Spring Modulith:快速开始

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在本节中,创建一个简单的 Spring Boot 项目,构建我们的第一个模块化应用程序。

Application Modules(应用程序模块)

在 Spring Boot 应用程序中,一个应用程序模块是一个功能单元,它由以下几个关键部分组成:

  • 提供接口 (Provided Interface) : 这是一个模块暴露给其他模块的 API。它通常通过模块内部由 Spring Bean 实例实现的服务(例如,服务接口或门面类)以及该模块发布的应用程序事件来体现。这些是其他模块可以合法调用的入口点。
  • 内部实现组件 (Internal Implementation Components) : 这些是构成模块内部逻辑的私有实现细节。这些组件不应被其他模块直接访问,它们是模块封装性(即信息隐藏)的基石。
  • 所需接口 (Required Interface) : 这是一个模块对其他模块所暴露 API 的引用。这种引用通常以 Spring Bean 依赖注入(即注入其他模块的服务)、监听其他模块发布的应用程序事件,以及读取其他模块暴露的配置属性的形式存在。

Spring Modulith 提供了在 Spring Boot 应用程序中表达和管理这些模块的不同方式,这些方式主要区别在于整体布局(arrangement)所涉及的复杂程度和所能提供的约束强度。

快速上手:构建一个示例项目

创建 Spring Boot 项目并添加依赖

首先,使用 Spring Initializr (start.spring.io/) 创建一个包含 Spring Web 依赖的 Maven项目。然后,打开项目的 pom.xml 文件,确保它包含了 Spring Boot 的基础依赖,并添加 Spring Modulith 的核心依赖。

<properties>
   <java.version>17</java.version>
   <spring-modulith.version>1.3.5</spring-modulith.version>
</properties>
<dependencies>
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.boot</groupId>
       <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
   </dependency>
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.modulith</groupId>
       <artifactId>spring-modulith-starter-core</artifactId>
   </dependency>
   <dependency>
       <groupId>org.projectlombok</groupId>
       <artifactId>lombok</artifactId>
       <optional>true</optional>
   </dependency>
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.boot</groupId>
       <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
       <scope>test</scope>
   </dependency>
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.modulith</groupId>
       <artifactId>spring-modulith-starter-test</artifactId>
       <scope>test</scope>
   </dependency>
</dependencies>
<dependencyManagement>
   <dependencies>
       <dependency>
           <groupId>org.springframework.modulith</groupId>
           <artifactId>spring-modulith-bom</artifactId>
           <version>${spring-modulith.version}</version>
           <type>pom</type>
           <scope>import</scope>
       </dependency>
   </dependencies>
</dependencyManagement>

定义应用程序模块结构

src/main/java/org/niujiao/spring_modulith_tutorials/
├── SpringModulithTutorialsApplication.java
├── notification/              <-- 通知模块
│   ├── internal/              <-- 内部实现包
│   │   └── NiujiaoNotificationService.java
│   ├── Notification.java      <-- 通知实体/DTO
│   └── NotificationFacadeService.java <-- 对外暴露的门面服务 (Provided Interface)
└── order/                     <-- 订单模块
    ├── Order.java             <-- 订单实体
    └── OrderService.java      <-- 订单服务

在模块中添加代码

NiujiaoNotificationService.java

@Service  
@Slf4j  
public class NiujiaoNotificationService {  
  
    public void send(Notification notification) {  
        String message = String.format("Notification for type '%s' with content: '%s'", notification.getType(), notification.getContent());  
        log.info("Notification Module (Internal): Sending notification internally: {}", message);  
    }  
}

Notification.java

@Data  
@AllArgsConstructor  
public class Notification {  
  
    private String type;  
    private String content;  
}

NotificationFacadeService

@Slf4j  
@Service  
@RequiredArgsConstructor  
public class NotificationFacadeService {  
  
    protected final NiujiaoNotificationService niujiaoNotificationService;  
  
    public void send(Notification notification) {  
        log.info("Notification Module (Facade): Received notification: {} - {}", notification.getType(), notification.getContent());  
        // 调用内部服务处理通知  
        niujiaoNotificationService.send(notification);  
        log.info("Notification Module (Facade): Notification sent successfully!");  
    }  
}

Order

@NoArgsConstructor  
@AllArgsConstructor  
@Data  
public class Order {  
  
    private String no;  
  
    private List<Item> items;  
  
    @NoArgsConstructor  
    @AllArgsConstructor    @Data    public static class Item {  
        private String productId;  
        private Integer quantity;  
        private Integer price;  
    }  
}

OrderService

@RequiredArgsConstructor  
@Service  
@Slf4j  
public class OrderService {  
  
    private final NotificationFacadeService notificationFacadeService;  
  
    public void createOrder(Order order) {  
        log.info("Order Module: Attempting to create order.");  
        // 1. 创建订单逻辑  
        order.setNo(System.currentTimeMillis() + "");  
        log.info("Order Module: Order created successfully, order number: {}", order.getNo());  
  
        // 2. 发送通知  
        // 订单模块通过NotificationFacadeService来发送通知,而不是直接调用Notification模块的内部实现  
        Notification notification = new Notification("order_create",  
                "Order created, order no is " + order.getNo() + ". Items: " + order.getItems());  
        notificationFacadeService.send(notification);  
        log.info("Order Module: Notification sent for order creation.");  
    }  
}

SpringModulithTutorialsApplication.java

@SpringBootApplication  
public class SpringModulithTutorialsApplication {  
  
    public static void main(String[] args) {  
       SpringApplication.run(SpringModulithTutorialsApplication.class, args);  
    }  
  
    // 使用CommandLineRunner在应用启动后执行业务逻辑  
    @Bean  
    CommandLineRunner run(OrderService orderService) {  
       return args -> {  
          System.out.println("\n--- 启动 Spring Modulith 示例 ---");  
          Order.Item item = new Order.Item("apple"1500);  
          Order order = new Order();  
          order.setItems(List.of(item));  
  
          orderService.createOrder(order);  
          System.out.println("--- 示例执行完毕 ---\n");  
       };  
    }  
  
}

运行 SpringModulithTutorialsApplication 主类,您应该会在控制台日志中看到类似以下的输出:

--- 启动 Spring Modulith 示例 ---
2025-05-10T12:20:14.985+08:00  INFO 26112 --- [spring-modulith-tutorials] [           main] o.n.s.order.OrderService                 : Order Module: Attempting to create order.
2025-05-10T12:20:14.986+08:00  INFO 26112 --- [spring-modulith-tutorials] [           main] o.n.s.order.OrderService                 : Order ModuleOrder created successfully, order number: 1746850814985
2025-05-10T12:20:14.987+08:00  INFO 26112 --- [spring-modulith-tutorials] [           main] o.n.s.n.NotificationFacadeService        : Notification Module (Facade): Received notification: order_create - Order created, order no is 1746850814985. Items: [Order.Item(productId=apple, quantity=1, price=500)]
2025-05-10T12:20:14.988+08:00  INFO 26112 --- [spring-modulith-tutorials] [           main] o.n.s.n.i.NiujiaoNotificationService     : Notification Module (Internal): Sending notification internally: Notification for type 'order_create' with content: 'Order created, order no is 1746850814985. Items: [Order.Item(productId=apple, quantity=1, price=500)]'
2025-05-10T12:20:14.988+08:00  INFO 26112 --- [spring-modulith-tutorials] [           main] o.n.s.n.NotificationFacadeService        : Notification Module (Facade): Notification sent successfully!
2025-05-10T12:20:14.988+08:00  INFO 26112 --- [spring-modulith-tutorials] [           main] o.n.s.order.OrderService                 : Order Module: Notification sent for order creation.
--- 示例执行完毕 ---

验证模块结构

Spring Modulith 能够检查我们的代码库,并根据模块化约束验证模块间的依赖是否合法。

通过编写一个简单的 Spring Boot 测试来执行模块验证,代码如下:

@SpringBootTest  
class SpringModulithTutorialsApplicationTests {  
  
    @Test  
    void verifyApplicationModuleModel() {  
       System.out.println("\n--- 验证 Spring Modulith 模块结构 ---");  
  
       // 1. 获取应用程序模块模型  
       ApplicationModules modules = ApplicationModules.of(SpringModulithTutorialsApplication.class);  
  
       // 2. 打印模块信息(可选,用于观察和调试)  
       System.out.println("--- 检测到的模块信息 ---");  
       modules.forEach(System.out::println);  
       System.out.println("--------------------");  
  
       // 3. 验证模块是否符合模块化约束  
       // 这会检查所有模块间的依赖是否符合Modulith的规则,例如:  
       // - 没有循环依赖  
       // - 模块没有直接访问其他模块的内部类  
       modules.verify();  
  
       System.out.println("--- 模块结构验证成功!---");  
       System.out.println("--- 验证 Spring Modulith 模块结构完毕 ---\n");  
    }  
}

运行这个测试方法verifyApplicationModuleModel() 方法,在测试的控制台输出中看到类似以下的信息:

--- 验证 Spring Modulith 模块结构 ---
2025-05-10T12:22:44.715+08:00  INFO 14744 --- [spring-modulith-tutorials] [           main] com.tngtech.archunit.core.PluginLoader   : Detected Java version 17.0.14
--- 检测到的模块信息 ---
# Notification
> Logical name: notification
> Base package: org.niujiao.spring_modulith_tutorials.notification
> Excluded packages: none
> Spring beans:
   + ….NotificationFacadeService
  o ….internal.NiujiaoNotificationService

# Order
> Logical name: order
> Base package: org.niujiao.spring_modulith_tutorials.order
> Excluded packages: none
> Spring beans:
  + ….OrderService

--------------------
--- 模块结构验证成功!---
--- 验证 Spring Modulith 模块结构完毕 ---

Spring Modulith 默认将 Spring Boot 应用程序主包(即包含 @SpringBootApplication 主类的包)下的每个直接子包识别为独立的应用程序模块。模块的封装性取决于其内部结构:

  • 对于没有子包简单模块,其内部代码主要通过 Java 的包作用域隐藏,仅包中声明为 public 的类型构成对外 API;
  • 对于包含子包的模块(例如我们示例中的 notification.internal 子包),Spring Modulith 会将这些子包内的所有类型视为模块的内部实现细节,无论其 Java 访问修饰符为何,默认阻止其他模块直接访问或注入,从而严格强制模块边界,确保架构的清晰与健。

modules.verify()验证包括以下规则:

  1. 应用模块级别无循环依赖 —— 模块之间的依赖关系必须形成一个有向无环图。
  2. 仅通过 API 包进行外部模块访问 —— 所有引用位于应用模块内部包中的类型的引用都将被拒绝。详细信息请参阅高级应用模块。允许对开放应用模块的内部进行依赖。
  3. 仅显式允许的应用模块依赖(可选) —— 应用模块可以选择通过 @ApplicationModule(allowedDependencies = …) 定义允许的依赖关系。

异常测试

OrderService 直接依赖并调用 NiujiaoNotificationService,而非通过其公共门面 NotificationFacadeService

@RequiredArgsConstructor
@Service
@Slf4j
public class OrderService {

    // 订单模块现在直接依赖通知模块的内部实现
    private final NiujiaoNotificationService niujiaoNotificationService; // <-- 违规依赖

    public void createOrder(Order order) {
        log.info("Order Module: Attempting to create order.");
        order.setNo(System.currentTimeMillis() + "");
        log.info("Order Module: Order created successfully, order number: {}", order.getNo());

        Notification notification = new Notification("order_create",
                "Order created, order no is " + order.getNo() + ". Items: " + order.getItems());

        // 直接调用内部服务,跳过了Facade
        niujiaoNotificationService.send(notification); // <-- 违规调用
        log.info("Order Module: Notification sent for order creation.");
    }
}

重新运行 SpringModulithTutorialsApplicationTests 中的 verifyApplicationModuleModel() 测试方法。

文档生成

@Test
void writeDocumentationSnippets() {
 ApplicationModules modules = ApplicationModules.of(SpringModulithTutorialsApplication.class);
 new Documenter(modules)
   .writeModulesAsPlantUml()
   .writeIndividualModulesAsPlantUml();
}

C4图将以 puml 文件的形式创建在 target\spring-modulith-docs 目录中,将模块结构以图形化的方式呈现,帮助我们快速理解项目的宏观架构。


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