Project Jigsaw:Module System Quick-Start Guide

「爱情、让人受尽委屈。」 2022-05-30 08:58 151阅读 0赞

# Project Jigsaw:Module System Quick-Start Guide #

[http://openjdk.java.net/projects/jigsaw/quick-start][http_openjdk.java.net_projects_jigsaw_quick-start]  
这篇文章提供了一个简单的示例，让开发者上手modules.

lunix系统中，文件路径使用/,分隔符使用:。Windows系统中，文件路径使用, ;作为路径分隔符。我这里的操作是在windows系统上。

### Greetings ###

第一个例子是名为com.greetings的module。 它能够简单的打印出“Greetings!”。这个module由两个源文件组成：module的声明（module-info.java）和main文件。

按照约定，模块的源码所在的目录是这个模块的名称。

src/com.greetings/com/greetings/Main.java

package com.greetings;
    public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println("Greetings!");
        }
    }

src/com.greetings/module-info.java

module com.greetings {}

使用如下的命令行，将源文件编译放到mods/com.greetins中：

> E:>javac -d mods\\com.greetings src\\com.greetings\\module-info.java src\\com.gre  
> etings\\com\\greetings\\Main.java  
> E:>

这里会自动创建mods\\com.greetings文件目录，我们使用如下命令来运行：

> E:>java –module-path mods -m com.greetings/com.greetings.Main  
> Greetings!  
> E:>

可以看到控制台输出了Greetings!  
–module-path是module的路径一个或者多个包含modules的目录。  
\-m是可选项，它指定主模块，斜杠后面的值是module里面的主类名。

### Greetings world ###

第二个例子修改了module声明，它声明了module org.astro.Module的依赖，同时输出org.astro的API.  
src/org.astro/module-info.java

module org.astro{ 
        exports org.astro;
    }

src/org.astro/org/astro/World.java

package org.astro;
    public class World {
        public static String name() {
            return "world";
        }
    }

src/com.greetins/com/greetings/Main.java

package com.greetings;
    import org.astro.World;
    public class Main{
        public static void main(String[] args){
            System.out.format("Greetings %s!%n", World.name());
        }
    }

src/com.greetings/module-info.java

module org.astro { 
        exports org.astro;
    }

编译modules,一次编译一个module。使用javac命令编译module com.greetings 指定module的路径，它关联的module org.astro 和其他输出包的类型都会被关联到。

E:\07_Learn\java9 eaxmple>javac -d mods\org.astro src\org.astro\org\astro\World.java
    
    E:\07_Learn\java9 eaxmple>javac -d mods\org.astro src\org.astro\module-info.java
    
    E:\07_Learn\java9 eaxmple>javac --module-path mods -d mods\com.greetings src\com.greetings\module-in
    fo.java
    
    E:\07_Learn\java9 eaxmple>javac --module-path mods -d mods\com.greetings src\com.greetings\com\greet
    ings\Main.java
    
    E:\07_Learn\java9 eaxmple>java --module-path mods -m com.greetings/com.greetings.Main
    Greetings world!

在编译module org.astro的时候有一个要注意的地方。因为在module的声明里面有输出org.astro这个包，所以要先编译这个包下的内容，即先编译World.java,否则就会报如下错误。

E:\07_Learn\java9 eaxmple>javac -d mods\org.astro src\org.astro\module-info.java
    src\org.astro\module-info.java:2: 错误: 程序包为空或不存在: org.astro
        exports org.astro;
                   ^
    1 个错误

最后的目录结构如下

├─mods
    │  ├─com
    │  │  └─greetings
    │  │      │  module-info.class
    │  │      │  
    │  │      └─com
    │  │          └─greetings
    │  │                  Main.class
    │  │                  
    │  └─org.astro
    │      │  module-info.class
    │      │  
    │      └─org
    │          └─astro
    │                  World.class
    │                  
    └─src
        ├─com.greetings
        │  │  module-info.java
        │  │  
        │  └─com
        │      └─greetings
        │              Main.java
        │              
        └─org.astro

### Multi-module compilation ###

在上一个例子中，我们将module com.greetings 和module org.astro分开编译的。  
在linux中，可以使用如下命令：

$ mkdir mods
    
    $ javac -d mods --module-source-path src $(find src -name "*.java")
    
    $ find mods -type f
    mods/com.greetings/com/greetings/Main.class
    mods/com.greetings/module-info.class
    mods/org.astro/module-info.class
    mods/org.astro/org/astro/World.class

在windos中查找文件的命令为

E:\07_Learn\java9 eaxmple>for /r src %i in (*.java) do @echo %i
    E:\07_Learn\java9 eaxmple\src\com.greetings\module-info.java
    E:\07_Learn\java9 eaxmple\src\com.greetings\com\greetings\Main.java
    E:\07_Learn\java9 eaxmple\src\org.astro\module-info.java
    E:\07_Learn\java9 eaxmple\src\org.astro\org\astro\World.java

但是一次性编译多个模块没有成功。

### Packaging ###

到现在，编译的module内容都是放在文件系统里面的。出于运输和部署的目的，将module打包成模块化的jar更便利。模块化的JAR是常规的jar文件，在它的顶级目录下有一个module-info.class文件。下面的例子生成了org.astro@1.0.jar和com.greetings.jar,放在mlib文件夹下。

E:\07_Learn\java9 eaxmple>jar --create --file=mlib\org.astro@1.0.jar --module-version=1.0 -C mods\or
    g.astro .
    
    E:\07_Learn\java9 eaxmple>jar --create --file=mlib\com.greetings.jar --main-class=com.greetings.Main
     -C mods\com.greetings .
    
    E:\07_Learn\java9 eaxmple>dir mlib
     驱动器 E 中的卷是 文档
     卷的序列号是 0005-F6CF
    
     E:\07_Learn\java9 eaxmple\mlib 的目录
    
    2018/03/08 周四  15:00    <DIR>          .
    2018/03/08 周四  15:00    <DIR>          ..
    2018/03/08 周四  15:00             1,357 com.greetings.jar
    2018/03/08 周四  14:58             1,152 org.astro@1.0.jar
                   2 个文件          2,509 字节
                   2 个目录 248,652,009,472 可用字节

使用jar –help可以看到jar命令的使用方法。

在这个例子里面，module org.astro打包指明了它的版本是1.0。Module com.greetings也被打包并指明它的主类是com.greetings.Main。我们可以执行module com.greetings 而不需要指明主类。

E:\07_Learn\java9 eaxmple>java -p mlib -m com.greetings
    Greetings world!

这个命令行里面的-p也可以换成–module-path，都表示模块路径。

可以通过jar –help来看jar命令的其他选项，其中有一个是打印被打成jar包的module的模块声明。

E:\07_Learn\java9 eaxmple>jar --describe-module --file=mlib\org.astro@1.0.jar
    org.astro@1.0 jar:file:///E:/07_Learn/java9%20eaxmple/mlib/org.astro@1.0.jar/!module-info.class
    exports org.astro
    requires java.base mandated

### Missing requires or missing exports ###

我们把上个例子中com.greetings模块里面的requires注释掉，看看会发生什么。  
src\\com.greetings\\module-info.java

module com.greetings{
         // requires org.astro;
    }

E:\07_Learn\java9 eaxmple>javac -p mods -d mods\com.greetings src\com.greetings\module-info.java src
    \com.greetings\com\greetings\Main.java
    src\com.greetings\com\greetings\Main.java:2: 错误: 程序包 org.astro 不可见
    import org.astro.World;
              ^
      (程序包 org.astro 已在模块 org.astro 中声明, 但模块 com.greetings 未读取它)
    1 个错误

我们现在再来把这个bug修复，但是将org.astro模块声明里面的exports去掉：  
src\\com.greetings\\module-info.java

module com.greetings{
         requires org.astro;
    }

src\\org.astro\\module-info.java

module org.astro{
        // exports org.astro;
    }

E:\07_Learn\java9 eaxmple>javac -d mods\org.astro src\org.astro\module-info.java src\org.astro\org\a
    stro\World.java
    
    E:\07_Learn\java9 eaxmple>javac -p mods -d mods\com.greetings src\com.greetings\module-info.java src
    \com.greetings\com\greetings\Main.java
    src\com.greetings\com\greetings\Main.java:2: 错误: 程序包 org.astro 不可见
    import org.astro.World;
              ^
      (程序包 org.astro 已在模块 org.astro 中声明, 但该模块未导出它)
    1 个错误

### Services ###

服务允许服务使用者和服务提供者之间的松散耦合。  
这个例子里面有一个服务消费者和一个服务提供者：  
\- module com.socket 提供了network sockets的API. 这个API在com.socket包里面，所以这个包是输出的。这个API是可插拔的，可以替代实现。这个服务类是同一个module里面的com.socket.spi.NetworkSocketProvider类。因此包com.socket.spi也是输出的。  
\- module org.fastsocket 是一个服务提供者模块。它提供了com.socket.spi.NetworkSocketProvider的实现。它并不输出任何包。

下面是com.socket的源码。  
src\\com.socket\\module-info.java

module com.socket{
        exports com.socket;
        exports com.socket.spi;
        uses com.socket.spi.NetworkSocketProvider;
    }

src\\com.socket\\com\\socket\\spi\\NetworkSocketProvider.java

package com.socket.spi;
    
    import com.socket.NetworkSocket;
    
    public abstract class NetworkSocketProvider{ 
        protected NetworkSocketProvider(){}
    
        public abstract NetworkSocket openNetworkSocket();
    }

src\\com.socket\\com\\socket\\NetworkSocket.java

package com.socket;
    
    import java.io.Closeable;
    import java.util.Iterator;
    import java.util.ServiceLoader;
    
    import com.socket.spi.NetworkSocketProvider;
    
    public abstract class NetworkSocket implements Closeable{ 
        protected NetworkSocket(){}
    
        public static NetworkSocket open(){
            ServiceLoader<NetworkSocketProvider> sl = ServiceLoader.load(NetworkSocketProvider.class);
            Iterator<NetworkSocketProvider> iter = sl.iterator();
            if (!iter.hasNext()){
                throw new RuntimeException("No service provider found!"); 
            }
            NetworkSocketProvider provider = iter.next();
            return provider.openNetworkSocket();
        }
    }

下面是module org.fastsocket的源码。  
src\\org.fastsocket\\module-info.java

module org.fastsocket {
        requires com.socket;
        proviides com.socket.spi.NetworkSocketProvider with org.fastsocket.FastNetworkSocketProvider;
    }

src\\org.fastsocket\\org\\fastsocket\\FastNetworkSocketProvider.java

package org.fastsocket;
    
    import com.socket.NetworkSocket;
    import com.socket.spi.NetworkSocketProvider;
    
    public class FastNetworkSocketProvider extends NetworkSocketProvider { 
        public FastNetworkSocketProvider(){}
    
        @Override
        public NetworkSocket openNetworkSocket(){
            return new FastNetworkSocket();
        }
    }

src\\org.fastsocket\\org\\fastsocket\\FastNetworkSocket.java

package org.fastsocket;
    
    import com.socket.NetworkSocket;
    
    class FastNetworkSocket extends NetworkSocket{ 
        FastNetworkSocket(){}
        public void close(){}
    }

然后将所有文件都编译

E:\07_Learn\java9 eaxmple>javac -d mods\com.socket src\com.socket\module-info.java src\com.socket\co
    m\socket\spi\NetworkSocketProvider.java src\com.socket\com\socket\NetworkSocket.java

E:\07_Learn\java9 eaxmple>javac --module-path mods -d mods\org.fastsocket src\org.fastsocket\org\fas
    tsocket\FastNetworkSocketProvider.java src\org.fastsocket\org\fastsocket\FastNetworkSocket.java  src
    \org.fastsocket\module-info.java

最后再来修改com.greetings，让它来使用API.  
src\\com.greetins\\module-info.java

module com.greetings{
         requires com.socket;
    }

src\\com.greetings\\com\\greetins\\Main.java

package com.greetings;
    
    import com.socket.NetworkSocket;
    
    public class Main{
        public static void main(String[] args){
            NetworkSocket s = NetworkSocket.open();
            System.out.println(s.getClass());
        }
    }

编译

E:\07_Learn\java9 eaxmple>javac -d mods\com.greetings -p mods src\com.greetings\*.java src\com.greet
    ings\com\greetings\*.java

最后来运行：

E:\07_Learn\java9 eaxmple>java -p mods -m com.greetings/com.greetings.Main
    class org.fastsocket.FastNetworkSocket
    
    E:\07_Learn\java9 eaxmple>

### The linker ###

jlink 是一个链接器工具，它能用来链接模块集以及它们的传递依赖，还能自定义创建模块运行时映像（参见[JEP 220][]）。

目前，这个工具要求被链接的模块是模块化的jar或JDOM格式的。JDK是以JDOM格式来构建包的。

下面的这个例子创建了一张运行时映像，包括com.greetings模块以及传递性的依赖：

E:\07_Learn\java9 eaxmple>jlink --module-path %JAVA_HOME%\jmods;mlib --add-modules com.greetings --o
    utput greetingsapp
    
    E:\07_Learn\java9 eaxmple>

linux环境下要写成

jlink --module-path $JAVA_HOME/jmods:mlib --add-modules com.greetings --output greetingsapp

–module-path 打包了的模块的路径  
%JAVA\_HOME%\\jmods 是包含java.base.jmod，其他标准还有JDK模块的文件夹。  
mlib文件夹包含com.greetings模块构建。  
jlink工具支持许多高级选项来定制生成的映像，参见jlink –help获取更多选项。

### –patch-module ###

以前开发者们修改类,例如java.util.concurrent类，会先从CVS检出，然后编译源码，最后使用-Xbootclasspath/p部署。

现在，-Xbootclasspath/p 已经被废弃了，它的模块被–patch-module代替了，用来覆盖模块中的类。它也可以用来想模块里面增加文件。javac命令也支持–patch-module选项。

下面是编译java.util.concurrent.ConcurrentHashMap的一个新版本并且在运行时使用它的例子

javac --patch-module java.base=src -d mypatches/java.base \
            src/java.base/java/util/concurrent/ConcurrentHashMap.java
    
    java --patch-module java.base=mypatches/java.base ...

### More information ###

*  [The State of the Module System][]
 *  [JEP 261:Module System][JEP 261_Module System]
 *  [Project Jigsaw][]

[http_openjdk.java.net_projects_jigsaw_quick-start]: http://openjdk.java.net/projects/jigsaw/quick-start
[JEP 220]: http://openjdk.java.net/jeps/220
[The State of the Module System]: http://openjdk.java.net/projects/jigsaw/spec/sotms/
[JEP 261_Module System]: http://openjdk.java.net/jeps/261
[Project Jigsaw]: http://openjdk.java.net/projects/jigsaw/