开篇语

哈喽，各位小伙伴们，你们好呀，我是喵手。运营社区：C站/掘金/腾讯云/阿里云/华为云/51CTO；欢迎大家常来逛逛

  今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点，并以文字的形式跟大家一起交流，互相学习，一个人虽可以走的更快，但一群人可以走的更远。

  我是一名后端开发爱好者，工作日常接触到最多的就是Java语言啦，所以我都尽量抽业余时间把自己所学到所会的，通过文章的形式进行输出，希望以这种方式帮助到更多的初学者或者想入门的小伙伴们，同时也能对自己的技术进行沉淀，加以复盘，查缺补漏。

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前言

Java 9引入了模块化系统（Project Jigsaw），旨在改善Java应用的可维护性、性能和安全性。模块化允许开发者将代码划分为不同的模块，模块之间可以明确声明依赖关系，从而实现更好的封装、重用和管理。在这一新特性中，JDK自身也被模块化，允许开发者根据需要构建定制化的JRE。本文将介绍Java 9模块化的引入与概念、模块定义与模块路径、模块之间的依赖关系以及如何使用JLink工具构建自定义JRE。

1. Java 9模块化的引入与概念

模块化编程的背景

Java一直是一个面向对象的编程语言，随着时间的推移，应用程序的规模变得越来越庞大，代码的维护、性能和安全性成为了不可忽视的问题。为了改善这些问题，Java 9引入了模块化系统（Project Jigsaw），通过模块化将应用程序划分为多个模块，使得模块间的依赖关系变得清晰，并能够按需加载和优化应用程序的运行时环境。

什么是模块？

在Java 9之前，Java应用程序的组织方式主要是通过包（Package）和类（Class）来实现的。而Java 9引入的模块化机制将Java代码组织成模块（Module），每个模块可以包含类、接口、枚举等类型的成员。模块通过module-info.java文件进行定义，模块之间的依赖关系也通过该文件声明。

模块的优势

• 封装：模块化让代码更加模块化和封装，限制了模块外部对内部实现的访问。
• 依赖管理：通过明确的依赖声明，减少了不同模块之间的耦合度。
• 性能优化：通过模块化，可以根据应用需求构建自定义JRE，剔除不必要的部分，从而提高性能和减小JRE的体积。
• 安全性：模块化可以增强应用程序的安全性，明确模块间的访问权限。

2. 模块定义与模块路径

定义模块

模块的定义通过一个特殊的module-info.java文件来实现。该文件位于模块的根目录，并用于描述模块的名称、依赖关系以及对外暴露的包。模块文件的基本语法如下：

module com.example.myModule {
    // 模块依赖的其他模块
    requires java.base;  // Java标准库的基础模块（java.base是默认包含的）

    // 模块导出的包
    exports com.example.myModule.package1;
    exports com.example.myModule.package2;

    // 模块需要的服务或功能
    uses com.example.myModule.Service;
    provides com.example.myModule.Service with com.example.myModule.ServiceImpl;
}

• module：定义模块的名称，模块名称应该是唯一的。
• requires：声明该模块依赖的其他模块。
• exports：声明该模块对外暴露的包，其他模块可以通过这些包来访问模块中的类。
• uses：声明该模块使用的服务接口。
• provides：声明该模块提供的服务接口及其实现。

模块路径

Java 9引入了模块路径（Module Path），它用于替代类路径（Classpath）来指定模块的存储位置。模块路径中的每个模块都是一个独立的文件夹，包含module-info.java文件以及该模块的其他类文件。

• 编译模块：使用--module-source-path参数指定模块的源代码路径。

  javac --module-source-path src -d out $(find src -name "*.java")
  

• 运行模块：使用--module-path参数指定模块路径。

  java --module-path out -m com.example.myModule/com.example.myModule.Main
  

3. 模块之间的依赖关系

模块依赖

在Java 9的模块化系统中，模块之间的依赖关系是显式声明的，通过requires关键字指定。例如，模块A可能依赖模块B，则模块A的module-info.java文件中应包含：

module A {
    requires B;
}

• requires：定义当前模块依赖的其他模块，编译和运行时需要这些模块。可以指定transitive（继承依赖）来自动传递依赖给其他模块。

  module A {
      requires transitive B; // B也会成为A的使用者
  }
  

• requires static：定义静态依赖，仅在编译时有效，但在运行时不会被加载。

  module A {
      requires static B;
  }
  

• 模块的版本：可以指定模块的版本约束，确保某个模块的版本符合需求。

  module A {
      requires B version "1.2.0";
  }
  

访问控制

模块化系统通过exports来控制模块内部的类和包是否对外可见。通过这种方式，可以有效地实现模块的封装和访问控制。仅在module-info.java中声明了exports的包，其他模块才能访问。

• exports：声明模块对外暴露的包。

  module A {
      exports com.example.myPackage;
  }
  

• 访问限制：模块可以通过opens关键字动态暴露包给反射机制使用。例如，JUnit测试框架需要访问私有成员时，可以使用opens。

  module A {
      opens com.example.myPackage to junit;
  }
  

4. JLink工具与自定义JRE构建

JLink工具

JLink是Java 9引入的一个新工具，用于根据特定的需求构建自定义的JRE。它允许开发者选择性地将应用程序需要的模块打包到一个最小的JRE中，从而减少JRE的体积，提高启动性能。

使用JLink构建自定义JRE

1. 安装JDK和构建模块：首先，需要使用javac编译应用程序的模块，并创建模块路径。

   javac --module-source-path src -d out $(find src -name "*.java")
   

2. 使用JLink创建自定义JRE：使用JLink命令，将应用程序的模块和依赖模块打包成一个自定义的JRE。

   jlink --module-path $JAVA_HOME/jmods:out --add-modules com.example.myModule --output my-jre
   

   • --module-path：指定包含JDK模块和自定义模块的路径。
   • --add-modules：指定要包含在自定义JRE中的模块。
   • --output：指定输出目录，my-jre将是包含自定义JRE的目录。

3. 运行自定义JRE：创建的自定义JRE可以直接用于运行应用程序。

   my-jre/bin/java -m com.example.myModule/com.example.myModule.Main
   

通过JLink，你可以创建一个仅包含应用程序所需模块的JRE，减少了JRE的大小，提高了启动速度。

JRE的优势

• 减小体积：通过只包含必需的模块，定制化的JRE可以显著减少JRE的大小。
• 提高性能：减少不必要的模块和文件，提高应用程序的加载速度。
• 安全性：通过剔除不必要的模块，减少潜在的安全风险。

总结

Java 9的模块化系统为开发者提供了更加灵活、可扩展的应用程序架构设计方式。通过显式地定义模块、模块之间的依赖关系以及访问控制，模块化能够使得代码更清晰、更易维护。JLink工具的引入使得开发者可以根据具体需求构建一个精简的JRE，从而提高应用程序的性能和安全性。掌握Java 9模块化的使用，可以帮助开发者更好地组织和优化Java应用程序。

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文末

好啦，以上就是我这期的全部内容，如果有任何疑问，欢迎下方留言哦，咱们下期见。

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