JPMS：Java 平台模块系统（Java Platform Module System）-马育民老师

**提示：**目前maven上的库，大部分不支持JPMS

# 介绍

从 **Java 9** 正式引入，Java Platform Module System，缩写：**JPMS**，也叫 **Jigsaw 项目**

### 目标

**把庞大的 JDK 拆成模块、强封装、显式依赖、控制访问边界**，解决传统JAR包“类路径地狱（classpath hell）”、包随意访问、无法声明依赖等问题。

# 传统ClassPath的痛点

1. **所有类都在扁平的classpath**，没有版本隔离，多个版本jar冲突直接覆盖
2. **包访问权限不可控**：只要在classpath，就能反射访问其他包非 `public` 类
3. **无法显式声明依赖**，运行时报类缺失，编译期不知道需要哪些jar
4. JDK本身是一个巨大整体，哪怕只写简单程序也要加载整个 `rt.jar`

### 例子

1. 所有类都在扁平classpath，没有版本隔离，多版本jar冲突直接覆盖
👉 **业务/第三方jar（程序员项目里引入的jar包）**
classpath是一个扁平列表，例如：
`lib/guava-18.jar, lib/guava-21.jar`
两个版本同时放进去，**类加载顺序决定哪个生效，另一个版本的类直接被“掩盖”**，也就是经典Jar Hell。

2. 包访问权限不可控：只要在classpath，就能反射访问其他包非public类
👉 **业务jar、第三方jar、JDK rt.jar，全部都有这个问题**
只要类在classpath，就算是包私有、private类，代码都可以通过反射强行访问。

- 业务库：可以直接反射调用第三方库内部实现类（破坏封装，升级容易崩）
 - JDK：可以反射访问`sun.misc.Unsafe`这类JDK内部API。Java9就是**靠模块化把JDK内部包封闭起来，禁止外部模块访问。**

3. 无法显式声明依赖，运行时报类缺失，编译期不知道需要哪些jar
👉 **程序员应用项目（业务+第三方jar）**
传统Maven/Gradle是**构建工具层面的依赖**，**不是Java语言层面的依赖**。

- Maven只是下载jar；
 - JVM本身完全不知道A.jar依赖B.jar；
你丢少一个jar，编译可能过（IDE带依赖），打包运行才抛`ClassNotFoundException`。
> JDK内部类之间的依赖是固定写死在rt.jar里，不存在这个痛点。

4. JDK本身是一个巨大整体，哪怕简单程序也要加载整个rt.jar
👉 **纯指JDK自带类库（Java8及更早）**
Java8及以前，全部JDK核心类都打包在`rt.jar`，哪怕你只写一行`System.out.println()`，JDK也带着整个rt.jar。JPMS把rt.jar拆成几十个小JDK模块（java.base、java.sql等），支持jlink裁剪，只打包需要的模块。

### 解决

JPMS引入**模块（Module）**，每个模块有独立的名字、依赖列表、导出包，实现**强封装+依赖声明**。

JPMS的设计思路：

1. 先**把JDK拆成模块**，解决JDK单体庞大、内部API随意被反射调用；
2. 同时**开放模块能力给应用开发者**，让我们自己写的代码、打包的jar，也能用上模块：显式依赖、包导出、强封装。

# 概念
### 1. 模块 module
模块是一组包的集合，**一个模块 = 多个package + 模块描述文件`module-info.java`**。

**注意：** **一个jar包可以是一个模块（模块jar）**，也可以是普通jar（类路径jar，在模块化体系里叫**未命名模块 unnamed module**）

### 2. module-info.java（模块描述符，核心文件）

放在**源码根目录**，和包目录同级，**必须在源码根下**，不能放到package里面。

```java
// 声明模块名称
module com.example.myapp {
    // 1. 依赖其他模块
    requires java.sql;
    requires transitive com.example.common; // 传递依赖

// 2. 导出包：允许外部模块访问这个包下public类型
    exports com.example.myapp.service;

// 3. 只导出给指定模块（限定导出，最严格）
    exports com.example.myapp.internal.util to com.example.web;

// 4. 开放包：允许反射访问（框架Spring/Hibernate常用）
    opens com.example.myapp.entity;
    opens com.example.myapp.controller to com.example.web;

// 5. 提供服务：SPI，本模块实现某个服务接口
    provides com.example.spi.DemoService with com.example.myapp.impl.DemoServiceImpl;

// 6. 使用服务：消费SPI接口
    uses com.example.spi.DemoService;
}
```

#### 解释

1. **module**：定义模块，模块名推荐反向域名，不能和包名强制一致，但建议保持一致
2. **requires**：声明**编译期+运行期**依赖另一个模块
   - `requires transitive`：传递依赖；A requires transitive B → 依赖A的模块自动获得B，不用再写requires B
3. **exports <包名>**：对外暴露**public类、接口**；**不导出的包，外部模块完全不可见（编译报错）**，即使是public类
4. **exports ... to 模块列表**：**限定导出**，只允许指定模块访问该包
5. **opens <包名>**：允许**反射访问**包里面所有类（包括非public），编译期仍然不能直接访问源码；ORM、IOC框架必备
6. **opens ... to**：限定开放，仅指定模块可反射访问
7. **provides / uses**：JPMS内置SPI服务机制，替代旧的`META-INF/services`

> ✅ JPMS核心封装规则：
> **模块内不export的包，其他模块连编译都无法访问；反射也不行，除非opens。**
> 对比旧版本：只要类在classpath，就能反射访问任意包public类。

# 模块分类

1. **系统模块**：JDK自带模块，`java.base`是**基础核心模块，所有模块隐式依赖java.base，不需要写requires**
```
java.base        基础：Object, String,集合,IO
java.sql         JDBC
java.xml         XML解析
java.net.http    HttpClient
jdk.httpserver   内置http服务器
```

2. **应用模块**：自己写的业务模块

3. **自动模块 Automatic Module**
    普通第三方jar（没有module-info.java）放到`module-path`下，会被自动当成模块：
    - 模块名默认从jar文件名推断（去掉版本号）
    - **自动模块隐式导出所有包**（兼容旧代码）
    > 很多老框架（Spring5、MyBatis早期版本）作为自动模块使用

4. **未命名模块 Unnamed Module**
    jar放在传统`-cp / -classpath`，全部归到**未命名模块**。
    规则：
    - 未命名模块**可以读取所有模块**
    - 命名模块**不能requires未命名模块**（单向隔离，这是模块化重要限制）

开发建议：新项目用`--module-path`；老项目迁移时，第三方jar一般作为自动模块。

# 模块化的限制与坑点
1. **包冲突**：同一个包名不能出现在**同一个模块路径**下的多个模块中（命名模块不允许包分裂split package）
    > 传统classpath允许多个jar有相同包；模块化命名模块禁止，自动模块有部分宽松规则

2. **未命名模块单向访问**：命名模块不能requires未命名模块；未命名模块能读取所有命名模块。
3. `java.base`不能修改，不能requires其他系统基础模块。
4. 很多反射框架需要`opens`，否则会报`IllegalAccessException`，Spring、Hibernate必须配置opens。
5. 模块名不能带版本号；版本号放在jar文件名，不在module-info里定义。
6. 不破坏向下兼容：**你可以完全不写module-info.java，继续用classpath老方式**，模块化是可选特性。

# 适用场景 & 不适用场景

### 适合：

- 大型多模块项目，组件拆分、强边界管控
- 做SDK、公共组件库，控制内部类不被外部调用
- 精简JDK（jlink打包，只保留需要模块，生成最小JRE）

### 不推荐：

- 简单小Demo、单jar小工具，增加复杂度
- 大量老旧第三方库，需要大量opens配置（SpringBoot项目默认**不启用JPMS**，SpringBoot用classpath为主）

原文出处：/show_1GW4DPozJkTW.html