【Javaコード入門】オブジェクト指向構文_⑫モジュール - アンドエンジニア

モジュールとは、パッケージを束ねるための単位です。Java 9で追加されました。モジュールを利用することで、配下のパッケージに対するアクセス権限をより細かに設定できるようになります。具体的には、

現在のモジュールの中でだけpublic
特定のモジュールに対してだけpublic
すべてのモジュールに対してpublic

なパッケージを設定できます。たとえばライブラリをモジュールで束ねることで、そのライブラリの中でだけ利用しているパッケージが、不用意に他のコードからアクセスされることがなくなります（＊）。

＊）従来のJavaでは、ライブラリ内部でのみ利用するパッケージを不可視にする手段はありませんでした。パッケージプライベートよりも緩い権限が、すぐさま「すべてに対してpublic」だったからです。

標準ライブラリもモジュール

Java 9以降では、標準ライブラリもすべてモジュール化されています。具体的には、コマンドラインから以下のコマンドで確認できます。

> cd C:\jdk-23.0.1\bin
> java --list-modules
java.base@23.0.1
java.compiler@23.0.1
java.datatransfer@23.0.1
java.desktop@23.0.1
java.instrument@23.0.1
java.logging@23.0.1
java.management@23.0.1
java.management.rmi@23.0.1
java.naming@23.0.1
java.net.http@23.0.1
...中略...
jdk.naming.rmi@23.0.1
jdk.net@23.0.1
jdk.nio.mapmode@23.0.1
jdk.sctp@23.0.1
jdk.security.auth@23.0.1
jdk.security.jgss@23.0.1
jdk.unsupported@23.0.1
jdk.unsupported.desktop@23.0.1
jdk.xml.dom@23.0.1
jdk.zipfs@23.0.1

それぞれのパッケージ（クラス）が属するモジュールは、APIリファレンスからも確認できます。

モジュールの基本

モジュールを定義するには、ソースフォルダーのトップにモジュール定義ファイル（module-info.java）を配置するだけです。

module-info.java

module mynavi {
}

これでmynaviモジュールを定義したことになります（Eclipseでプロジェクトを作成した場合には、［module-info.javaファイルの作成］にチェックを入れると作成されます）。初期の状態では、{…}の中身は空ですが、最低限モジュールを定義するだけであればこれで十分です。この後、「依存するモジュール」「外部に公開するパッケージ」などを設定する際には、{…}配下にコードを記述していくことになります。

他のモジュールを利用する – requires宣言

モジュールの世界では、デフォルトでは異なるモジュールにはアクセスできません。別のモジュールを利用したい場合には、モジュール定義ファイルにrequires宣言を追加してください。たとえば以下は、java.net.httpモジュールを利用する例です（java.net.httpモジュールには、HttpClientなどHTTP通信に関わるクラスが定義されています）。

module-info.java

module mynavi {
requires java.net.http;
}

requires宣言なしにjava.net.httpモジュールにアクセスした場合、「The type java.net.http.HttpClient is not accessible」のようなエラーとなります。

基本的なコードでrequires宣言を意識しなくてもよかったのは、標準ライブラリのjava.lang、java.ioなど主だったパッケージがjava.baseというモジュールに登録されているからです。java.baseモジュールはrequires宣言なしで無条件にアクセスできるというルールがあります。

推移的な依存関係を宣言する – requires transitive宣言

ただし、モジュールが利用しているモジュールをすべて列挙するのは、中々に厄介です。たとえば、モジュールが利用している先のモジュールで利用しているモジュール（＝推移的な依存）をすべて把握するのは大概難しいはずです。

しかし、requires transitive宣言では、そうした推移的な依存を表現できます。たとえば、以下のような例です。

module mod1 {
requires mod2;
}
-----------------------------------------------------------------------------
module mod2 {
requires transitive java.net.http;
requires transitive java.sql;
}

この場合、mod1モジュールはmod2モジュール経由でjava.net.http／java.sqlモジュールに依存していますが、mod1側でこれらのモジュールをrequires宣言する必要はありません。これが推移的な依存関係を宣言する、という意味です（よって、太字を削除した場合、mod1モジュールはjava.net.http／java.sqlモジュールを明示的にrequires宣言しなければなりません）。

配下のパッケージを公開する – exports宣言

モジュール配下のパッケージは、デフォルトでモジュールプライベート（＝モジュールの外からはアクセスできない）と見なされます。モジュールの外からパッケージへのアクセスを許可するには、exportsで公開したいパッケージを宣言してください。

たとえば以下はmynaviモジュールからcom.example.mynavi.basicパッケージを公開する例です。

module mynavi {
exports com.example.mynavi.basic;
}

特定のモジュールに対してのみパッケージを公開したいならば、exports…to宣言を利用します。たとえば、以下はhoge／piyoモジュールに対してのみcom.example.mynavi.basicパッケージを公開する例です。

module mynavi {
exports com.example.mynavi.basic to hoge, piyo;
}

自動モジュール

モジュールはJava 9で導入されたしくみです。よって、アプリによっては非モジュールなコードとモジュール前提のコードとが混在しているかもしれません。このような状態でも、非モジュールをモジュールとして扱えるようにするためのしくみが、自動モジュールです。
具体的には、モジュールパスに配置された.jarファイルで、モジュール定義ファイルを持たないコードは、自動モジュールと見なされます。

モジュールパスとは、モジュールの検索先を表すパスのことです。Eclipseであれば、プロジェクトのプロパティから［Javaのビルド・パス］－［ライブラリー］タブから確認できます。

自動モジュールの名前は、以下のルールで決定します。

.jarファイルの名前から拡張子とバージョン番号を除去した上で、非英数字をハイフンで置き換えたもの（hoge-piyo-1.0.1.jarならばhoge.piyoがモジュール名）
META-INF/MANIFEST.MFのAutomatic-Module-Name属性で宣言された名前（Automatic-Module-Name: hoge.piyo）

自動モジュールはあくまで便宜的なモジュールなので、