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Java代码重用与模块化编程的核心概念

P粉602998670

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发布时间:2026-01-13 14:26:03

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来源于php中文网

原创

Java模块化(JPMS)是支撑大规模代码重用的基础设施,package不等于module:前者无访问控制、无依赖验证、无法封装资源;module-info.java通过requires/exports/opens显式声明依赖与可见性,exports限制public访问,opens仅允许反射访问;混用-classpath会创建隐式命名模块破坏隔离。

java代码重用与模块化编程的核心概念

Java 代码重用与模块化不是两个并列概念,而是演进关系:重用是目标,模块化(尤其是 module-info.java 引入的 JPMS)是支撑大规模重用的基础设施。没有模块边界约束的“重用”,往往退化为复制粘贴或脆弱的包级耦合。

为什么 package 不等于 module

很多人把 package 当作模块用,比如建个 com.example.utils 包放一堆静态工具类。这能实现基础复用,但存在明显缺陷:

  • package 无访问控制粒度——无法声明“只允许 A 模块调用本模块的某个类”,public 类对整个类路径可见
  • 运行时无依赖验证——即使你删了 commons-lang3 的 jar,只要没调用其类,JVM 仍能启动,错误延迟暴露
  • 无法真正封装资源——resources/ 下的配置文件、SPI 实现类默认全部对外可读可发现

module-info.java 显式声明 requiresexportsopens,让 JVM 在启动阶段就校验依赖完整性,并限制包的可访问范围。

exportsopens 的关键区别

两者都用于开放包,但语义和用途完全不同:

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  • exports com.example.api;:仅允许其他模块访问该包下的 public 类型及其 public 成员(编译期 + 运行期强约束)
  • opens com.example.config;:允许其他模块在运行时通过反射访问该包下所有类型(包括 private 字段/方法),专为序列化、测试、框架注入等场景设计
  • 若只需导出 API,绝不要用 opens 替代 exports,否则破坏封装性
module my.app {
    requires java.base;
    requires com.fasterxml.jackson.databind;
    exports com.myapp.api;        // ✅ 正常提供接口
    opens com.myapp.config;       // ✅ 允许 Jackson 反射读写 private 字段
}

模块路径(--module-path)下 classpath 的残留风险

启用模块系统后,仍混用 -cp(即 classpath)会触发隐式命名模块(unnamed module),它能读取所有其他模块的 exports,也能被所有模块读取——相当于把模块墙凿了个大洞。

  • 现象:javac --module-path mods -d out Main.java 编译成功,但运行时抛 NoClassDefFoundError,因为某依赖实际来自 classpath 而非模块路径
  • 验证方式:启动时加 --show-module-resolution,观察每个类加载自哪个模块
  • 修复原则:所有依赖(包括自己编译的模块)必须统一走 --module-path;如需兼容传统 jar,用 jar --file=xxx.jar --describe-module 检查是否含 Automatic-Module-Name

模块化真正的难点不在写 module-info.java,而在于重构已有项目时识别隐式依赖——比如一个 Utils.class 静态方法内部调用了 javax.xml.bind,而这个包在 Java 9+ 已移出 java.base,不显式 requires 就会在运行时报错。这类问题不会在编译时报出,必须靠模块化启动验证才能暴露。

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