走进Java 7中的模块系统

　　笔者在观看过Devoxx关于Jigsaw的一段演示后，我很兴奋，觉得它应该会是针对复杂类路径版本问题和JAR陷阱等问题的解决方案。开发者最终能够使用他们所期望的任何Xalan版本，而无需被迫使用授权机制。不幸的是，通往更加有效的模块系统的征途并不是很清晰。

　　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� �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/

　　@Version("7.0")

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

　　module org.netbeans.core;

　　最后一句表明“org.netbeans.core”模块依赖“.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。达内