자바 모듈

배경

모듈은 런타임에 의미를 가지는 응용 프로그램 배포 및 의존성의 단위다.

이는 다음과 같은 자바 개념과 다르다.

• JAR 파일은 런타임에는 보이지 않으며 단순히 클래스 파일들을 포함하고 있는 압축된 디렉터리다.

• 패키지는 실제로 접근 제어를 위해 클래스를 그룹화하기 위한 네임스페이스다.

• 의존성은 클래스 레벨에서만 정의한다

• 접근 제어와 리플렉션이 결합돼 명확한 배포 단위 경계 없이 최소한의 시행으로 개방적인 시스템을 생성한다.

반면에 모듈은 다음과 같은 특징을 가진다.

• 모듈은 모듈 간의 의존성 정보를 정의하므로 컴파일 또는 애플리케이션 시작 시점에서 모든 종류의 해결(resolution)과 연결(linkage) 문제를 감지할 수 있다.

• 적잘한 캡슐화를 제공해서 내부 패키지와 클래스를 조작하려는 사용자로부터 안전하게 보호할 수 있다.

• 최신 자바 런타임에서 이해하고 사용할 수 있는 메타데이터가 포함된 적절한 배포 단위이며 자바 타입 시스템에서 표현한다.

프로젝트 직소(Project Jigsaw)

이 프로젝트는 다음과 같은 목표를 가지고 있다.

• JDK 플랫폼 소스 모듈화하기

• 프로세스 풋프린트 줄이기

• 애플리케이션 시작 시간 개선하기

• JDK와 애플리케이션 코드에서 모듈 사용할 수 있게 하기

• 자바에서 처음으로 진정한 의미의 엄격한 캡슐화 허용

• 이전에는 불가능했던 새로운 접근 제어 모드를 자바 언어에 추가하기

이러한 목표는 다시 JDK와 자바 런타임에 더욱 밀접하게 초점을 맞춘 후 다은과 같은 2차 목표로 추진됐다.

• 단일 모놀리식 런타임 JAR(rt.jar) 끝내기

• JDK 내부를 적절히 캡슐화해서 보호하기

• 외부에 영향 없이 주요 내부의 변경 가능하게 하기(승인되지 않은 비JDK 사용을 막는 변경 포함)

• 모듈을 슈퍼 패키지로 도입하기

아래 명령어로 모듈을 확인할 수 있다.

내부의 캡슐화

자바는 공개(public), 비공개(private), 보호된(protected) 및 패키지(package) 접근 제어를 제공한다. 이러한 접근 제어는 클래스와 인터페이스의 멤버에 적용된다.

하지만 리플렉션이나 다른 수단을 사용하면 이러한 접근 제어를 우회할 수 있다. 이는 자바의 캡슐화를 약화시키고 런타임에 더 많은 문제를 발생시킨다.

모듈은 이러한 문제를 해결하기 위해 새로운 접근 제어 모드를 도입한다. 이러한 모드는 다음과 같다.

• open 모듈은 모든 패키지를 공개한다.

• opens 패키지는 모든 클래스를 공개한다.

• exports 패키지는 모든 클래스를 공개한다.

• exports ... to 패키지는 특정 패키지에만 클래스를 공개한다.

• uses 서비스를 사용한다.

• provides ... with 서비스를 제공한다.

module com.mycompany.myapp { // openServices 패키지는 모든 클래스를 공개한다. exports com.mycompany.myapp.api.openServices; // util 패키지를 impl 패키지에만 공개한다. exports com.mycompany.myapp.util to com.mycompany.myapp.impl; // internal 패키지를 모든 클래스를 공개한다. opens com.mycompany.myapp.internal; // MyService 서비스를 사용한다. uses com.mycompany.myapp.api.MyService; // MyServiceImpl 서비스를 제공한다. provides com.mycompany.myapp.api.MyService with com.mycompany.myapp.impl.MyServiceImpl; }

각 모듈의 module-info.class 파일에 이러한 접근 제어 모드를 정의할 수 있다. 모듈에서 module-info.class을 확인할수 있다.

예시로 java.base 모듈의 module-info.class 파일을 확인 할 수 있다.

모뮬 생성 및 사용

1. hello 모듈을 생성한다.

2. hello 모듈에 module-info.java 파일을 생성한다.

   module hello { // util 모듈을 사용한다. requires util; }

3. hello 모듈에 HelloWorld.java 파일을 생성한다.

   package me.service.hello; import me.service.util.Utils; public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { System.out.println(Utils.getHelloWorld()); } }

4. util 모듈을 생성한다.

5. util 모듈에 module-info.java 파일을 생성한다.

   module util { exports me.service.util; }

6. util 모듈에 Utils.java 파일을 생성한다.

   package me.service.util; public class Utils { public static String getHelloWorld() { return "Hello world!"; } }

7. 디렉터리 구조 확인

   project/ ├── hello/ │ └── src/ │ ├── module-info.java │ └── me/service/hello/HelloWorld.java ├── util/ │ └── src/ │ ├── module-info.java │ └── me/service/util/Utils.java └── out/

8. util 모듈을 컴파일한다.

   $ javac -d out/util util/src/module-info.java util/src/me/service/util/Utils.java

9. hello 모듈을 컴파일한다.

   $ javac --module-path out/util -d out/hello hello/src/module-info.java hello/src/me/service/hello/HelloWorld.java

10. hello 모듈을 실행한다.

    $ java --module-path out/util:out/hello --module hello/me.service.hello.HelloWorld

    결과는 다음과 같다.

    Hello world!

jdeps 도구

jdeps 도구는 모듈 간의 의존성을 분석하는데 사용된다.