Moduly v Javě, zavádění programů

Tomáš Pitner, Radek Ošlejšek, Marek Šabo, Jakub Čecháček pitner@muni.cz

Struktura a zavádění javových programů

  • struktura (třídy, balíky, moduly)

  • zavádění (classloaders)

  • další zdroje (resources)

  • reflexe

Struktura a organizace programů

  • Javový program sestává z alespoň jedné třídy s alespoň jednou metodou

  • Má-li být spustitelný z příkazové řádky, pak s metodou main

  • Ve spoustě nasazení - webové aplikace, aplikační kontejnery - není main třeba

  • Třídy se obvykle sdružují do balíků - deklarace package xx.yy.zz

  • Nově od Java 9 jsou balíky - přinejmenším v Core API - sdruženy do modulů (Modules)

  • Moduly kromě tříd samotných mohou obsahovat další zdroje (resources) a obsahují popisovač (module descriptor file)

  • Cílem je lepší znovupoužitelnost a potřeba u rozsáhlých programů lépe organizovat kód

Účel modulů

  • zabalit celou aplikaci nebo API jako samostatný modul

  • umožnit sledování a zajištění závislostí mezi moduly

  • napodobit "dohnat" to, co už jazyky jako JavaScript nebo Python mají

  • technicky jde o soubor JAR s celým modulem, tzn. popisovačem, třídami, příp. dalšími zdroji

  • dříve bylo třeba umísťovat zdroje do kořenové úrovně projektu a ručně je spravovat

  • nyní lze na jemnější úrovni modulů - podle toho, který zdroj je kde potřeba

Popisovač modulu

Název

název modulu (pojmenování modulů podobně jako u balíků, tj. tečky jsou povoleny, pomlčky nikoli; časté je pojmenování ve stylu projektu (my.module) nebo ve stylu Reverse-DNS jako u balíků (com.baeldung.mymodule)

Závislosti

seznam dalších modulů, na kterých tento modul závisí

Veřejné balíky

seznam všech balíků, které chceme mít přístupné mimo modul (ve výchozím nastavení jsou všechny balíky soukromé)

Nabízené služby

můžeme poskytovat implementace služeb (services), které mohou být využívány jinými moduly

Využívané služby

seznam služeb využívaných tímto modulem

Povolení pro reflexi

explicitně povoluje ostatním třídám používat reflexi pro přístup k soukromým (private) prvkům balíku (ve výchozím nastavení jsou všechny třídy nepřístupné pro reflexi)

Hlavní deklarace v popisovači

Export z modulu

  • veřejné balíky, viditelné zvnějšku

    module com.jenkov.mymodule {
    exports com.jenkov.mymodule;
    exports com.jenkov.mymodule.util;
}

  • je třeba exportovat skutečně jaždý balík, který chceme zviditelnit ven - tzn. i ten …​util

Závislost na modulech

  • závislost na ostatních balících

    module com.jenkov.mymodule {
    requires com.jenkov.mymodule;
    requires com.jenkov.mymodule.util;
}

  • cyklické závislosti nejsou přípustné: module.a závisí na module.b, který závisí na module.a

Balíky ve více modulech

  • NE, jeden balík smí být současně exportován v max jednom modulu

  • v jedné aplikaci se nesmí potkat balík exportovaný současně dvěma moduly, dvěma cestami

  • a to ani v případě, že by ve skutečnosti jedna třída byla vždy jen v jednom modulu

Nepovolený export

Ani uvedené dva exporty nejsou možné:

module cz.muni.fi.pb162.mod1 {
    exports cz.muni.fi.pb162.bank;
}

  • balík cz.muni.fi.pb162.bank v tomto modulu obsahuje jen třídu Bank

...
module cz.muni.fi.pb162.mod2 {
    exports cz.muni.fi.pb162.bank;
}

  • balík cz.muni.fi.pb162.bank v tomto modulu obsahuje jen třídu Account

Práce s moduly

  • kompilace: javac -d out --module-source-path src/main/java --module com.jenkov.mymodule

  • spuštění aplikace v modulu: java --module-path out --module com.jenkov.mymodule/com.jenkov.mymodule.Main

  • vytvoření JAR archívu s modulem: jar -c --file=out-jar/com-jenkov-mymodule.jar -C out/com.jenkov.mymodule . (-c create, --file soubor s výsledným JAR, -C change directory změna adresáře před sbalením JARu)

  • spuštění z JAR: java --module-path out-jar -m com.jenkov.mymodule/com.jenkov.mymodule.Main

  • spuštění hlavní třídy (Main-Class) z JAR: java -jar out-jar/com-jenkov-javafx.jar

Balení aplikací se závislostmi

  • Moduly umožňují pohodlně vytvořit spustitelný JAR se všemi závislostmi bez ručního jednotlivého "přibalování"

  • Nástroj jlink

  • jlink --module-path "out;C:\Program Files\Java\jdk-9.0.4\jmods" --add-modules com.jenkov.mymodule --output out-standalone

    --module-path

    složka jmods obsahuje standardní Core API moduly a out je složka s našimi předkompilovanými moduly

    --add-modules

    které moduly se mají do aplikace sbalit, v tomto případě com.jenkov.mymodule

    --output

    cílová složka pro umístění JAR s aplikací

  • Spuštění výsledného JAR: java --module com.jenkov.mymodule/com.jenkov.mymodule.Main