モジュールシステム

コードをモジュールという単位で構成し、管理するための仕組みです。モジュールシステムは、大規模なアプリケーションの開発やライブラリの再利用を容易にし、依存関係の管理を強化することを目的としています。

1.モジュールシステムの基本概念

モジュール

モジュールは、クラスやパッケージをグループ化し、明確に定義された境界を持つ単位です。各モジュールは、他のモジュールに対して何を公開するか(エクスポートするか)を指定できるため、アクセス制御が可能です。
module-info.java
モジュールシステムの中心にあるのが、module-info.java というモジュール定義ファイルです。このファイルは、モジュールの名前、依存関係、およびエクスポートされるパッケージを定義します。module-info.java はモジュールのルートに配置されます。

2.module-info.javaの構造

module-info.javaの基本構造は次の通りです。

module com.example.module {
    // このモジュールが依存する他のモジュール
    requires java.base;
    requires com.example.othermodule;

    // このモジュールから外部に公開するパッケージ
    exports com.example.module.api;

    // 特定のモジュールに対してのみ公開するパッケージ
    exports com.example.module.internal to com.example.specificmodule;

    // サービスを提供するモジュール
    provides com.example.service.MyService with com.example.module.MyServiceImpl;

    // サービスを使用するモジュール
    uses com.example.service.MyService;
}

主なキーワード

module： モジュールの名前を定義します。
requires： このモジュールが依存する他のモジュールを指定します。requires transitiveを使うと、そのモジュールをいぞんするモジュールに再エクスポートします。
exports： モジュールの外部に公開するパッケージを指定します。これにより、他のモジュールがそのパッケージにアクセスできるようになります。
exports ... to： 特定のモジュールにのみパッケージを公開するために使用します。
provides ... with： サービスを提供するクラスを指定します。Javaのサービスプロバイダインタフェースを使う場合に使用します。
uses： サービスを使用することを宣言します。

3.モジュールシステムのメリット

依存関係の明確化

モジュールシステムにより、依存関係が明確に定義され、どのモジュールがどの機能に依存しているかが簡単に追跡できます。これにより、モジュール間の結合度を下げ、システム全体の構造がわかりやすくなります。

強化されたカプセル化

パッケージをモジュールごとにエクスポートすることで、不要な部分を隠蔽し、外部からの不正アクセスを防止します。これにより。内部実装が外部に影響を与えにくくなります。

依存性の解決とコンパイルの高速化

モジュールシステムを使用すると、コンパイル時に必要なモジュールだけをコンパイルすることができるため、ビルド時間が短縮されます。また、ランタイム時に不要なモジュールがロードされないため。メモリ消費を抑えることができます。

4.モジュールシステムの使用例

基本的なモジュール定義

次に示すのは、基本的なモジュール定義の例です。

モジュールA: module-info.java

module com.example.moduleA {
    requires java.sql;
    exports com.example.moduleA.api;
}

モジュールB: module-info.java

module com.example.moduleB {
    requires com.example.moduleA;
    exports com.example.moduleB.api;
}

この例では、moduleAはjava.sqlに依存しており、moduleBはmoduleAに依存しています。moduleAはcom.example.moduleA.apiパッケージを公開しており、moduleBはcom.example.moduleB.apiパッケージを公開しています。

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