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JAVA9模块化详解

前言

java9已经出来有一段时间了,今天向大家介绍一下java9的一个重要特性——模块化。模块化系统的主要目的如下:

  • 更可靠的配置,通过制定明确的类的依赖关系代替以前那种易错的类路径(class-path)加载机制。
  • 强大的封装,允许一个组件声明它的公有类型(public)中,哪些可以被其他组件访问,哪些不可以。

这些特性将有益于应用的开发者、类库的开发者和java se平台直接的或者间接地实现者。它可以使系统更加健壮,并且可以提高他们的性能。

一、定义模块化

  为了提高可靠的配置性和强大的封装性,我们将模块化看作是java程序组件的一个基本的新特性,这样它对开发者和可支持的工具更加友好。一个模块是一个被命名的,代码和数据的自描述的集合。它的代码有一系列包含类型的包组成,例如:java的类和接口。它的数据包括资源文件(resources)和一些其他的静态信息。

1.1 模块的声明

  一个模块的自描述表现在它的模块声明中,它是java程序语言中的一个新的结构,最简单的可能的模块声明仅仅是指定模块的名字

module com.foo.bar { }

  一个或更多个requires项可以被添加到其中,它通过名字声明了这个模块依赖的一些其他模块,在编译期和运行期都依赖的。

module com.foo.bar {
    requires org.baz.qux;
}

  最后,exports项可以被添加,它可以仅仅使指定包(package)中的公共类型可以被其他的模块使用。

module com.foo.bar {
    requires org.baz.qux;
    exports com.foo.bar.alpha;
    exports com.foo.bar.beta;
}

  如果一个模块的声明中没有exports项,则它根本不向其他模块输出任何的类型。

  按照约定,模块声明的源代码被放在了模块源文件结构的根目录,文件的名字叫module-info.java。例如:模块com.foo.bar包含的文件如下:

    

  按照约定,模块声明被编译到module-info.class文件中,并输出到类文件的输出目录。

  模块的名字,像包的名字一样,必须不能重复。命名模块的推荐方式是使用反转域名的方式,它长期被推荐使用到包的命名。模块的名字经常是它的输出包的前缀,但是这个关系也不是强制的。模块的声明既不包括版本号,也不包括它依赖模块的版本号。这是有意这样的:解决版本选择问题不是模块化系统的目的,这个问题最好留个构建工具和容器应用。

  模块声明是java程序语言的一部分,而不是他们自己的一个语言或标记,有几个原因:其中最重要的一个原因是模块的信息在编译期和运行期都可用,确保在编译期和运行期以相同的方式运行。这样可以防止很多种错误,至少在编译期提前报告,并且可以更早的诊断和修复。

  在一个源文件中表达模块声明,它可以连同模块中的其他文件一起编译,编译成的类文件可以被java虚拟机消费。这种方式对于开发者来说非常熟悉,IDE和构建工具也不难支持。

1.2 模块的零件

  存在的工具已经可以创建,处理,消费jar文件,为了采用和迁移简单,我们定义了模块jar文件。一个模块jar文件非常像一个普通的jar文件,除了在根目录包含了一个module-info.class。例如上面的com.foo.bar模块jar文件包含以下的内容:

  

  模块jar文件可以作为模块使用,在这种情况下,module-info.class包含了模块的声明它可以放在普通的类路径下,这种情况下,module-info.class将被忽略。模块jar文件允许类库的维护者装载一个单一的零件,它可以作为一个模块工作(在java9以后)也可以作为一个普通的jar文件工作。我们希望java9的实践者提升jar工具,使得它更容易的生成模块jar文件。

  为了模块化java平台的相关实现,我们介绍了一个新的零件格式,它超越了jar文件,容纳了本地代码、配置文件、和其他的不能自适应的数据类型。这种格式促使模块声明表达式的另外一个优点,把它们编译到class文件中,这个class文件是独立的,这种新的格式,暂时命名为“JMOD”,它被标准化是一个公开的议题。

1.3 模块描述

  编译模块声明到一个类文件的优点是这个类文件有了一个精确定义和可扩展的格式,我们认为module-info.class,它包含了代码级别的编译模式,里边插入的其他变量在初始化时也会被编译。

   一个IDE或者打包工具可以插入一些包含标记信息的变量,例如:模块的版本、标题、描述、和许可等。这些信息在编译期和运行期都会被模块系统映射成可使用的信息。它也可以被下游工具构建时使用。指定的变量的集合将被标准化,但是其他的工具和框架也可以定义额外的需要的变量。没有标准化的变量在模块系统中是没有效果的。

1.4 平台模块

  java9将使用模块化系统将平台分割成若干个子模块。java9平台的实现者可以包含其中的所有模块,也可以是其中的一些。

  模块系统中明确知道的模块是基础模块,它被命名为java.base。基础模块定义和输出所有平台的核心包,包括模块系统本身:

  

module java.base {
    exports java.io;
    exports java.lang;
    exports java.lang.annotation;
    exports java.lang.invoke;
    exports java.lang.module;
    exports java.lang.ref;
    exports java.lang.reflect;
    exports java.math;
    exports java.net;
    ...
}

  基础模块总是实时的,其他的每一个模块都隐式的依赖基础模块。其他的平台模块将通过“java.”的前缀分享,例如:java.sql的数据库连接,java.xml处理xml文件,java.log处理日志,java9没有定义的,将会通过“jdk.”的前缀分享出来。

 

  至此,java9的模块化先定义到这里,翻译的不好,大家见谅,稍后会继续介绍java模块化的使用。