初探模組

Java SE 9 以後的重大特性之一是模組平臺系統，模組跟 Java 程式語言本身沒有關係，而是為了管理程式庫的功能封裝，以及管理程式庫間的相依性等需求而存在。

JVM 與 module-path

如果你基於 A 程式庫撰寫了新的程式庫，接著有同事想要使用你的程式庫，而你不想要他直接呼叫 A 程式庫的相關功能，以免他撰寫的程式直接依賴在 A 程式庫上，就目前你知道的知識來說，只要類別路徑上可以找得到 A 程式庫的相關類別，他就可以呼叫相關功能，日後程式庫之間錯綜複雜的相依性就從此開始了。

當然，Java 生態圈 20 幾年來，也為了這樣的問題提出了解決方案，也有第三方（Third-party）的模組系統，而為了要統一模組平臺的規格，以及為 Java SE 平臺瘦身（讓小型運算裝置可以依需求下載必要的模組而不是整個 JRE）、改進安全等因素，Java SE 9 決定納入模組平台系統成為標準之一。

那麼就來開始建立第一個模組吧！首先看看，一個未支援模組的程式專案要如何設定，才能使之成為模組。請複製範例檔資料夾 的 Hello2 資料夾至 C:\workspace，Hello2 中有個 src 資料夾，其中有 cc\openhome\Main.java 檔案：

package cc.openhome;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World");
    }
}

可以使用底下的指令來編譯並執行程式：

javac -d classes src/cc/openhome/Main.java
java -cp classes cc.openhome.Main

這是基於類別路徑的方式，若想要設定它為模組，第一件事是決定模組名稱，這邊假設模組名稱為 cc.openhome， 建議建立一個與模組名稱相同的資料夾，然後其中依套件設定的階層放入原始碼，在這邊可以在 src 中建立 cc.openhome 資料夾，然後將原先 src 中的 cc 資料夾放到 cc.openhome 資料夾：

接下來，在 cc.openhome 資料夾建立 module-info.java 並撰寫底下內容：

module cc.openhome {}

這麼一來，在原始碼層面上，你就建立了第一個模組了，雖然 module-info.java 的副檔名為 .java，它實際上只是個設定檔，其中的 module 關鍵字僅在這個設定檔中進行設定之用，不是 Java 程式語言的一部份，副檔名為 .java，單純只是為了相容性，讓 javac 等工具程式易於處理這個設定檔罷了。

module 關鍵字定義了模組名稱為 cc.openhome，除此之外 沒有其他設定，這表示目前只能存取同一模組以及 Java 標準 API 的 java.base 模組，java.base 模組包含了像是 java.lang 等常用的套件；言下之意也表示，日後必要的話，可以在 module-info.java 中設定自己的模組可以公開哪些 API，或者是依賴在哪個模組之上。

那麼來編譯程式碼吧！可以將編譯出來的類別放在 mods 資料夾中對應模組名稱的資料夾之中：

C:\workspace\Hello2>javac -d mods/cc.openhome src/cc.openhome/module-info.java

C:\workspace\Hello2>javac -d mods/cc.openhome src/cc.openhome/cc/openhome/Main.java

C:\workspace\Hello2>

mods 中的 cc.openhome 就是完成編譯的模組，其他開發者若要使用此模組，可以在執行 java 時，透過 --module-path（或縮寫 -p）指定模組路徑。

由於 Main.java 撰寫了程式進入點，如果想執行它的話，可以透過 --module 或縮寫 -m 指定模組的程式進入點，例如：

C:\workspace\Hello2>java --module-path mods -m cc.openhome/cc.openhome.Main
Hello, World

在完全吻合名稱前要指定模組名稱，然而，這僅僅只是工具層面的需求，在程式碼撰寫上，使用模組的 API，不用進行任何變更。

cc.openhome.Main 也可以基於類別路徑來使用，方式與先前小節的說明是相同的，例如：

C:\workspace\Hello2>java -cp mods\cc.openhome cc.openhome.Main
Hello, World

按照規範，在類別路徑下被發現的類別，會自動歸類為未具名模組（Unnamed module），目前只要知道，基於相容性，未具名模組可以讀取其他模組；相對地，在模組路徑下被發現的類別，會是屬於某個具名模組（Named module），例如先前 --module-path 指定的 mods 中，cc.openhome 模組就是一種命名模組，名稱為 cc.openhome。

編譯器與 module-path

假設現在基於某個原因，想將範例檔資料夾中 Hello1 的成果拆分為兩個模組，其中 cc.openhome.util 模組將會包含 cc.openhome.util.Console 類別，而 cc.openhome 模組將會包含 cc.openhome.Main，並依賴在 cc.openhome.util 模組的 cc.openhome.util.Console 類別，最後仍能夠執行顯示出「Hello, World」，該怎麼做呢？

基本上，可以如上建立起對應的資料夾與對應的 module-info.java，不過，這次必須在 module-info.java 做點設定，為了練習時的方便，可以直接複製範例檔資料夾中 Hello3 資料夾至 C:\workspace，其中已經建立好兩個模組應有的資料夾及 module-info.java 了，不過 module-info.java 還沒有任何額外的設定。

先來處理 cc.openhome.util 模組，為了讓其他模組能使用此模組下的 API，必須在 module-info.java 中使用 exports 宣告哪些套件是可公開的，因此請開啟 Hello3/src/cc.openhome.util/module-info.java 檔案，並如下進行設定：

module cc.openhome.util {
    exports cc.openhome.util;
}

現在模組中 cc.openhome.util 套件的 API，可以被其他模組使用，現在對 cc.openhome.util 模組進行編譯：

C:\workspace\Hello3>javac -d mods/cc.openhome.util src/cc.openhome.util/module-info.java

C:\workspace\Hello3>javac -d mods/cc.openhome.util src/cc.openhome.util/cc/openhome/util/Console.java

C:\workspace\Hello3>

因為 cc.openhome 模組依賴在 cc.openhome.util 模組，必須在 cc.openhome 模組的模組描述檔，使用 requires 宣告依賴的模組，請開啟 Hello3/src/cc.openhome/module-info.java，並如下進行設定：

module cc.openhome {
    requires cc.openhome.util;
}

接著對 cc.openhome 模組進行編譯，然後執行顯示 Hello, World：

C:\workspace\Hello3>javac --module-path mods -d mods/cc.openhome src/cc.openhome/module-info.java

C:\workspace\Hello3>javac --module-path mods -d mods/cc.openhome src/cc.openhome/cc/openhome/Main.java

C:\workspace\Hello3>java --module-path mods -m cc.openhome/cc.openhome.Main
Hello, World

在使用 javac 進行編譯時，也可以使用 --module-path 指定模組路徑，模組路徑下各模組的模組描述檔，包括了模組 API 的依賴、否存取關係，依此決定可否通過編譯。

編譯器與 module-source-path

在使用 javac 時，--module-source-path 可以指定模組的原始碼路徑，以方才的範例來說，若不想分別對 cc.openhome.util 與 cc.openhome 模組分別進行編譯，只要如下指定 --module-source-path 就可以了：

C:\workspace\Hello3>javac -d mods --module-source-path src src/cc.openhome/cc/openhome/Main.java

C:\workspace\Hello3>java --module-path mods -m cc.openhome/cc.openhome.Main
Hello, World

使用 --module-source-path 指定模組的原始碼路徑時，由於原始碼可能來自多個模組，因此搭配的 -d 引數在指定路徑時，只需要指定頂層資料夾，編譯器會自行建立起對應於模組名稱的資料夾。

在能夠運用 --module-path 與 --module-source-path 引數之後，搭配 -d 引數時，本來就只需指定頂層資料夾，方才只是個循序漸進的過程，讓你逐步瞭解 --module-path 與 --module-source-path 的作用，也就是說，如下編譯 cc.openhome.util 及 cc.openhome 模組就可以了：

C:\workspace\Hello3>javac -d mods --module-source-path src --module-path mods src/cc.openhome.util/cc/openhome/util/Console.java

C:\workspace\Hello3>javac -d mods --module-source-path src --module-path mods src/cc.openhome/cc/openhome/Main.java

C:\workspace\Hello3>