JDK9的新特性:JPMS模块化
JDK9引入了一个新的特性叫做JPMS(Java Platform Module System),也可以叫做Project Jigsaw。模块化的本质就是将一个大型的项目拆分成为一个一个的模块,每个模块都是独立的单元,并且不同的模块之间可以互相引用和调用。
在module中会有元数据来描述该模块的信息和该模块与其他模块之间的关系。这些模块组合起来,构成了最后的运行程序。
听起来是不是和gradle或者maven中的模块很像?
通过组件化,我们可以根据功能来区分具体的模块,从而保持模块内的高聚合,模块之间的低耦合。
另外,我们可以通过模块化来隐藏接口的具体实现内容,从而不影响模块之间的调用。
最后,我们可以通过显示声明来描述模块之间的依赖关系。从而让开发者更好的理解系统的应用逻辑。
在JDK9之前,java是通过不同的package和jar来做功能的区分和隔离的。
但在JDK9中,一切都发送了变化。
首先是JDK9本身的变化,JDK现在是以不同的模块来区分的,如果你展开IDE中JDK的依赖,会看到java.base,java.compiler等模块。
其中java.base模块比较特殊,它是独立的模块,这就意味着它并不依赖于其他任何模块,并且java.base是其他模块的基础,所以在其他模块中并不需要显式引用java.base。
我们再总结一下:
class是字段和方法的集合,package是class的集合,而module是package的集合。
一般来说使用模块和不使用模块对用户来说基本上是感觉不到的,因为你可以将模块的jar包当成普通的jar包来使用,也可以将普通的jar包当成模块的jar包来使用。
当使用普通的jar包时,JDK将会采用一种Automatic modules的策略将普通jar包当成module jar包来看待。
那么module和普通的jar包有什么区别呢?
要使用module jar包,需要将该jar包放入modulepath而不是classpath。
下面我们在具体的例子中详细探索一下module的使用。
刚刚讲到了JDK也是以模块来区分的,并且所有模块的基础都是java.base。我们可以使用java –list-modules 来列出现有的所有module:
java --list-modules java.base@14.0.1 java.compiler@14.0.1 java.datatransfer@14.0.1 java.desktop@14.0.1 java.instrument@14.0.1 java.logging@14.0.1 java.management@14.0.1 java.management.rmi@14.0.1 ....
也可以使用java –describe-module 来查看具体module的信息:
java --describe-module java.base java.base@14.0.1 exports java.io exports java.lang exports java.lang.annotation exports java.lang.constant exports java.lang.invoke exports java.lang.module exports java.lang.ref exports java.lang.reflect exports java.lang.runtime ...
我们再具体看一下module-info.class文件中的内容:
module java.base { exports java.io; exports java.lang; exports java.lang.annotation; ...
文件很长,具体就不一一列举了,有兴趣的朋友可以自行参阅。
看到了JDK自带的module,接下来我们创建几个自己的module来看看。
假如我们有一个controller,一个service的接口,和两个service的实现。
为了简单起见,我们将这四个类分在不同的module中。
在IDEA中创建一个module很简单,只需要在java文件夹中添加module-info.java文件就可以了。如下图所示:
代码其实很简单,Controller引用了Service接口,而两个Service的实现又实现了Service接口。
看下controller和service两个模块的的module-info文件:
module com.flydean.controller { requires com.flydean.service; requires lombok; }
module com.flydean.service { exports com.flydean.service; }
requires表示该模块所要用到的模块名字。exports表示该模块暴露的模块中的包名。如果模块不暴露出去,其他模块是无法引用这些包的。
看下在命令行怎么编译,打包和运行module:
$ javac --module-path mods -d classes/com.flydean.controller ${source-files} $ jar --create --file mods/com.flydean.controller.jar --main-class com.flydean.controller.ModuleController.Main -C classes/com.flydean.controller . $ java --module-path mods --module com.flydean.controller
上一节我们将了module-info中的requires和exports。这一节我们来更多的讲解module-info中的其他用法。
先看下modulea的代码:
public ModuleService getModuleService(){ return new ModuleServiceA(); }
getModuleService方法返回了一个ModuleService,这个ModuleService属于模块com.flydean.service,我们看下module-info的定义:
module com.flydean.servicea { requires com.flydean.service; exports com.flydean.servicea; }
看起来好像没什么问题,但是如果有其他的模块来使用servicea的getModuleService方法就会有问题,因为该方法返回了模块com.flydean.service中定义的类。所以这里我们需要用到transitive。
module com.flydean.servicea { requires transitive com.flydean.service; exports com.flydean.servicea; }
transitive意味着所有读取com.flydean.servicea的模块也可以读取 com.flydean.service。
有时候,我们在代码中使用到了某些类,那么编译的时候必须要包含这些类的jar包才能够编译通过。但是在运行的时候我们可能不会用到这些类,这样我们可以使用static来表示,该module是可选的。
比如下面的module-info:
module com.flydean.controller { requires com.flydean.service; requires static com.flydean.serviceb; }
在module info中,如果我们只想将包export暴露给具体的某个或者某些模块,则可以使用exports to:
module com.flydean.service { exports com.flydean.service to com.flydean.controller; }
上面我们将com.flydean.service只暴露给了com.flydean.controller。
使用static我们可以在运行时屏蔽模块,而使用open我们可以将某些package编译时不可以,但是运行时可用。
module com.flydean.service { opens com.flydean.service.subservice; exports com.flydean.service to com.flydean.controller, com.flydean.servicea, com.flydean.serviceb; }
上面的例子中com.flydean.service.subservice是在编译时不可用的,但是在运行时可用。一般来说在用到反射的情况下会需要这样的定义。
假如我们要在Controller中使用service的具体实现,比如servicea和serviceb。一种方法是我们直接在controller模块中使用servicea和serviceb,这样就高度耦合了。
在模块中,我们可以使用provides with来对模块之间的耦合进行解耦。
我们看下代码:
module com.flydean.controller { uses com.flydean.service.ModuleService; requires com.flydean.service; requires lombok; requires slf4j.api; }
module com.flydean.servicea { requires transitive com.flydean.service; provides com.flydean.service.ModuleService with com.flydean.servicea.ModuleServiceA; exports com.flydean.servicea; }
module com.flydean.serviceb { requires transitive com.flydean.service; provides com.flydean.service.ModuleService with com.flydean.serviceb.ModuleServiceB; exports com.flydean.serviceb; }
在controller中,我们使用uses来暴露要实现的接口。而在具体的实现模块中使用provides with来暴露具体的实现。
怎么使用呢?我们在controller中:
public static void main(String[] args) { List<ModuleService> moduleServices = ServiceLoader .load(ModuleService.class).stream() .map(ServiceLoader.Provider::get) .collect(toList()); log.info("{}",moduleServices); }
这里我们使用了ServiceLoader来加载接口的实现。这是一种很好的解耦方式,这样我可以将具体需要使用的模块放在modulepath中,实现动态的修改实现。
本文介绍了JDK9中module的使用,并在具体的中介绍了更多的module-info的语法。
本文的例子[https://github.com/ddean2009/
learn-java-base-9-to-20](https://github.com/
ddean2009/learn-java-base-9-to-20)