🧩 Java 模块化详解

Java 模块化（Jigsaw 项目）是 Java 9 引入的重要特性，旨在解决 JAR 地狱 和 类路径冲突 问题。本文将深入讲解模块化的核心概念、使用方法及实战技巧，助你掌握模块化开发的精髓！ 🚀

一、模块化概述

1. 什么是模块化？

模块化是将代码划分为独立的、可重用的单元，每个模块包含：

模块描述文件（module-info.java）
包（包含类和接口）
资源文件

2. 模块化的优势

强封装性：模块可以明确声明导出哪些包，隐藏内部实现。
依赖管理：显式声明模块间的依赖关系，避免冲突。
性能优化：JVM 可以仅加载必要的模块，减少内存占用。

3. Jar Hell

jar文件无法控制别人访问其内部的public的类
无法控制不同jar包中，相同的类名(包名+类名)
Java运行时，无法判定classpath路径上的jar中有多少个不同版本的文件。Java加载第一个符合名字的类
Java运行时，无法预判classpath路径上是否缺失了一些关键类

4. 模块化系统

模块化必须遵循的三个原则
- 强封装性：一个模块必须能够对其他模块隐藏其部分代码
- 定义良好的接口：模块必须向其他模块公开定义良好且稳定的接口
- 显式依赖：明确一个模块需要哪些模块的支持才能完成工作

5. Jigsaw 拼图

二、模块的创建与运行

1. 创建模块

项目结构

myapp/

├── src/

│ ├── com.greetings/

│ │ ├── module-info.java

│ │ └── com/

│ │ └── greetings/

│ │ └── Main.java

模块描述文件

// src/com.greetings/module-info.java
module com.greetings {  // 定义模块名称
    requires java.base;  // 依赖基础模块
    exports com.greetings;  // 导出包
}
主类代码
// src/com.greetings/com/greetings/Main.java
package com.greetings;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, Modular Java!");
    }
}

2. 编译与运行

编译模块

1	javac -d mods/com.greetings src/com.greetings/module-info.java src/com.greetings/com/greetings/Main.java

运行模块

1 2	bash java --module-path mods -m com.greetings/com.greetings.Main

输出：

1	Hello, Modular Java!

三、模块信息文件详解

1. 模块声明

module com.greetings {
    requires java.base;  // 依赖基础模块
    requires java.logging;  // 依赖日志模块
    exports com.greetings;  // 导出包
    exports com.greetings.internal to com.othermodule;  // 限制导出范围
}

2. 常用指令

       指令                    描述

       requires             声明依赖的其他模块

       exports              导出包给其他模块使用

       opens                开放包以支持反射访问

       uses                   声明服务使用者

       provides            声明服务提供者

四、服务与模块化

1. 服务接口

// src/com.greetings/com/greetings/HelloService.java
package com.greetings;

public interface HelloService {
    void sayHello();
}

2. 服务实现

// src/com.greetings/com/greetings/HelloServiceImpl.java
package com.greetings;

public class HelloServiceImpl implements HelloService {
    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello from Service!");
    }
}

3. 模块描述文件

// src/com.greetings/module-info.java
module com.greetings {
    requires java.base;
    exports com.greetings;
    provides com.greetings.HelloService with com.greetings.HelloServiceImpl;
}

4. 服务加载

// src/com.greetings/com/greetings/Main.java
package com.greetings;

import java.util.ServiceLoader;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ServiceLoader<HelloService> services = ServiceLoader.load(HelloService.class);
        for (HelloService service : services) {
            service.sayHello();
        }
    }
}

输出：

1	Hello from Service!

五、模块化的应用

1. 模块化 JAR 文件

打包模块

1	jar --create --file=mlib/com.greetings.jar --main-class=com.greetings.Main -C mods/com.greetings .

运行模块化 JAR
1
java -p mlib -m com.greetings

2. 模块化与反射

使用 opens 指令开放包：

1
2
3

module com.greetings {
    opens com.greetings.internal;  // 允许反射访问
}

3. 模块化与依赖注入

结合 Spring 或 Guice 等框架，实现模块化的依赖注入。

六、模块化的最佳实践

1. 模块划分原则

高内聚：每个模块应专注于单一功能。
低耦合：模块间依赖应尽量简单明确。
分层设计：将系统划分为核心模块、服务模块和应用模块。

2. 模块化开发工具

Maven：支持模块化项目的构建。
Gradle：提供模块化插件。
JLink：生成自定义的运行时镜像。

七、资源推荐

📚 推荐书籍

《Java 模块化开发指南》
《Java 9 模块化开发实战》

🔗 在线资源

💡 小贴士：

使用 jdeps 工具分析模块依赖关系。
通过 jlink 生成轻量化的运行时镜像。
在大型项目中优先模块化核心组件。
掌握模块化，让你的 Java 项目更清晰、更高效！ 🎯