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标题: Java 7的模块系统，包括基本概念和一些新的功能是什么？ [打印本页]

作者: 18618120018 时间: 2014-7-22 22:26
标题: Java 7的模块系统，包括基本概念和一些新的功能是什么？
在研究确实问题之前，我们先来看一些基本概念：

模块化

模块化是解决复杂性问题很重要的工具。把应用分成不同的部分(模块、库、包、子项目和组件)，再分别进行计算，是行之有效的方式。模块化的最终目的是能定义出一套API用于模块间的沟通。

如果模块间所有的通讯都只通过这种API来实现，那么模块是松耦合的，于是：

改变某个模块的实现会很容易

开发和测试各个模块能很容易独立开来

面向对象模式也是类似的道理。在OOP中，理想的状况是拥有大量小的、可重用的、简单并分离良好的对象。在模块系统中，就可以完美地实现小的、可重用的、简单并分离良好的模块。它们的想法和最初的动机是完全一样的，只是规模有所不同。

逻辑分离

传统上，Java中有两种办法来实现模块化。逻辑分离是最自然的方式。它包括将应用程序分割成逻辑模块(子项目)，最后再部署成一个完整的应用。通过定义正确的包来实现逻辑分离也是可能的，但更通用的办法是把应用分割成一些存档文件(也就是JAR包)。逻辑分离里能促进模块的重用，有助实现模块间的松耦合。你甚至有可能定义一个API，然后宣布所有模块间的通讯都要通过这个给定的API来实现。这样的想法有个大问题，那就是你很难强破大家都采用这种限制性用法，而且没有任何一种机制能够确保这个API的用法。你也没法把那些应用通过给定模块来使用的类和作为公共API一部分的类区分开来。如果一个类是“ 公共的”，那它就可以被任何其他类使用，无论调用它的那个类属于哪个模块。另一方面，受保护的或者包级可见性的类在其模块内部的调用也有限制。通常来说，涵盖了一些包以及包中类的模块需要能够互相调用。因此即使某个应用是由一些逻辑模块组成，但如果这些模块是耦合的，那么分离也根本没有用处。

物理分离

另外一个传统的办法就是物理上的分离。你可以通过将应用分割成不同的组件，然后把每个组件部署到不同的JVM上而实现分离。这些组件间通过远程访问机制进行通讯，比如RMI、CORBA或者WebServices。物理分离实现了分离，也实现了松耦合，但负面影响是开支很大。为实现分离而专门采用远程访问机制，有点杀鸡用牛刀的味道。这会增加开发和部署不必要的复杂性，性能上所受到的影响也不能忽视的。

模块系统

模块系统的作用位于逻辑分离和物理分离之间。它强调模块分离，但各个模块仍然部署到同一个JVM中，而且模块间的通讯由简单传统的方法调用组成，因此不会有运行时的开支负担。在Java生态系统中最流行的模块框架是OSGi。它是一个成熟的规范，具有几个不同的实现。在OSGi中，模块被称作bundle，每个bundle等同于一个JAR。每个bundle也包含一个 META-INF/MANIFEST.MF文件，这个文件会宣布导出哪些包(package)以及导入哪些包。只有那些导出包中的类才能被其他 bundle所使用，而其他包都只面向包的内部成员，包里的类也只能在自身bundle中使用。

比如下面这个声明：

Manifest-Version: 1.0

Import-Package: net.krecan.spring.osgi.common

Export-Package: net.krecan.spring.osgi.dao

Bundle-Version: 1.0.0

Bundle-Name: demo-spring-osgi-dao

Bundle-SymbolicName: net.krecan.spring-osgi.demo-spring-osgi-dao

这个规范指定了名叫demo-spring-osgi-dao的bundle，它要导入包名为 net.krecan.spring.osgi.common中的类，并导出包名为net.krecan.spring.osgi.dao中的类。换句话说，这段声明表明其他模块只能使用net.krecan.spring.osgi.dao包。相反地，这个模块要使用的则只是 net.krecan.spring.osgi.common包，而且也可能会由OSGi来提供专门的模块负责导出这个包。当然你完全可以在导入和导出声明中定义多个包名。

需要特别注意的是，OSGi的模块化是构建在Java之上的。它不是语言的一部分!这里的模块分离虽然可以由GUI来执行，但不可以由编译器来执行。运行基于OSGi的应用时，你会需要一个OSGi的容器。这个容器可能是运行时环境的一部分，比如在Spring DM服务器中，也可能是嵌入在应用程序中的。这个容器不仅负责提供分离，也提供了其他诸如安全、模块管理和生命周期管理之类的服务。OSGi还提供大量其他有趣的特性，但这些并不是本文所要关注的。

关于JSR-277曾经有很多争议，这个JSR一度跟OSGi有部分重复。连续好几个月，双方的专家都极力辩论谁更优秀，直到JSR-277被宣布放弃，而新的模块系统将会是Java 7的一部分。

JSR-294

这个新的模块系统的第一部分就是JSR-294，即所谓的超级包。也正是这个规范阐释了Java语言的模块部分的概念。

JSR-294引入了新的可见性关键字“module”。如果一个成员拥有这样的可见性，那就意味着它只对同一模块中的成员可见。它会创建一个内部的 API，只有模块本身能调用。就此看来，“public”关键字应当只在声明一个公共的API时才用。而在其他情况下，应当使用“module”或者有更多限制的可见性关键字。当然，一旦语言中有了“module”关键字，那么模块之间的可见性限制将会由编译器来负责检查。

JSR-294也允许定义依赖性。你可以在某个给定版本中，定义某个模块依赖于另一模块。比如：

//org/netbeans/core/module-info.java

@Version("7.0")

@ImportModule(name="java.se.core", version="1.7+")

module org.netbeans.core;

最后一句表明“org.netbeans.core”模块依赖“java.se.core”的1.7版本或者更高。这类似于Maven的依赖性或者 OSGi的导入。你也可以暂时不要管这些语法，因为将来语法可能会另有变化。重要的是，这儿的依赖是在module-info.java中定义的，会被编译成class文件。而OSGi中，依赖则是在普通的文本文件中定义的。

Jigsaw项目

Jigsaw项目是这个新模块系统的第二部分。我预计它会是JSR-294特定于Sun的实现，也会是Sun JDK的模块化实现。既然创建完整的JDK模块化是有必要的，Sun就希望把标准库分装成模块。这直接简化了JRE中的内容整合。整个JRE除了Swing之外的所有内容因此都能够在移动设备上运行。它还有可能为语言引入新的标准API，而无需再等待整个平台的新版本发布。目前看起来，这个项目绝对有希望实现。

但我对此还有个担忧，那就是，a >专有的Jigsaw和JSR标准之间的关系并不清晰，正如Mark Reinhold所说的：

对Jigsaw的投入无疑会创建出一个简单的、低层次的模块系统，它的设计会严格地朝着JDK模块化的目标而发展。开发人员可以把这个模块系统运用到他们的代码中去，Sun对这个模块系统也会是绝对的支持，但它不会是Java SE 7平台规范的官方部分，也可能不会被其他SE 7实现所支持。

这段话说的不是很清楚，当中有很多疑问。他的意思是说创建的模块只能在Sun JRE中运行吗?还是想说，如果开发者写了“@ImportModule(name="java.se.core", version="1.7+")”，那么这个模块只能在Sun JRE中运行，而不能在IBM JRE环境中运行吗?或者他的意思是不是说Sun会以某种方式把它的JRE分割成许多模块，而Oracle会选择另外的方式去分割吗?(译者注：至少现在看来，不太会有这样的可能了，因为Oracle刚刚收购了Sun)。我们希望都不是，因为还有“编写一次，到处运行”的原则。

细究起来问题更多。我们并不清楚Jigsaw项目的主要目标是什么。据项目本身所宣布的主要目标来看，它要实现的是Sun JRE的模块化，但如果纯粹是要实现模块化的话，就不需要对语言做任何改变。Sun可以对JRE进行模块化，而不修改Java语言本身。

这些语言上的变化会不会成为Sun JRE模块化带来的副产品?如果是，那就彻底错了!语言变化必须是一等公民，而不是专属的副产品。

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