Java 模块系统

2022-05-09 21:16:12 浏览数 (1)

SpringBoot 3.0 只支持 jdk 17 及以上时，恍然发现我们一直都在用 jdk 8，多了很多新特性都不曾了解

1. Java 模块系统（Modularity）

目前笔者还未接触过使用模块系统的真实项目，也没有使用经验，在学习模块系统之后粗略总结出两个作用：

  • 增加控制能力（在包和类之上）
  • 减少 jdk 大小（剔除非必要包和类，梳理内部类的依赖关系）

1.1 增加控制能力

访问修饰符 public、protected、default、private 使得类（class）和包（package）有访问权限，但这种控制级别在大型系统中是略显不足的。例如创建了三个包 com.A、com.B、com.C，如何才能让 com.B 中的类能访问 com.A 中的类，但 com.C 不能访问 com.A 呢？

1.2 减少 jdk 大小

假设要删除一个过时或少用的 public 特性来减少 JDK 占用，因为是公有的特性，且难以统计被引用的地方，所以没办法推断这个动作产生的影响。比如 java.awt.* 在服务器应用中用不上，此时就需要剔除这个特性

Java 模块系统 是 Java 和 JVM 以及 IDE 的一部分，其在编译时和虚拟机中都强制执行封装和依赖。自己的程序也要考虑使用 Java 模块系统，而不是使用传统的类路径上的 jar 文件，因为：

  • 强封装性：我们可以控制哪些包是可访问的，无需操心维护不想开放给公众访问的代码
  • 可靠的配置：我们可以避免诸如类重复或丢失这类常见的路径问题

模块的载体是 jar，一个模块就是一个jar，相比传统的 jar，其根目录下多了module-info.class 文件，文件内包括了：

  • 模块名称
  • 依赖哪些模块
  • 导入模块内的哪些包（可 import 使用）
  • 开放模块内的哪些包（反射使用）
  • 提供哪些服务
  • 依赖哪些服务

2. 模块内包的导出和模块的引入

这里多了两个关键字 exports 和 requires 分别用于导出和导入需要的模块和包，这也是控制能力所在的关键（通过编译器和虚拟机来实现）下面的应用场景： B 项目需要用到 A 项目里面的功能，通过模块平台来控制访问权限

2.1 创建项目

创建 A 和 B 两个项目，并在其 src 根目录下创建 module-info.java文件（IDE识别到此文件则以模块化程序运行，否则以java8 非模块运行）

module-info 文件的格式如下：

代码语言：javascript复制
module 模块名 {
    
    // 导出包
    exports com.howl;
    
    // 导入模块
    exports 模块名;
}

2.2 导出 A 模块内的包

代码语言：javascript复制
module A {
    
    // 导出包给外部使用
    exports com.howl.a1;
    
    // 将包导出给模块B使用
    exports com.howl.a2 to B;
        
    // 当设置 private 访问时，exports 无法访问，那么可导出反射方式访问的包
    opens com.howl.a3;
}

2.3 模块 B 引用模块 A

代码语言：javascript复制
module B {
    
    // 导入模块
    requires A;
    
    // 传递依赖，模块C导入模块B之后能使用模块A的包
    requires transitive A;
}

2.4 使用示例

代码语言：javascript复制
package com.howl.b1;

// 也是需要引用的
import com.howl.a1.A1;
import com.howl.a2.A2;

public class B1 {
    public static void main(String[] args) {
        
        new A1().hello();
        
        // 如果没有模块导入，import后也会报错
        // 报错 module com.howl.a2 not export in module B
        new A2().hello();
    }
}

3. 模块的服务

模块的服务是对外公开接口，而具体的实现类是不公开的，实现了接口和实现类的解耦。下面创建模块 C，使用场景是模块 B 调用模块 C 的服务

3.1 模块C 中创建接口、实现类、模块文件

代码语言：javascript复制
package com.howl.service;

public interface Animal {
    void eat();
}
代码语言：javascript复制
package com.howl.serviceimpl;

public class Dog implements Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃肉");
    }
}
代码语言：javascript复制
module C {

    // 导出接口包
    exports com.howl.service;

    // 将接口包绑定实现类包
    provides com.howl.service with com.howl.serviceimpl;
}

3.2 模块 B 的模块文件、调用服务

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module B {

    // 引入模块
    requires C;

    // 使用接口
    uses com.howl.service.Animal;
}
代码语言：javascript复制
public class B1 {
    public static void main(String[] args) {

        // 使用 SPI 机制来发现服务，已经不需要在/META-INF/services 下创建全限定类名的文件了
        ServiceLoader<Animal> animal = ServiceLoader.load(Animal.class);

        // 获取到具体的实现类了
        for (Animal a : animal) {
            a.eat();
        }
    }
}

参考：

《Java核心技术卷 Ⅱ》

jar jdk java 编程算法 ide

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