discussion).
Brotli : optimisé pour le contenu Web (par exemple, les polices WOFF2, HTTP). Il mélange un dictionnaire statique avec un noyau d'entropie+LZ de type DEFLATE. La spécification est la RFC 7932, qui note également une fenêtre glissante de 2WBITS−16 avec WBITS dans [10, 24] (1 Kio−16 B jusqu'à 16 Mio−16 B) et qu'il ne tente pas d'accès aléatoire. Brotli surpasse souvent gzip sur le texte Web tout en décodant rapidement.
Conteneur ZIP : ZIP est une archive de fichiers qui peut stocker des entrées avec diverses méthodes de compression (deflate, store, zstd, etc.). La norme de facto est l'APPNOTE de PKWARE (voir le portail APPNOTE, une copie hébergée, et les aperçus de la LC Format de fichier ZIP (PKWARE) / ZIP 6.3.3).
LZ4 vise la vitesse brute avec des ratios modestes. Voir sa page de projet (« compression extrêmement rapide ») et son format de trame. Il est idéal pour les caches en mémoire, la télémétrie ou les chemins d'accès très sollicités où la décompression doit être proche de la vitesse de la RAM.
XZ / LZMA visent la densité (excellents ratios) avec une compression relativement lente. XZ est un conteneur ; le gros du travail est généralement effectué par LZMA/LZMA2 (modélisation de type LZ77 + codage par plage). Voir le format de fichier .xz, la spécification LZMA (Pavlov), et les notes du noyau Linux sur XZ Embedded. XZ surcompresse généralement gzip et rivalise souvent avec les codecs modernes à haut ratio, mais avec des temps d'encodage plus lents.
bzip2 applique la transformée de Burrows-Wheeler (BWT), move-to-front, RLE et le codage de Huffman. Il est généralement plus petit que gzip mais plus lent ; voir le manuel officiel et les pages de manuel (Linux).
La « taille de la fenêtre » est importante. Les références DEFLATE ne peuvent remonter que de 32 Kio (RFC 1951 et la limite de 32 Kio de PNG notée ici). La fenêtre de Brotli va d'environ 1 Kio à 16 Mio (RFC 7932). Zstd ajuste la fenêtre et la profondeur de recherche par niveau (RFC 8878). Les flux de base gzip/zstd/brotli sont conçus pour un décodage séquentiel ; les formats de base ne promettent pas d'accès aléatoire, bien que des conteneurs (par exemple, des index tar, un tramage en morceaux ou des index spécifiques au format) puissent l'ajouter.
Les formats ci-dessus sont sans perte : vous pouvez reconstruire les octets exacts. Les codecs multimédias sont souvent avec perte : ils suppriment les détails imperceptibles pour atteindre des débits binaires inférieurs. Dans les images, le JPEG classique (DCT, quantification, codage entropique) est normalisé dans ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1. En audio, MP3 (MPEG-1 Layer III) et AAC (MPEG-2/4) reposent sur des modèles perceptuels et des transformées MDCT (voir ISO/IEC 11172-3, ISO/IEC 13818-7, et un aperçu de la MDCT ici). Avec et sans perte peuvent coexister (par exemple, PNG pour les ressources de l'interface utilisateur ; codecs Web pour les images/vidéo/audio).
Théorie : Shannon 1948 · Débit-distorsion · Codage : Huffman 1952 · Codage arithmétique · Codage par plage · ANS. Formats : DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · Trame LZ4 · Format XZ. Pile BWT : Burrows–Wheeler (1994) · manuel bzip2. Médias : JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
Conclusion : choisissez un compresseur qui correspond à vos données et à vos contraintes, mesurez sur des entrées réelles et n'oubliez pas les gains des dictionnaires et du tramage intelligent. Avec la bonne combinaison, vous pouvez obtenir des fichiers plus petits, des transferts plus rapides et des applications plus réactives, sans sacrifier la correction ou la portabilité.
La compression de fichiers est un processus qui réduit la taille d'un fichier ou de fichiers, généralement pour économiser de l'espace de stockage ou accélérer la transmission sur un réseau.
La compression de fichiers fonctionne en identifiant et en supprimant les redondances dans les données. Elle utilise des algorithmes pour encoder les données originales dans un espace plus petit.
Les deux types principaux de compression de fichiers sont la compression sans perte et la compression avec pertes. La compression sans perte permet de restaurer parfaitement le fichier original, tandis que la compression avec pertes permet une réduction de taille plus significative au détriment de la perte de qualité des données.
Un exemple populaire d'un outil de compression de fichiers est WinZip, qui prend en charge de multiples formats de compression dont ZIP et RAR.
Avec la compression sans perte, la qualité reste inchangée. Cependant, avec la compression avec pertes, il peut y avoir une diminution notable de la qualité car elle élimine les données moins importantes pour réduire de manière plus significative la taille du fichier.
Oui, la compression de fichiers est sûre en termes d'intégrité des données, surtout avec la compression sans perte. Cependant, comme tout fichier, les fichiers compressés peuvent être ciblés par des logiciels malveillants ou des virus, il est donc toujours important d'avoir un logiciel de sécurité de confiance en place.
Presque tous les types de fichiers peuvent être compressés, y compris les fichiers texte, images, audio, vidéo, et les fichiers logiciels. Cependant, le niveau de compression réalisable peut varier considérablement selon les types de fichiers.
Un fichier ZIP est un type de format de fichier qui utilise la compression sans perte pour réduire la taille d'un ou de plusieurs fichiers. Plusieurs fichiers dans un fichier ZIP sont effectivement regroupés en un seul fichier, ce qui facilite également le partage.
Techniquement, oui, bien que la réduction de taille supplémentaire puisse être minime voire contre-productive. Compresser un fichier déjà compressé peut parfois augmenter sa taille en raison des métadonnées ajoutées par l'algorithme de compression.
Pour décompresser un fichier, il vous faut généralement un outil de décompression ou de dézippage, comme WinZip ou 7-Zip. Ces outils peuvent extraire les fichiers originaux à partir du format compressé.