本文旨在阐述如何利用 Java 模块系统 (JPMS) 来控制库中类的可见性，实现公共 API 与内部实现的隔离。文章将深入探讨 JPMS 的强封装特性，解释其工作原理，以及在实际应用中可能遇到的问题，并提供一些建议，帮助开发者更好地管理库的 API 暴露。
Java 模块系统 (JPMS) 与强封装
Java 模块系统 (JPMS)，作为 Project Jigsaw 的核心成果，引入了模块的概念，旨在解决大型 Java 项目中依赖管理和封装性的问题。JPMS 的两个核心能力是：可靠的配置和强大的封装。可靠的配置通过显式声明模块之间的依赖关系，取代了传统的、容易出错的类路径机制。而强大的封装则允许模块声明哪些公共类型可以被其他模块访问，哪些则不能。
通过 JPMS，开发者可以将库的内部实现细节隐藏起来，只暴露公共 API。这有助于提高代码的可维护性、可重用性和安全性。
使用模块定义文件 (module-info.java)
要使用 JPMS 进行封装，需要在库的根目录下创建一个 module-info.java 文件。该文件用于声明模块的名称、导出的包以及依赖的其他模块。
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例如，假设我们有一个名为 some.library 的库，其中包含 some.library.api 和 some.library.internal 两个包。我们希望只暴露 some.library.api 包中的类，则 module-info.java 文件可以这样编写：
module some.library {
exports some.library.api;
requires etc1; // 假设依赖于 etc1 模块
}exports 关键字用于声明要导出的包，requires 关键字用于声明依赖的模块。
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模块路径与类路径
Java 为了保持向后兼容性，区分了模块路径 (module path) 和类路径 (class path)。模块路径强制执行封装，而类路径则沿用旧的方式。如果库的使用者没有使用模块，那么导入的类最终会出现在类路径上，他们仍然可以访问任何包，甚至可以通过反射绕过访问修饰符。
封装的局限性
尽管 JPMS 提供了强大的封装能力，但它并非万无一失。如果库的使用者没有使用模块，或者通过反射等手段绕过访问限制，那么封装就无法生效。
此外，由于 Java 的向后兼容性策略，很多现有的库仍然依赖于反射等技术，这使得 JPMS 的封装效果受到一定限制。
如何增强封装效果
虽然无法完全阻止使用者访问内部类，但我们可以采取一些措施来增强封装效果：
- 清晰的命名约定： 将内部类放在具有明确指示其用途的包中，例如 *.internal。
- 使用注解： 使用注解（例如 @foobar.api 和 @foobar.internal）来明确告知使用者哪些类是公共 API，哪些是内部实现。
- 语义化版本控制： 遵循语义化版本控制 (Semantic Versioning) 规范，对 API 类进行版本控制，并警告使用者内部类的 API 可能会频繁更改，从而降低使用者对内部类的依赖。
总结
Java 模块系统 (JPMS) 提供了一种强大的机制来封装库的内部实现，并控制 API 的暴露。虽然 JPMS 并非完全无懈可击，但通过合理的模块设计、清晰的命名约定和语义化版本控制，我们可以有效地提高代码的可维护性、可重用性和安全性。在设计和开发 Java 库时，应该充分利用 JPMS 的特性，并结合其他最佳实践，构建高质量的软件。
