Java 9的模塊化--壯士斷"腕"之涅槃
2017年，Java誕生22周年!
今天介紹一個Java 9的功能，模塊化(Modular);這可能使Java有史以來***的Feature，它將自己長期依賴JRE的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變成以Module為基礎(chǔ)的組件，這感覺就像一個壯士，需要把自己的胳膊，腿等，一個個拆下來，并且還能夠正常運行工作，難度可想而知。雖然，Java 9尚未發(fā)布，但這個功能讓人期盼和煎熬了好多年了。
從1995年的***天起，Java帶著一個口號，“Write once , Run anywhere” ，一路走來，從學(xué)院派的實驗語言，變成開發(fā)者最青睞的語言，然后成為企業(yè)開發(fā)的統(tǒng)一語言，二十弱冠。時光如斯，Java也從一個創(chuàng)新的語言，慢慢變成一種“傳統(tǒng)”，“老舊”，“經(jīng)典”語言，同時也接受很多新鮮語言的挑戰(zhàn)，例如Go，Scalar等。
Java從來就不是一種***的語言：GC的效率總是給高并發(fā)程序員帶來不少痛苦和調(diào)整，Classpath地獄總是讓很多錯誤詭異的發(fā)生，高級語言特性總是在JCP(Java Community Process)里面踢皮球而無法落地，異步模式的多線程編程總是有陡峭的學(xué)習(xí)曲線，Oracle JDK和OpenSDK總是有扯不清楚的關(guān)系，孤芳自傲且讓人崩潰的J2EE框架。
但是，我還是最喜歡Java編程語言，不僅因為使用了20年，更有兩個原因：
- Java的生態(tài)：幾乎所有開發(fā)庫都支持Java語言，Java是打開程序世界的鑰匙
- Java語言的開源：Java源代碼設(shè)計流暢，可以學(xué)到很多設(shè)計技能
模塊化從Java 7就開始計劃推出 ，但由于其過于復(fù)雜，不斷跳票 Java 7和Java 8，終于計劃在Java 9中推出，我們一起拭目以待吧! 目前，Java 9的功能基本開發(fā)完畢，剩下半年的時間，解決各種Bug。下面是Java 9的時間表!
Java 9中最重要的功能
Java 9中最重要的功能，毫無疑問就是模塊化(Module)，代碼名字叫做Jigsaw(拉鋸)，這個拉鋸項目拉了幾年，終于要把龐大冗余的Java鋸成一個個的Module，方便開發(fā)和部署。熟悉Java的同學(xué)，都知道JRE有一個超級大rt.jar(例如，Java 8的rt.jar中有65M)，運行一個hello world，你也需要一個數(shù)百兆的JRE環(huán)境，如果在J2EE環(huán)境，情況將變得復(fù)雜無比。另外，如果你沒有深受Classpath Hell所害，說明你還不是一個深度Java程序員 ,呵呵 。
模塊化的功能有幾個目的：
- 讓Java的SE程序更加容易輕量級部署
- 改進組件間的依賴管理，引入比Jar粒度更大的Module
- 改進性能和安全性
如果用更加簡單解釋，那就是“解決Classpath地獄問題，改進部署能力”。Module的內(nèi)容比較多，為了由淺入深，我按照一些問題和我的理解來介紹模塊化。
1.什么是Java Module(模塊)
模塊就是代碼和數(shù)據(jù)的封裝體，代碼是指一些包括類型的Packages。Package是一些類路徑名字的約定，而模塊是一個或多個Packages組成的一個封裝體。
2. 模塊的代碼例子
模塊的是通過module-info.java進行定義，編譯后打包后，就成為一個模塊的實體;在模塊的定義文件中，我們需要指定模塊之間的依賴靠關(guān)系，可以exports給那些模塊用，需要使用那些模塊(requires) 。下面是一個例子：
- module com.foo.bar {
- requires org.baz.qux;
- exports com.foo.bar.alpha;
- exports com.foo.bar.beta;
- }
- META-INF/
- META-INF/MANIFEST.MF
- module-info.class
- com/foo/bar/alpha/AlphaFactory.class
- com/foo/bar/alpha/Alpha.class
- ...
3.JDK8 和JDK9有什么不一樣?
JDK8的JRE的部署是一個單體模式，一個超大的rt.jar(大約60多兆)，tools.jar也有幾十兆，即使使用一個Hello Worlds，你也需要一整套上百兆的JRE環(huán)境。
JAVA 9 引入模塊后，將所有的類組織成模塊形式，模塊之間有著優(yōu)美的依賴關(guān)系(至少現(xiàn)在很整齊，不知道過幾個版本會不會繼續(xù)保持優(yōu)雅)。
Java 8的包之間的依賴關(guān)系
Java9的依賴關(guān)系(模塊之間依賴關(guān)系)
4. Public 不再意味著Accessible(可訪問了)
模塊之間的關(guān)系被稱作readability(可讀性)，代表一個模塊是否可以找到這個模塊文件，并且讀入系統(tǒng)中(注意：并非代表可以訪問其中的類型)。在實際的代碼，一個類型對于另外一個類型的調(diào)用，我們稱之為可訪問性(Accessible)，這意味著可以使用這個類型; 可訪問性的前提是可讀性，換句話說，現(xiàn)有模塊可讀，然后再進一步檢測可訪問性(安全)。
在Java 9中， Public不再意味著任意的可訪問性!
5.什么是模塊的Transitive 引用(間接引用)
舉個例子：
因此標(biāo)記了transitive可以可以提供一個間接可讀性。在myapp中，可以直接引用Logger類了。
6. Module 和Maven是什么關(guān)系
看完Module，這么詳細的表達依賴關(guān)系，是不是和什么軟件很相似?是不是想起了Maven還是Gradle? 仔細想象，Modular和它們還是不一樣的。
- Modular是系統(tǒng)內(nèi)置用于表述組件之間的關(guān)系，對于版本的管理還是處于最原始的狀體。它管理一種強制的依賴關(guān)系。
- Maven有兩個核心功能 a) 組件的依賴管理，特別是版本的管理，這種依賴是邏輯上的，并非強制的 b)管理開發(fā)過程中的各種任務(wù)，初始化，測試等等。
7. JLink介紹
JLink是將Module進行打包的工具，幫助目標(biāo)機器的部署。打包后的文件將非常精簡。
8. Module的原理和實現(xiàn)
在內(nèi)部實現(xiàn)中，整個過程非常繁瑣復(fù)雜，大概有幾件事情;
a)將系統(tǒng)內(nèi)部類進行模塊化
這樣不用在區(qū)分太多J2ME, J2SE，J2EE了，大家都是用模塊作為溝通語言。這需要整理所有的類和它們調(diào)用關(guān)系，調(diào)用頻次等，把系統(tǒng)類模塊化，這可能最復(fù)雜的一部分，不過結(jié)果是***的。
b) 將ClassLoader分級
將ClassLoader分為三個級別，Bootstrap Loader具有***優(yōu)先級和權(quán)限，主要是核心的系統(tǒng)類;Platform Loader用于擴展的一些系統(tǒng)類，例如SQL,XML等;Application Loader主要用于應(yīng)用程序的Loader。在這三個級別的Loader下面有一個統(tǒng)一Module 管理，用于控制和管理模塊間的依賴關(guān)系，可讀性，可訪問性等。 注意，ClassLoader在Java 9中的類裝載邏輯和之前一樣，但是，通過模塊管理系統(tǒng)，ClassLoader.FindClass的能力，將被限制在readable&accessible的條件下，而不是之前的簡單的Public條件。
好了，啰嗦了這么多，期待一個簡單好用的Java 9，希望今年能真正用上。
【本文為51CTO專欄作者“歐陽辰”的原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系作者本人獲取授權(quán)】
