在 Java 9 之后，JVM 引入了模块系统（Project Jigsaw），它为大型企业项目提供了一套更为严格的模块化机制。本文从模块系统的基本概念、核心文件到企业应用的实战经验进行系统阐述，并给出一个完整的示例演示如何将现有项目拆分为可复用的模块。

一、模块化的目标

1. 强类型编译检查 – 在编译阶段就能确定依赖关系，避免运行时缺失类导致的 NoClassDefFoundError。
2. 封装与信息隐藏 – 通过 exports 语句声明对外公开的包，未声明的包默认对外不可见。
3. 可组合性 – 模块化的单元可以被其他模块重用，促进代码复用。
4. 更快的启动与更小的占用 – JDK 在 jlink 生成自定义运行时镜像时，只会包含使用到的模块。

二、核心文件：module-info.java

module com.mycompany.payments {
    requires java.base;          // 隐式依赖，常写可省略
    requires com.mycompany.common; // 需要依赖的其他模块
    requires java.sql;           // 第三方模块

    exports com.mycompany.payments.api;   // 对外公开的包
    exports com.mycompany.payments.impl to com.mycompany.web; // 仅对 com.mycompany.web 模块可见
    opens com.mycompany.payments.internal to com.mycompany.web; // 运行时反射可见

    uses com.mycompany.common.PaymentProcessor; // 通过 ServiceLoader 读取实现
}

• requires：声明对其他模块的依赖，若依赖未被解析编译器会报错。
• exports：公开包给所有模块；可针对特定模块限定访问。
• opens：开放包给运行时反射；可限定目标模块。
• uses / provides：实现 Service Provider 机制，模块间通过 ServiceLoader 进行解耦。

三、从传统项目到模块化的迁移步骤

1. 分析项目结构 – 将功能域拆分为若干独立包。
2. 创建 module-info.java – 为每个子项目生成模块描述文件。
3. 调整依赖 – 用 requires 替代传统的 classpath 依赖，保证所有引用都能在模块中解析。
4. 封装内部实现 – 对不需要外部访问的包使用 opens 或不声明 exports。
5. 改用 ServiceLoader – 若项目使用插件或策略模式，改写为模块化的 uses / provides。
6. 构建自定义运行时 – 利用 jlink 打包只包含所需模块的运行时镜像，减小体积。

四、企业级项目中的常见挑战

挑战	解决方案
旧第三方库不支持模块	1) 通过 --add-modules 临时引入 2) 使用 --patch-module 将 jar 作为模块修补 3) 在 Maven/Gradle 中配置 module-path
多模块之间的循环依赖	1) 通过拆分共通功能为 common 模块 2) 引入 exports 只对特定模块开放 3) 对不需要暴露的内部类使用 opens
IDE 和构建工具兼容性	1) Eclipse/IntelliJ IDEA 2023+ 原生支持 2) Maven：使用 maven-compiler-plugin 配置 --module-path 3) Gradle：java { modularity.inferModulePath.set(true) }
性能调优	1) 使用 jlink 打包可执行 JAR 2) 开启 -XX:+UseCompressedOops 3) 对频繁加载的模块进行预编译

五、完整示例：从单体到模块化

1. 项目结构

/payment-app
 ├─ api          // 业务接口
 ├─ impl         // 业务实现
 ├─ common       // 公共工具
 ├─ web          // 前端交互
 └─ pom.xml

2. 每个模块的 module-info.java

common

module com.mycompany.common {
    exports com.mycompany.common.util;
}

api

module com.mycompany.payments.api {
    requires com.mycompany.common;
    exports com.mycompany.payments.api;
}

impl

module com.mycompany.payments.impl {
    requires com.mycompany.payments.api;
    provides com.mycompany.payments.api.PaymentProcessor
        with com.mycompany.payments.impl.DefaultProcessor;
}

web

module com.mycompany.web {
    requires com.mycompany.payments.api;
    uses com.mycompany.payments.api.PaymentProcessor;
}

3. Maven 配置（示例）

 <properties> <maven.compiler.release>17</maven.compiler.release> </properties> <build> <plugins> <plugin> <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId> <configuration> <source>17</source> <target>17</target> <compilerArgs> <arg>--module-path</arg> <arg>${project.build.directory}/libs/*</arg> </compilerArgs> </configuration> </plugin> <plugin> <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> <artifactId>maven-shade-plugin</artifactId> <executions> <execution> <phase>package</phase> <goals><goal>shade</goal></goals> </execution> </executions> </plugin> </plugins> </build>

4. 构建自定义运行时镜像

jlink --module-path target/modules \
      --add-modules com.mycompany.web \
      --output runtime

运行：

./runtime/bin/java -m com.mycompany.web/com.mycompany.web.Main

六、结语

Java 9 之后的模块系统为企业级应用提供了更高的安全性、可维护性和可部署性。虽然迁移过程中会遇到依赖、工具和性能等挑战，但只要遵循模块化原则、合理拆分功能模块，并结合 jlink 等工具，最终将获得更小、更快、更易维护的 Java 应用。

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小贴士：在开始迁移之前，可以先在一个独立的 Git 分支或虚拟机中完成模块化实验，确保不影响现有生产环境。