Java 9 的模塊（Module）系統

Java 的模塊在Java 9中正式實裝，一直沒時間來研究一下這個東西，今天就和大家一起學習一下這個功能，

Java模塊解決了什么問題

最近很多同學問我，胖哥，該怎么學習？該學習什么？這里胖哥也穿插說一下，不管學東西，一定要先搞清楚學了有什么用，是學了馬上就能用上還是以后有用，我覺得在時間有限的情況下，一定要學當前立馬有用的東西，接下來咱們就一起來看看Java模塊到底有啥用，

我覺得模塊化最大的意義就是按照功能把代碼邏輯分割開來，就像你干前端，我寫后端，他做測驗，把整體大概念拆成小概念，用的時候自由組合，按需參考，事實上確實有這方面的作用，但是不僅僅就這么多，

簡化類別庫

JDK類別庫目前太臃腫了，在一些微型設備上可能用不到全部的功能，在目前的情況下卻不得不參考全部的類別庫，Java 9引入模塊功能后，JDK、JRE、甚至是JAR都可以把用不到的類別庫排除掉，大大降低了依賴庫的規模，

真正的訪問隔離

在之前只要類是public的，可以直接在整個依賴可傳遞的范圍內訪問它，但是很多時候我們需要在某個范圍去限制一些類的訪問，讓這些類具有一些封閉性，在引入模塊后，我們就可以做到這些，把一些我們不想暴露的內部實作細節安全地隱藏起來，

什么是模塊？

Java 9 引入的模塊是在Java包（package）的基礎上又引入的一個新的抽象層，基于package這一點很重要，這里需要強調一下，

模塊的結構

Java 模塊可以由一個或者多個在一起的 Java 包組成，結構可以參考這個圖：

創建模塊

創建模塊需要如下幾個步驟：

• 創建一個檔案夾，通常是一個包名，例如cn.felord.module，
• 然后在cn.felord.module下創建一個module-info.java檔案，這個檔案被稱為模塊描述符檔案，
• 在模塊描述符檔案的同級別創建Java包，
• 最后在創建的包下撰寫你的Java類檔案即可，

創建模塊規則

創建模塊也必須遵守下面的規則：

• 模塊名稱必須是唯一的，

• 模塊描述符檔案module-info.java 必須有，

• 包名稱必須是唯一的，即使在不同的模塊中，我們也不能有相同的包名，

• 每個模塊將創建一個 jar 檔案，對于多個 jar，我們需要創建單獨的模塊，

• 一個專案可以由多個模塊組成，

模塊型別

模塊同樣還具有型別，一共有四種，

系統模塊

來自 JDK 和 JRE 的模塊，可以使用 java --list-modules 列出，這里列出了一部分：

? .\java.exe --list-modules
java.base@17
java.compiler@17
java.datatransfer@17
java.desktop@17
java.instrument@17
java.logging@17
java.management@17
java.management.rmi@17
# 省略……

應用程式模塊

在應用程式中創建以實作功能的所有模塊，日常開發如果涉及到模塊應該屬于這一類，

自動模塊

現有的 jar 檔案，感覺像兼容舊的類別庫，它們其實不是模塊，當我們將非模塊 jar 添加到模塊路徑時，會創建具有 jar 名稱的模塊，該模塊有以下特性：

• 默認匯出所有包，
• 默認情況下可以訪問所有其他模塊的類，

未命名模塊

添加到類路徑中的 jar 和類，當我們將 jar 或類添加到類路徑時，所有這些類都會添加到未命名的模塊中

• 只匯出到其他未命名的模塊和自動模塊，這意味著，應用程式模塊無法訪問這些類，
• 它可以訪問所有模塊的類，

模塊描述符檔案

一個模塊只有一個module-info.java，而且它是有格式要求的，我們來了解一下，

宣告模塊

我們只需要在module-info.java這樣做就能宣告一個名稱為cn.felord的模塊：

module cn.felord {
}

模塊名稱應該是兩個單詞以上，并用英文句號.隔開，上面是一個空模塊，

匯出包

默認情況下，模塊里下所有包都是私有的，即使被外部依賴也無法訪問，一個模塊之內的包還遵循之前的規則不受模塊影響，我們可以使用 export 關鍵字公開特定的包，就像這樣：

module cn.felord {
    exports cn.felord.pkg;
    exports cn.felord.util;
}

請注意cn.felord.pkg和exports cn.felord.util不能是空包，匯出的包必須宣告Java物件，

不能匯出具體的Java類，

定向匯出包

還有一種是定向匯出，該包僅僅向某模塊公開，就像什么特供酒、特供煙一樣，它的語法是：

exports <包名> to <目標模塊1>,<目標模塊2>,<目標模塊3>,...

我們把上面的cn.felord.util定向匯出給com.xxx:

module cn.felord {
    exports cn.felord.pkg to com.xxx,com.ooo;
    exports cn.felord.util to com.xxx;
}

在上述情況下，所有模塊都可以訪問 cn.felord.pkg，但只有com.xxx模塊能訪問 cn.felord.util，

定向導包的作用域是模塊，

依賴

如果一個模塊要訪問從其它模塊匯出的包，則該模塊必須使用requires關鍵字匯入要訪問的包所在的模塊，就像上面，雖然cn.felord模塊向com.ooo開放了cn.felord.pkg包， 即使com.ooo依賴了cn.felord也不能直接使用該包下面的類，需要這樣做：

module com.ooo {
    exports com.ooo.pkg;
    // 注釋掉 Pkg就變紅了 cn.felord.util下面的類無法使用
    requires cn.felord;
}

requires的作用域是模塊，

靜態依賴

有時我們只在編譯時需要一些模塊，它們在運行時是可選的，例如，測驗或代碼生成庫，這就需要用到靜態匯入了，關鍵字是requires static,例如：

module com.xxx {
       // 移除pom 依賴編譯不了
    requires static cn.felord;
}

在此示例中，cn.felord 在編譯時是必需的，但在運行時是可選的，有點類似Maven中的<scope>compile</scope>，

依賴傳遞

這看起來越來越像Maven了！a模塊依賴b模塊，b模塊依賴c模塊，如果a模塊想用c模塊公開的包的話，按照前面的規則需要再requires模塊c，現在借助于requires transitive就可以這樣干，因為b承上啟下，我們可以這樣：

module b {
    exports b.pkg;
    // 開啟依賴傳遞
    requires transitive  c; 
}

module c {
   exports c.pkg
}

module a {
   requires b; 
}

所有依賴b的模塊將自動依賴c匯出的包，export to定向匯出的包優先級最高，

使用服務

使用 uses 關鍵字，我們可以指定我們的模塊需要或使用某些服務，這個服務通常是一個介面或抽象類，它不應該是一個實作類，

module com.xxx {
    requires com.ooo;
    // 移除pom 依賴編譯不了
    requires static cn.felord;
    uses com.ooo.pkg.Read;
}

uses只能從模塊自己的包中或者requires、requires static以及requires transitive傳遞過來的介面或者抽象類，

uses用于指定所需要的服務類或者介面，

給予服務

我們可以通過 provides ... with ...語法，在模塊中宣告一些服務的實作供其它模塊（通過uses）使用，

開放反射

反射 API 的 Java 9 封裝和安全性得到了改進，使用反射，我們甚至可以訪問物件的私有成員，

從 java 9 開始，默認情況下不打開，我們可以明確地通過open授予其它模塊反射權限，

open com.xxx{
}

在這種情況下，com.xxx 模塊的所有包都可以使用反射訪問，

opens

我們不想全部開放反射訪問的話還可以使用opens關鍵字來指定反射可以訪問的包：

module com.xxx{
  opens com.xxx.reflect;
}

opens … to

當然我們還可以將特定的包開放給指定的模塊來反射訪問：

module com.xxx{
  opens com.xxx.reflect to com.ooo;
}

com.xxx模塊的com.xxx.reflect包將開放給com.ooo模塊來反射訪問，

總結

模塊的東西主要是理解，實際運用主要用來系統瘦身、依賴jar級別的隔離，這個自己用Java 9 以上版本建一個多模塊的Maven或者Gradle專案，按照上面實驗一下就明白了，

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