Java9新特性Module模块化编程

我计划在后续的一段时间内，写一系列关于java 9的文章，虽然java 9 不像Java 8或者Java 11那样的核心java版本，但是还是有很多的特性值得关注。期待您能关注我，我将把java 9 写成一系列的文章，大概十篇左右，本文是第8篇。

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在Java 9版本中Java 语言引入了一个非常重要的概念：模块(module)。如果对javascript代码模块化管理比较熟悉的小伙伴，看到Java 9的模块化管理，应该有似曾相识的感觉。

一、什么是Java module？

与Java 中的package有些类似，module引入了Java代码分组的另一个级别。每个这样的分组（module）都包含许多子package包。通过在一个模块的源代码文件package的根部，添加文件module-info.java来声明该文件夹及其子文件夹为一个模块。该文件语法如下：

 module xxx.yyy{
  ....
 }

其中xxx.yyy是模块module声明的名称，不是package名称。

二、模块导出package

文件module-info.java可以指定该模块下面的哪些package对外可见、可访问。通过一个新的关键字exports来实现该功能。

 module xxx.yyy{
  exports com.zimug.java9;
 }

com.zimug.java9代表一个package。

需要注意的是：即使给定package包中的类是public的，如果未通过’exports’显式导出其程序包，则它们在模块外部也是不可见的（在编译时和运行时都是如此）。

三、模块导入package

如果另一个模块想要使用被导出的package包中的类，可以用requires关键字在其module-info.java文件中来导入（读取）目标模块的package包。

module def.stu{ requires xxx.yyy;}

四、Java module的意义

在笔者看来，Java 9引入module 模块化管理系统，更多的是从安全性的角度考虑。Java 代码中90%以上的漏洞都是由反射和访问权限控制粒度不足引起的，Java 9的模块化系统正好能解决这个问题。Java 9 module提供另一个级别的Java 代码可见性、可访问性的控制。

比如说：我们都知道当一个class被修饰为private的时候，意味着这个类是内部类。对于顶级类(外部类)来说，只有两种修饰符：public和默认(default)。这也就意味着一个问题，有些public class我们本来是打算在jar包定义的范围内使用的，但是结果却是任何引入了这个jar的项目都可以使用这个jar里面所有的public class代码。

也就是我们的原意是在有限范围内提供公开访问，结果却是无限制的对外公开。在引入Java 9模块化之后，可以实现有限范围内的代码public访问权限，将代码公开区分为：模块外部有限范围的公开访问和模块内部的公开访问。

五、实例

在此示例中，我将创建两个模块“ common.widget”和“ data.widget”，并将它们放置在单个文件夹“ modules-examples/src”下。文件“ module-info.java”将放置在每个模块的根文件夹下。
文件及目录格式如下：

D:\modules-example>tree /F /A
\---src
    +---common.widget
    |   |   module-info.java
    |   |   
    |   +---com
    |   |   \---zimug
    |   |           RendererSupport.java
    |   |           
    |   \---org
    |       \---jwidgets
    |               SimpleRenderer.java
    |               
    \---data.widget
        |   module-info.java
        |   
        \---com
            \---example
                    Component.java

第一个模块

本代码文件目录：

modules-example/src/common.widget/org/jwidgets/SimpleRenderer.java。

这个package在后文中没有被exports。

package org.jwidgets;
public class SimpleRenderer {
  public void renderAsString(Object object) {
      System.out.println(object);
  }
}

本代码文件目录：

modules-example/src/common.widget/com/zimug/RendererSupport.java。

这个package在后文中被exports了。

package com.zimug;
import org.jwidgets.SimpleRenderer;
public class RendererSupport {
  public void render(Object object) {
      new SimpleRenderer().renderAsString(object);
  }
}

模块导出，本代码文件目录：modules-example/src/common.widget/module-info.java。只导出com.zimug包,没有导出 org.jwidgets包。导出的模块名称为common.widget

module common.widget{
  exports com.zimug;
}

第二个模块

模块导入common.widget，本代码文件目录：modules-example/src/data.widget/module-info.java

module data.widget {
  requires common.widget;
}

使用导入模块common.widget中的package:com.zimug。本代码文件路径：

modules-example/src/data.widget/com/example/Component.java

package com.example;
import com.zimug.RendererSupport;
public class Component {
  public static void main(String[] args) {
      RendererSupport support = new RendererSupport();
      support.render("Test Object");
  }
}

正常编译执行，结果如下：

Test Object

尝试使用未被exports的package代码

由于包“ org.jwidgets”尚未通过“ common.widget”模块导出，因此另一个模块“ data.widget”无法使用该package包下的类SimpleRenderer。我们做一个反例，看看会发生什么：

package com.example;
import org.jwidgets.SimpleRenderer;
public class Component {
  public static void main(String[] args) {
    SimpleRenderer simpleRenderer = new SimpleRenderer(); 
    simpleRenderer.renderAsString("Test Object");
  }
}

编译报错信息如下：

D:\modules-example\src\data.widget\com\example\Component.java:3: error: package org.jwidgets is not visible
import org.jwidgets.SimpleRenderer;         ^
  (package org.jwidgets is declared in module common.widget, which does not export it)
1 error

正如我们所看到的，未被exports的package下面的class即使是public的也不能被访问。