Java9新特性Module模組化程式設計範例演繹

2022-03-15 19:00:38

一、什麼是Java module？

與Java 中的package有些類似，module引入了Java程式碼分組的另一個級別。每個這樣的分組（module）都包含許多子package包。通過在一個模組的原始碼檔案package的根部，新增檔案module-info.java來宣告該資料夾及其子資料夾為一個模組。該檔案語法如下：

 module xxx.yyy{
  ....
 }

其中xxx.yyy是模組module宣告的名稱，不是package名稱。

二、模組匯出package

檔案module-info.java可以指定該模組下面的哪些package對外可見、可存取。通過一個新的關鍵字exports來實現該功能。

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

com.zimug.java9代表一個package。

需要注意的是：即使給定package包中的類是public的，如果未通過’exports’顯式匯出其程式包，則它們在模組外部也是不可見的（在編譯時和執行時都是如此）。

三、模組匯入package

如果另一個模組想要使用被匯出的package包中的類，可以用requires關鍵字在其module-info.java檔案中來匯入（讀取）目標模組的package包。

module def.stu{ requires xxx.yyy;}

四、Java module的意義

在筆者看來，Java 9引入module 模組化管理系統，更多的是從安全性的角度考慮。Java 程式碼中90%以上的漏洞都是由反射和存取許可權控制粒度不足引起的，Java 9的模組化系統正好能解決這個問題。Java 9 module提供另一個級別的Java 程式碼可見性、可存取性的控制。

比如說：我們都知道當一個class被修飾為private的時候，意味著這個類是內部類。對於頂級類(外部類)來說，只有兩種修飾符：public和預設(default)。這也就意味著一個問題，有些public class我們本來是打算在jar包定義的範圍內使用的，但是結果卻是任何引入了這個jar的專案都可以使用這個jar裡面所有的public class程式碼。

也就是我們的原意是在有限範圍內提供公開存取，結果卻是無限制的對外公開。在引入Java 9模組化之後，可以實現有限範圍內的程式碼public存取許可權，將程式碼公開區分為：模組外部有限範圍的公開存取和模組內部的公開存取。

五、範例

在此範例中，我將建立兩個模組“ common.widget”和“ data.widget”，並將它們放置在單個資料夾“ modules-examples/src”下。檔案“ module-info.java”將放置在每個模組的根資料夾下。
檔案及目錄格式如下：

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

第一個模組

本程式碼檔案目錄：

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

這個package在後文中沒有被exports。

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

本程式碼檔案目錄：

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

這個package在後文中被exports了。

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

模組匯出，本程式碼檔案目錄：modules-example/src/common.widget/module-info.java。只匯出com.zimug包,沒有匯出 org.jwidgets包。匯出的模組名稱為common.widget

module common.widget{
  exports com.zimug;
}

第二個模組

模組匯入common.widget，本程式碼檔案目錄：modules-example/src/data.widget/module-info.java

module data.widget {
  requires common.widget;
}

使用匯入模組common.widget中的package:com.zimug。本程式碼檔案路徑：

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");
  }
}

正常編譯執行，結果如下：

Test Object

嘗試使用未被exports的package程式碼

由於包“ org.jwidgets”尚未通過“ common.widget”模組匯出，因此另一個模組“ data.widget”無法使用該package包下的類SimpleRenderer。我們做一個反例，看看會發生什麼：

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

編譯報錯資訊如下：

D:modules-examplesrcdata.widgetcomexampleComponent.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

正如我們所看到的，未被exports的package下面的class即使是public的也不能被存取。

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