模块化系统

java模块化系统

提纲

• 类加载机制
• 类初始化
• Java类加载器与自定义类加载器
• 使用反射创建对象
• 使用反射访问Field、调用方法
• JDK动态代理
• 反射与泛型

Java9之前的问题

在Java9之前，一个Java程序通常会以N个包的形式进行组织，每个包可包含多个Java类型(类、接口、枚举和注解)，这种程序组织结构本身就存在以下问题

• 包只是充当命名空间的角色，包中的公共类型可以在所有其他包中访问；包并没有真正充当访问权限的界定边界。
• Java程序运行时只能看到程序加载系列JAR包，无法真正确定不同JAR包中是是否包含多个相同类型的不同副本，而Java程序运行默认加载类路径中遇到第一个JAR包所包含的Java类型。
• Java程序运行时经常由于缺失某个JAR包所导致的ClassNotFoundException。有时候也会因为包含错误的JAR版本而导致运行时错误。

模块的目标

• 模块系统从两方面进行规范
• 模块化系统将整个JDK、JRE本身分解成多个相对独立的模块，这样应用程序可根据需要只加载必须的模块。
• 应用程序、框架、库本身可以被分解成相对独立的模块，模块与模块相对独立，而且模块可作为访问权限的界定边界。

模块的结构

• 模块是一个比”包“更大的程序单元，一个模块可以包含多个包，而每个包下又可以包含N个Java类型(类、接口、枚举和注解)。
• 模块包括N个包，不同包的.Java文件放在包对应的文件结构下。
• 模块的根目录下包含一个module-info.java文件，该文件是一个模块描述文件(类似于XML配置文件，但比XML配置文件好)

[open]module<modulename>
{
    <module-statement>;
    <module-statement>;
    ...
}

模拟语句

Java9共支持以下5种模块语句

• 导出语句(exports statement):用于指定暴露该模块中哪些包。

• 开放语句(opens statement):用于指定开发该模块中哪些包。

• 需要语句(requires statement):用于声明该模块需要依赖的其他模块。

• 使用语句(uses statement):用于声明该模块所使用服务的接口

• 提供语句(provides statement):用于声明为服务接口提供实现。

编译、运行模块

• Javac增加了如下选项

• module-source-path:指定一个或者多个模块的源路径

• module-version:指定模块的版本。

• Java增加了如下用法(就像-jar用法)

• java[options]-m/module<模块>[/<主类>][args];
  

  还增加如下选型：

  module-path或者-p 模块路径：用于指定模块的加载路径

  list-modules:列出模块

  –d或–describe-module 模块名称：用于描述指定模块

使用jar命令打包模块JAR包

• Java9同样增强了jar命令，开发者可通过jar命令打包模块。Java9为jar命令增加了如下与模块相同的选型。
• –module-version=VERSION:设置模块的版本。
• -p或–module-path:设置模块的加载路径

模块导出或开放

• 模块导出使用exports语句，exports语句的完整语法如下：

• exports<package>;
  

  exports<package>to<model1>,<model2>...;
  

  模块还支持opens语句，opens语句的完整语法与exports相似，同样支持如下两种用法：

  opens<package>;
  opens<package>to<module1>,<module2>...;
  

模块依赖

• 模块依赖使用requires语句，requires语句的完整语法如下：

requires[transitive][static]<module>;

• requires语句中的static修饰符表示该依赖模块在编译时是必需的，但在运行时则是可选的。必须在模块P中声明如下requires语句：
• requires static Q;
• 它表明程序编译模块P时必须依赖模块Q；但模块P在运行时，模块Q是可选的
• requires transitive R;
• 这意味着模块Q对模块R的依赖具有传递性，既然模块P依赖模块Q，那么模块P也依赖模块R。

声明的服务接口

• 使用uses语句来声明服务接口，服务接口可供实现，可供调用。
• uses org.crazyit.oa.UserService;
• ServiceLoader的Load传入服务UserService名，即可返回该服务接口的所有实现类。接下来程序既可根据名字获取指定的服务实现，也可获取第一个加载的服务实现。

提供服务的实现

• 提供服务实现用provides语句
• provides UserService with UserServiceBest;
• 而ServiceLoader正是根据所有模块中module-info.java文件中的provides语句确定服务的实现类。