课时

讲解什么是 module-info.java 文件、它在项目中的位置，以及如何使用关键字 module 声明模块。学习通过 exports 导出 API、通过 requires 声明依赖，并了解其他指令（ opens、 uses、 provides ... with）。本讲包含示例、模块命名规则、项目结构的实用解析，以及模块化构建中的常见错误。

Java 9+ 如何在类和包之上引入模块化封装：即便是 public 类也会被隐藏，除非所在包在 module-info.java 中通过 exports 显式开放。我们来拆解如何用 requires 声明依赖、如何用 exports to 限制可见性、 module 级别与 private/ public 有何不同，以及哪些编译错误（例如，“package ... is not visible”、“cannot access ...”）会提示你忘了写 exports 或 requires。

关于 Java 模块化架构的实用指南：何时以及为何将代码拆分为模块，常见的拆分方案（“洋葱型”架构、按 api/ impl 分离、测试模块），通过 module-info.java 与关键字 requires/ exports 配置依赖，含 3 个模块的项目示例，与 Maven/ Gradle 和 IntelliJ IDEA 的集成，以及常见错误的解析（循环依赖、未导出的包、错误的 --module-path）。

如何构建 Java 模块化项目： classpath 与 module-path 的区别，何时使用标志 --module-path，如何在 Maven 和 Gradle 中配置多模块结构，以及如何在 IntelliJ IDEA 中运行一切。我们将展示包含 module-info.java 的模块结构，通过 requires/ exports 声明依赖、插件配置，以及构建时的常见错误。

讲解如何在 Java 中使用 ProcessBuilder 类启动外部命令和工具：它与 Runtime. getRuntime(). exec() 相比有哪些优势，如何通过 directory() 设置工作目录，通过 environment() 配置环境变量，以及如何通过 start()、 waitFor()、 getInputStream()/ getErrorStream()/ getOutputStream() 管理进程。还将讨论跨平台性（ cmd.exe/ ls）、如何处理 stdout/ stderr，以及常见错误。

在 Java 中与外部进程交互的实践：如何通过 stdout 的 Process.getInputStream() 读取输出，通过 Process.getErrorStream() 捕获来自 stderr 的错误，通过 Process.getOutputStream() 向 stdin 写入数据，以及使用便捷方法 inputReader()/ errorReader()/ outputWriter()。我们还将讲解诸如 java -version 等命令的特殊性、为避免 deadlock 而并行读取两个流、编码处理（ "UTF-8"），以及与 Python 脚本之间的小型桥接。

在 Java 中管理外部进程的实践：通过 waitFor() 等待结束（包括超时），读取退出码，通过 destroy()/ destroyForcibly() 正确停止，防止挂起和“僵尸”进程，同时别忘了处理输出流和异常。讲解跨平台细节与常见错误。

在本讲中，我们将讲解如何在 Java 中与外部程序建立“实时”对话：向 stdin 写入、从 stdout 和 stderr 读取，避免相互阻塞（ deadlock），使用 ExecutorService 并行处理输出，正确关闭流，并通过 ProcessBuilder 管理 Process 的生命周期。我们将查看使用 Python 交互式脚本和 bc 工具的示例，并分析缓冲以及必须调用 flush() 的那些坑。

面向 Java 外部进程稳定性的实用指南：如何避免因未读取的流 stdout/ stderr 导致的卡死，正确设置输出编码（例如 UTF-8、 CP866），考虑命令的跨平台差异（ ls vs dir），通过 process.exitValue() 处理权限与退出码，关闭资源防止泄漏，并避免交互式的相互阻塞。我们将讲解对 ProcessBuilder 的合理使用、并行读取流（线程/ ExecutorService）、通过 process.destroy() 的正确终止，以及借助 File.separator 的通用路径处理。

我们将弄清什么是 Java 中的反射，以及框架和工具为什么需要它；了解反射的核心—— Class 对象如何工作，以及如何通过 .class、 getClass() 和 Class.forName() 获取它。还会讨论何时应该使用反射、何时最好不用，看看如何获取元数据（名称、包、父类、接口）的示例，拆解一个小工具“这是什么类？”，以及常见错误（ ClassNotFoundException、性能、安全性）。

本讲讲解 Java 的反射：如何通过 Class API 获取字段（ getFields()/ getDeclaredFields()）、方法（ getMethods()/ getDeclaredMethods()）、构造器（ getConstructors()/ getDeclaredConstructors()）和注解（ getAnnotations()）的信息。通过 Modifier 获取修饰符（ public、 private、 protected、 static、 final），解释“public 与 declared”的差异，动手做一个迷你类检查器工具，并查看一张可视化示意图。

本讲将解析反射的风险与限制：通过 setAccessible( true) 绕过封装、尝试修改 final 字段，以及为何由于 JVM 优化这很危险； SecurityManager 的命运，以及模块化系统（Java 9+）如何导致 InaccessibleObjectException。我们还会讨论性能损失与类型安全问题、现代替代方案（ record、 sealed、pattern matching、APT、DI）以及最佳实践。最后——给出一个使用 JVM 参数 --add-opens 的实战示例。