Java - 模块系统

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在 Java 9 中，引入了模块系统来增强 Java 代码的模块化。模块是对包的一种抽象。这个模块系统也称为JPMS，Java 平台模块系统。它通常被称为模块。

什么是模块？

模块是一个自描述的代码和数据集合，并具有一个名称来标识它。它是一种新型的编程组件，可以包含包、配置和特定于特定功能的资源。模块能够限制对其包含包的访问。默认情况下，模块中包中的代码对外部世界不可见，即使通过反射也不行。从 Java 9 开始，Java 平台本身就是模块化的。如果我们使用 list-modules 命令列出 Java 模块，它将打印 Java 支持的各种模块，如下所示：

C:\Users\Mahesh>java --list-modules
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C:\Users\Mahesh>

在这里我们可以看到，jdk 特定的包在 jdk 模块中，库特定的包在 java 模块中。

Java 模块系统的特性

使用模块组件，在 Java 9 中添加了以下增强功能：

• 引入了一个新的可选阶段，链接时间。此阶段介于编译时间和运行时间之间。在此阶段，可以组装和优化一组模块，使用 jlink 工具创建自定义运行时映像。

• javac、jlink 和 java 具有其他选项来指定模块路径，这些路径进一步定位模块的定义。

• JAR 格式更新为模块化 JAR，其根目录中包含 module-info.class 文件。

• 引入了JMOD 格式，这是一种打包格式（类似于 JAR），可以包含本地代码和配置文件。

声明模块

为了声明一个模块，我们需要在应用程序的根文件夹中创建一个 module-info.java 文件。此文件包含所有元数据或模块描述。

示例

module-info.java

module com.tutorialspoint.greetings { 

}

添加依赖模块

我们可以在模块中声明其他模块的依赖项。例如，如果我们想使用 com.tutorialspoint.util 模块，我们可以添加如下声明：

示例

module com.tutorialspoint.greetings { 
   requires com.tutorialspoint.util;
}

添加可选模块

我们可以使用模块中的 static 关键字声明其他模块的可选依赖项。例如，如果我们想使用 com.tutorialspoint.logging 模块，我们可以添加如下声明：

示例

module com.tutorialspoint.greetings { 
   requires com.tutorialspoint.util;
   requires static com.tutorialspoint.logging;
}

添加传递模块

我们可以使用模块中的 transitive 关键字声明其他模块的传递依赖项。例如，如果我们想将 com.tutorialspoint.base 模块用作 com.tutorialspoint.util 模块的依赖项，我们可以添加如下声明：

示例

module com.tutorialspoint.greetings { 
   requires com.tutorialspoint.util;
   requires static com.tutorialspoint.logging;
   requires transitive com.tutorialspoint.base;
}

这意味着如果一个模块想要使用 com.tutorialspoint.greetings，那么该模块也需要在模块声明中添加 com.tutorialspoint.base 模块。

导出公共类

默认情况下，模块的包的任何公共类都不会公开给外部世界。为了使用公共类，我们必须像下面这样导出它：

示例

module com.tutorialspoint.greetings { 
   requires com.tutorialspoint.util;
   requires static com.tutorialspoint.logging;
   requires transitive com.tutorialspoint.base;
   
   exports com.tutorialspoint.greetings.HelloWorld;
}

允许反射

默认情况下，模块的包的任何私有成员都不能通过反射访问。为了允许反射检查类或模块，我们必须使用 opens 命令，如下所示：

示例

module com.tutorialspoint.greetings { 
   requires com.tutorialspoint.util;
   requires static com.tutorialspoint.logging;
   requires transitive com.tutorialspoint.base;
   
   exports com.tutorialspoint.greetings.HelloWorld;
   opens com.tutorialspoint.greetings.HelloWorld;
}

如果我们需要允许整个模块对反射开放，我们可以使用 open 命令，如下所示：

open module com.tutorialspoint.greetings { 
   requires com.tutorialspoint.util;
   requires static com.tutorialspoint.logging;
   requires transitive com.tutorialspoint.base;
   
   exports com.tutorialspoint.greetings.HelloWorld;
}

创建和使用 Java 模块

按照以下步骤创建一个名为 com.tutorialspoint.greetings 的模块。

步骤 1

创建一个文件夹 C:\>JAVA\src。现在创建一个与我们正在创建的模块名称相同的文件夹 com.tutorialspoint.greetings。

步骤 2

在 C:\>JAVA\src\com.tutorialspoint.greetings 文件夹中创建 module-info.java 文件，其中包含以下代码。

module-info.java

module com.tutorialspoint.greetings { }

module-info.java 是用于创建模块的文件。在此步骤中，我们创建了一个名为 com.tutorialspoint.greetings 的模块。按照约定，此文件应该位于名称与模块名称相同的文件夹中。

步骤 3

将源代码添加到模块中。在 C:\>JAVA\src\com.tutorialspoint.greetings\com\tutorialspoint\greetings 文件夹中创建 Java9Tester.java 文件，其中包含以下代码。

Java9Tester.java

package com.tutorialspoint.greetings;

public class Java9Tester {
   public static void main(String[] args) {
      System.out.println("Hello World!");
   }
}

按照约定，模块的源代码位于与模块名称相同的目录中。

步骤 4

创建一个文件夹 C:\>JAVA\mods。现在创建一个与我们创建的模块名称相同的文件夹 com.tutorialspoint.greetings。现在将模块编译到 mods 目录。

C:/ > JAVA > javac -d mods/com.tutorialspoint.greetings 
   src/com.tutorialspoint.greetings/module-info.java 
   src/com.tutorialspoint.greetings/com/tutorialspoint/greetings/Java9Tester.java

步骤 5

让我们运行模块以查看结果。运行以下命令。

C:/>JAVA>java --module-path mods -m com.tutorialspoint.greetings/com.tutorialspoint.greetings.Java9Tester

此处 module-path 提供模块位置为 mods，-m 表示主模块。

它将在控制台打印以下输出。

Hello World!