要點
- 通過模塊化的方式開發應用程序，實現更好的設計，如關注點分離和封裝性。
- 通過Java平臺模塊化系統（JPMS），開發者可以定義他們的應用程序模塊，決定其他模塊如何調用他們的模塊，以及他們的模塊如何依賴其他模塊。
- 對於已經使用了其他模塊系統（如Maven或Gradle）的應用程序來說，還是有可能再加入JPMS。
- JDK爲開發者提供了一些工具，用於將現有的代碼遷移到JPMS。
- 應用程序代碼仍然可以依賴Java 9之前的類庫，這些類庫的jar包被看成是一種特別的“自動化”模塊，從而簡化了向Java 9遷移的工作。
這篇文章提供了一個學習案例，演示一個真實的應用程序需要做出哪些變更才能遷移到JPMS。當然，要使用Java 9不一定要做這些事情，不過對於Java開發者來說，瞭解模塊化系統（通過被叫作Jigsaw）無疑是一個非常重要的技能。
我將會演示如何一步步地使用新的Java模塊化系統來重構一個基於Java 8的應用程序。
下載Java 9
首先要下載和安裝最新版本的JDK 9，目前只有搶先預覽版（這裏使用的是9-ea+176版本）。在全面瞭解Java 9之前，你可能不希望把它作爲系統的默認Java版本。所以，你可以不改變原先的$JAVA_HOME環境變量，而是創建一個新的變量$JAVA9_HOME，並把它指向新安裝的JDK目錄。我將在這篇文章裏使用這個新變量。
關於使用Java 9要做的其他一些步驟，可以參看其他現成的教程。我們主要還是討論模塊化組件，不過你也可以參考Oracle的遷移指南。
模塊化
關於Java 9，你會經常聽到人們談論Jigsaw項目，也就是Java的新模塊化系統。關於Jigsaw已經有很多相關教程，而這篇文章將介紹如何使用JPMS對已有代碼進行遷移。
要使用Java 9，並不一定要在代碼裏添加模塊化，這一點讓很多開發者都感到驚訝。開發者在使用Java 9時最爲關注的一點或許是內部API的封裝性，雖然這個會影響到開發者，但這並不意味着要使用Java 9就一定要完全擁抱模塊化。
要利用好JPMS，有很多工具可以幫到你，比如jdeps依賴分析器、Java編譯器和你所使用的IDE。
我不會在這裏講解如何將應用程序拆解成模塊，如果一開始沒有做好模塊化規劃，後續就會變得很困難（JDK的模塊化拆解就花了好幾年的時間）。相反，我假設你的應用程序已經是按照小型的部件組織在一起的，它們可能是Maven模塊或者Gradle子項目，又或者是IDE裏的子項目或模塊。
你會發現，在很多教程裏，包括Jigsaw的入門指南，都會假設一個如下所示的項目結構。
圖1
項目裏有一個單獨的src目錄和一個單獨的test目錄，其他所有模塊都是這兩個目錄的子目錄。這個與Maven或Gradle的結構不太一樣，它們的每個模塊都有自己的src目錄和test目錄。不過好在你不一定要重新組織整個應用程序的代碼結構（也不需要讓你的構建工具重新去理解這種結構），你可以繼續使用Maven或Gradle的結構，只要你知道在不同的教程裏可能使用了不同的結構。關鍵是你要知道應用程序的根目錄是哪一個——在Maven或Gradle裏，根目錄就是src目錄和test目錄。
圖2
你要做的第一件事情是在模塊的根目錄放置一個module-info.java文件，用來定義模塊的名字。你可以手動創建這個文件，也可以讓IDE幫你創建這個文件。圖3展示了我的模塊的module-info.java文件：
圖3
現在在IDE裏編譯項目，或者在src目錄通過命令行來編譯模塊：
> "%JAVA9_HOME%"\bin\javac -d ..\mods\service module-info.java com\mechanitis\demo\sense\service\*.java
com\mechanitis\demo\sense\service\config\*.java這個時候你會發現有很多編譯錯誤（如圖4所示）。
圖4
總共有27個錯誤，或許你會感到很驚訝，之前這個項目完全可以編譯並正常運行，但在添加了一個module-info.java文件之後就無法編譯了。問題在於，我們現在要顯式地指定我們的模塊所依賴的其他模塊。這些模塊包括JDK的模塊、我們自己創建的其他模塊，或者來自外部依賴的模塊（在這裏我們需要自動模塊）。
jdeps依賴項分析器可以幫助我們確定需要在module-info.java裏聲明哪些模塊。爲了讓程序運行起來，你需要一些東西：
一個包含模塊代碼的jar包，或者一個包含class文件的目錄。要注意，在上一步編譯之後根本得不到class文件，你需要先移除module-info.java文件後重新編譯才能得到需要的class文件。
模塊代碼的類路徑。如果你習慣了在IDE裏運行程序，並使用了Maven或Gradle來管理依賴，可能就很難找到或設置類路徑。在IntelliJ IDEA裏，你可以在運行窗口中看到類路徑。如圖5所示，我把滾動條滾動到適當的位置，然後把藍色字體的內容拷貝出來。
圖5
現在我們可以運行jdeps，並使用Java 9的一些標記：
> "%JAVA9_HOME%"\bin\jdeps --class-path %SERVICE_MODULE_CLASSPATH% out\production\com.mechanitis.demo.sense.service最後一個參數是包含了class文件的目錄。在運行這個命令的時候，我們會得到如下的輸出。
split package: javax.annotation [jrt:/java.xml.ws.annotation, C:\.m2\...\javax.annotation-api-1.2.jar]
com.mechanitis.sense.service -> java.base
com.mechanitis.sense.service -> java.logging
com.mechanitis.sense.service -> C:\.m2\...\javax-websocket-server-impl-9.4.6.jar
com.mechanitis.sense.service -> C:\.m2\...\javax.websocket-api-1.0.jar
com.mechanitis.sense.service -> C:\.m2\...\jetty-server-9.4.6.jar
com.mechanitis.sense.service -> C:\.m2\...\jetty-servlet-9.4.6.jar
com.mechanitis.sense.service -> com.mechanitis.sense.service.config com.mechanitis.sense.service
com.mechanitis.sense.service -> java.io java.base
com.mechanitis.sense.service -> java.lang java.base
com.mechanitis.sense.service -> java.lang.invoke java.base
com.mechanitis.sense.service -> java.net java.base
com.mechanitis.sense.service -> java.nio.file java.base
com.mechanitis.sense.service -> java.util java.base
com.mechanitis.sense.service -> java.util.concurrent java.base
com.mechanitis.sense.service -> java.util.concurrent.atomic java.base
com.mechanitis.sense.service -> java.util.function java.base
com.mechanitis.sense.service -> java.util.logging java.logging
com.mechanitis.sense.service -> java.util.stream java.base
com.mechanitis.sense.service -> javax.websocket javax.websocket-api-1.0.jar
com.mechanitis.sense.service -> javax.websocket.server javax.websocket-api-1.0.jar
com.mechanitis.sense.service -> org.eclipse.jetty.server jetty-server-9.4.6.jar
com.mechanitis.sense.service -> org.eclipse.jetty.servlet jetty-servlet-9.4.6.jar
com.mechanitis.sense.service -> org.eclipse.jetty.websocket.server javax-websocket-server-impl-9.4.6.jar
com.mechanitis.sense.service -> org.eclipse.jetty.websocket.server.deploy javax-websocket-server-impl-9.4.6.jar
com.mechanitis.sense.service.config -> java.lang java.base
com.mechanitis.sense.service.config -> java.lang.invoke java.base
com.mechanitis.sense.service.config -> javax.websocket javax.websocket-api-1.0.jar
com.mechanitis.sense.service.config -> javax.websocket.server javax.websocket-api-1.0.jar這些是分裂包（split pacakge）的警告信息，說明相同的包名出現在兩個不同的模塊或jar文件裏。在我們的例子裏，相同的包名同時出現在了java.xml.ws.annotation（來自JDK）和javax.annotation-api.jar裏。這些信息還包含了我的模塊所使用的所有包名，以及這些包所在的模塊或jar文件。我可以使用這些信息來創建module-info.java文件：
module com.mechanitis.demo.sense.service {
requires java.logging;
requires javax.websocket.api;
requires jetty.server;
requires jetty.servlet;
requires javax.websocket.server.impl;
}java.base包含了幾乎所有的JDK基本類庫，不過我不需要顯示地聲明它，因爲它是默認包含的。我甚至不需要知道外部依賴項的自動模塊名稱。
自動模塊
Java 9和JPMS考慮到大部分的代碼在一開始並不會使用JPMS（例如並沒有通過module-info.java來定義依賴和權限從而實現完全的模塊化）。爲了解決這個問題並簡化遷移工作，你的模塊化代碼仍然可以使用jar包依賴（這些jar包不是真正的模塊）。這些jar包被稱爲自動模塊，它們內部的包名可以被自由訪問，只要它們處在類路徑裏，你就可以像以前那樣隨意訪問它們。對於開發者來說，我們唯一要做的就是找出它們的名字。默認情況下，它們的名字一般就是去掉了版本號的jar包文件名。例如，jetty-server-9.4.1.v20170120.jar對應的自動模塊名就是jett.server（使用點號代替了破折號）。
注意：最新版本的Java 9允許開發者通過jar包的manifest屬性“Automatic-Module-Name”指定自動模塊的名字，所以你可以通過檢查jar包來找出模塊名。
使用我們的新模塊
現在我的代碼可以通過編譯，接下來讓我們來遷移另一個模塊。先創建一個空的module-info.java文件，圖6顯示了新的編譯錯誤。
圖6
要修復這些錯誤非常簡單，只要更新module-info.java文件就可以了：
module com.mechanitis.demo.sense.service {
requires java.logging;
requires javax.websocket.api;
requires jetty.server;
requires jetty.servlet;
requires javax.websocket.server.impl;
exports com.mechanitis.demo.sense.service;
}重新編譯後生成另一個錯誤：
Error:(3, 33) java: package com.mechanitis.demo.sense.service is not visible
(package com.mechanitis.demo.sense.service is declared in module com.mechanitis.demo.sense.service, but module com.mechanitis.demo.sense.user does not read it)
這說明要爲user模塊聲明service模塊：
module com.mechanitis.demo.sense.user {
requires com.mechanitis.demo.sense.service;
}然後就可以正常編譯模塊，併成功運行user服務。
結論
我們演示瞭如何重構一個已有的應用程序，讓它用上JPMS。將應用程序拆分成模塊是有好處的，將應用程序遷移到JMPS也是一件很有意義的事情，不過在這樣做之前要先確定這樣確實能給你帶來好處。