java --module-path[;...] と --add-modules[,...] の違いについて

Question

・自動モジュールから名前付きモジュールを参照
・無名モジュールから自動モジュール、名前付きモジュールを参照

上記は--add-modulesで指定すれば参照できます。
--add-modulesで指定せずに--module-pathで指定した場合、参照できません。

--add-modulesと--module-pathにはどのような違いがあるのでしょうか？
それぞれの動作について教えていただきたいです。

Comments

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＜module-info.java＞
module namedA {}

＜module-info.java＞
module namedB {}

＜module-info.java＞
module namedC {}

＜packageA.java＞
package packageA;
public class packageA {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(packageA.class);
System.out.println(packageB.packageB.class);
System.out.println(packageC.packageC.class);
}
}

＜packageB.java＞
package packageB;
public class packageB {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(packageA.packageA.class);
System.out.println(packageB.class);
System.out.println(packageC.packageC.class);
}
}

＜packageC.java＞
package packageC;
public class packageC {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(packageA.packageA.class);
System.out.println(packageB.packageB.class);
System.out.println(packageC.class);
}
}

＜コンパイル・jarファイル化＞
cd /temporary & javac -encoding utf-8 ./tempA/module-info.java ./tempA/packageA/packageA.java ./tempB/packageB/packageB.java ./tempC/packageC/packageC.java & javac -encoding utf-8 ./tempB/module-info.java ./tempA/packageA/packageA.java ./tempB/packageB/packageB.java ./tempC/packageC/packageC.java & javac -encoding utf-8 ./tempC/module-info.java ./tempA/packageA/packageA.java ./tempB/packageB/packageB.java ./tempC/packageC/packageC.java & jar -cf ./tempA/automaticA.jar -C ./tempA ./packageA/packageA.class & jar -cf ./tempB/automaticB.jar -C ./tempB ./packageB/packageB.class & jar -cf ./tempC/automaticC.jar -C ./tempC ./packageC/packageC.class

＜ディレクトリ構造＞
cd /temporary & tree /f

C:.
│ java
│ javac
├─tempA
││ automaticA.jar
││ module-info.class
││ module-info.java
│└─packageA
│ packageA.class
│ packageA.java
├─tempB
││ automaticB.jar
││ module-info.class
││ module-info.java
│└─packageB
│ packageB.class
│ packageB.java
└─tempC
││ automaticC.jar
││ module-info.class
││ module-info.java
│└─packageC
│ packageC.class
│ packageC.java

①--add-modules有）自動モジュールAから無名モジュールB、名前付きモジュールCを参照
cd /temporary & java --show-module-resolution -cp ./tempB -p ./tempA/automaticA.jar;./tempC --add-modules namedC --add-exports namedC/packageC=automaticA -m automaticA/packageA.packageA

root automaticA file:///C:/temporary/./tempA/automaticA.jar automatic
root namedC file:///C:/temporary/./tempC/

class packageA.packageA
class packageB.packageB
class packageC.packageC

②--add-modules無）自動モジュールAから無名モジュールB、名前付きモジュールCを参照
cd /temporary & java --show-module-resolution -cp ./tempB -p ./tempA/automaticA.jar;./tempC --add-exports namedC/packageC=automaticA -m automaticA/packageA.packageA

root automaticA file:///C:/temporary/./tempA/automaticA.jar automatic

class packageA.packageA
class packageB.packageB
Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: packageC/packageC

③--add-modules有）自動モジュールAから自動モジュールB、Cを参照
cd /temporary & java --show-module-resolution -p ./tempA/automaticA.jar;./tempB/automaticB.jar;./tempC/automaticC.jar; --add-modules automaticB,automaticC -m automaticA/packageA.packageA

root automaticA file:///C:/temporary/./tempA/automaticA.jar automatic
root automaticB file:///C:/temporary/./tempB/automaticB.jar automatic
root automaticC file:///C:/temporary/./tempC/automaticC.jar automatic

class packageA.packageA
class packageB.packageB
class packageC.packageC

④--add-modules無）自動モジュールAから自動モジュールB、Cを参照
cd /temporary & java --show-module-resolution -p ./tempA/automaticA.jar;./tempB/automaticB.jar;./tempC/automaticC.jar; -m automaticA/packageA.packageA

root automaticA file:///C:/temporary/./tempA/automaticA.jar automatic
automaticA requires automaticB file:///C:/temporary/./tempB/automaticB.jar automatic
automaticA requires automaticC file:///C:/temporary/./tempC/automaticC.jar automatic

class packageA.packageA
class packageB.packageB
class packageC.packageC

⑤--add-modules有）名前付きモジュールAから自動モジュールB、Cを参照
cd /temporary & java --show-module-resolution -p ./tempA;./tempB/automaticB.jar;./tempC/automaticC.jar --add-modules automaticB,automaticC --add-reads namedA=automaticB,automaticC -m namedA/packageA.packageA

root automaticB file:///C:/temporary/./tempB/automaticB.jar automatic
root namedA file:///C:/temporary/./tempA/
root automaticC file:///C:/temporary/./tempC/automaticC.jar automatic

class packageA.packageA
class packageB.packageB
class packageC.packageC

⑥--add-modules無）名前付きモジュールAから自動モジュールB、Cを参照
cd /temporary & java --show-module-resolution -p ./tempA;./tempB/automaticB.jar;./tempC/automaticC.jar --add-reads namedA=automaticB,automaticC -m namedA/packageA.packageA

root namedA file:///C:/temporary/./tempA/

class packageA.packageA
Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: packageB/packageB

⑦--add-modules有）名前付きモジュールAから名前付きモジュールB、Cを参照
cd /temporary & java --show-module-resolution -p ./tempA;./tempB;./tempC --add-modules namedB,namedC --add-reads namedA=namedB,namedC --add-exports namedB/packageB=namedA --add-exports namedC/packageC=namedA -m namedA/packageA.packageA

root namedC file:///C:/temporary/./tempC/
root namedB file:///C:/temporary/./tempB/
root namedA file:///C:/temporary/./tempA/

class packageA.packageA
class packageB.packageB
class packageC.packageC

⑧--add-modules無）名前付きモジュールAから名前付きモジュールB、Cを参照
cd /temporary & java --show-module-resolution -p ./tempA;./tempB;./tempC --add-reads namedA=namedB,namedC --add-exports namedB/packageB=namedA --add-exports namedC/packageC=namedA -m namedA/packageA.packageA

root namedA file:///C:/temporary/./tempA/

class packageA.packageA
Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: packageB/packageB

⑨--add-modules有）無名モジュールAから自動モジュールB、名前付きモジュールCを参照
cd /temporary & java --show-module-resolution -cp ./tempA -p ./tempB/automaticB.jar;./tempC --add-modules automaticB,namedC --add-exports namedC/packageC=ALL-UNNAMED packageA.packageA

root namedC file:///C:/temporary/./tempC/
root automaticB file:///C:/temporary/./tempB/automaticB.jar automatic

class packageA.packageA
class packageB.packageB
class packageC.packageC

⑩--add-modules無）無名モジュールAから自動モジュールB、名前付きモジュールCを参照
cd /temporary & java --show-module-resolution -cp ./tempA -p ./tempB/automaticB.jar;./tempC --add-exports namedC/packageC=ALL-UNNAMED packageA.packageA

class packageA.packageA
Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: packageB/packageB

[buzz]

＜module-info.java＞
module namedA {}

＜packageA.java＞
package packageA;
public class packageA {
public static void main(String[] args) throws Throwable {
System.out.println(Class.forName("packageB.packageB"));
}
}

＜packageB.java＞
package packageB;
public class packageB {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(packageC.packageC.class);
}
}

＜packageC.java＞
package packageC;
public class packageC {}

＜コンパイル・jarファイル作成＞
cd /temporary & javac -encoding utf-8 ./tempA/module-info.java ./tempA/packageA/packageA.java ./tempB/packageB/packageB.java ./tempC/packageC/packageC.java & jar -cf ./tempB/automaticB.jar -C ./tempB ./packageB/packageB.class & jar -cf ./tempC/automaticC.jar -C ./tempC ./packageC/packageC.class

＜ディレクトリ構造＞
cd /temporary & tree /f

C:.
│ java
│ javac
├─tempA
││ module-info.class
││ module-info.java
│└─packageA
│ packageA.class
│ packageA.java
├─tempB
││ automaticB.jar
│└─packageB
│ packageB.class
│ packageB.java
└─tempC
││ automaticC.jar
│└─packageC
│ packageC.class
│ packageC.java

⑪--add-modules有
cd /temporary & java --show-module-resolution -p ./tempA;./tempB;./tempC --add-modules automaticB -m namedA/packageA.packageA

root automaticB file:///C:/temporary/./tempB/automaticB.jar automatic
root namedA file:///C:/temporary/./tempA/
automaticB requires automaticC file:///C:/temporary/./tempC/automaticC.jar automatic

class packageB.packageB

⑫--add-modules無
cd /temporary & java --show-module-resolution -p ./tempA;./tempB;./tempC -m namedA/packageA.packageA

root namedA file:///C:/temporary/./tempA/

Exception in thread "main" java.lang.ClassNotFoundException: packageB.packageB

⑬--add-modules無　-cp有
cd /temporary & java --show-module-resolution -cp ./tempB -p ./tempA;./tempB;./tempC -m namedA/packageA.packageA

root namedA file:///C:/temporary/./tempA/

class packageB.packageB

Answer 1

—module-pathはmodule-info.classを格納するフォルダあるいはjarファイルへのルートパスを指定するコマンドです

javac module-info.java source.java —module-path Directory;Directory

モジュールは依存関係に従ってコンパイルされる必要があり、依存先として指定されるディレクトリにはmodule-info.classが予め存在していなければなりません
module-info.javaをコンパイルする場合はこちらを用います

—add-modulesは参照するモジュール名を指定するコマンドです
—module-pathで指定されたディレクトリ上に存在するモジュール名を参照します

javac Source.java Source.java —add-modules ModuleName,ModuleName —module-path Directory;Directory

インポートされたパッケージのクラスをモジュールから参照する場合にこちらを用います
クラスパスの代わりにモジュールを参照することで、ソースファイル上で利用されるパッケージが指定のモジュールから公開された状態にあるかを通知します
非公開のパッケージをインポートしている場合はエラーが明示されます

Comments

[buzz]

自動モジュールから名前付きモジュールを参照する場合は、--add-modulesが必要。
名前付きモジュールから自動モジュールを参照する場合は、--add-modulesが不要。
なぜ、後者は—module-pathの指定だけで参照できるのでしょうか？

[TokoToko123]

module-info.classを持たないフォルダあるいはjarファイルをモジュールとして利用する場合、そのディレクトリには暗黙的にディレクトリ名と同じモジュール名が付与されます
モジュールによるパッケージの公開及び他のモジュールへの依存は、module-infoファイルで定義します
ここで指定可能な依存モジュールの種類は次の通りです

•固有名を持つモジュール
•ディレクトリ名が適用されるモジュール

モジュールの依存関係は、ルートパスに属するmodule-info.classの有無で判定します
このクラスファイルが確認されない状況ではディレクトリ名での命名による解決を図ります

一連の判定は—module-pathにより実行されます
このソースとなるのがmodule-infoファイルです
module-infoファイルを持たないディレクトリから他のモジュールを参照する際は、参照元のソースが存在しない状態となるため、依存先となるモジュールの名前をコンパイラへ明示します

これを担うオプションが—add-modulesです

[buzz]

＜①ソースコード＞
package packageA;
public class packageA {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("sysoutA");
}
}

＜②コンパイル＞
C:\>javac -encoding utf-8 packageA/packageA.java

＜③jarファイル作成＞
C:\>jar -cf test.jar packageA/packageA.class

＜④実行＞
java -p ./ -m test/packageA.packageA

＜⑤実行結果＞
sysoutA

>module-info.classを持たないフォルダあるいはjarファイルをモジュールとして利用する場合、
>そのディレクトリには暗黙的にディレクトリ名と同じモジュール名が付与されます

★どのようにしてmodule-info.classを持たないフォルダをモジュールとして利用できますか？
　※jarファイルをモジュールとして利用することはできました。

以下、実行の詳細になります。
すみませんが、ご確認お願いします。

＜実行＞
C:\>java -p ./ -m packageA/packageA.packageA

＜結果＞
java.lang.module.FindException: Module packageA not found

＜ディレクトリ階層＞
c:
├─test.jar
└─packageA
　　├─packageA.java
　　└─packageA.class
　

[buzz]

丁寧な回答ありがとうございます。ようやく少し整理できてきました。
以下の理解で問題ないですか？また、分からない点があります。ご確認お願いします。

＜自動モジュールに関して＞
・モジュールグラフ上の全モジュールをrequiresする。
・モジュールグラフに自動モジュール(初期モジュールと異なる)、
　　　　　　　　　　無名モジュールは含まれる。
・モジュールグラフに名前付きモジュールは含まれない。
・--module-path　：　モジュールを参照するディレクトリを指定する。
・--module　：　初期モジュールを指定する。
・--add-modules　：　初期モジュールに加えて解決するルートモジュールを指定する。

★自動モジュール起点のモジュールグラフに自動モジュール(ルートモジュールと異なる)、
　無名モジュールは含まれて、名前付きモジュールが含まれないのはなぜでしょうか？

★無名モジュール起点のモジュールグラフに自動モジュール、名前付きモジュールが
　含まれないのはなぜでしょうか？

[TokoToko123]

•フォルダ名をモジュール名とする方法について
(訂正含む)

まず、問題のコードについての対処方法は次のいずれかです

・Javaファイルの指定
Java packageA/packageA.java -p .

•フォルダと同一名のjarファイルの作成
jar -cvf packageA.jar *

フォルダと同名のjarファイルを持つことで、そのフォルダ名をモジュールの名前として扱えます

jarファイルを使用する場合の—add-modulesを含めたコマンドの書式は以下です

javac Source.java Source.java —add-modules Module(jar)Name,Module(jar)Name —module-path Directory;Directory

>module-info.classを持たないフォルダ

この表現が誤認を生む原因となったことをお詫び致します
仕様に正しく沿った解説ではないため以下の通りに訂正します

> module-info.classを持たないjarファイルのルートフォルダ

[TokoToko123]

関連コマンドについての基本的な理解に関しては、—add-moduleについて幾つか留意点があります

・—add-modulesはモジュールをモジュールグラフへ追加しません

モジュールグラフはモジュールパスの指定時に構築済みです
無名モジュール(javaファイル)からの参照時に対象となる自動モジュール(jarファイル)を名前付きモジュール(module-info.class)へ切り替える場面で用います

(例)
java —module-path Directory;Directory —add-modules ModuleName(by module-info.class) Source.java

•—add-modulesには全てのモジュールを明示する必要はありません

前述の用途に則った切り替え対象のモジュールのみを明示します

後半の二点については、具体的なコードをご提示頂ければより詳細な回答が可能かもしれません

ただ、以上のようにmodule-info.classを用いないモジュールの仕様は、回答で示した運用例よりも複雑になります
jarファイルをモジュールとして使用する際も、jarファイルそれ自体はモジュール定義を持たないディレクトリである点に注意が必要です

原則としては、module-info.classを用意することが望ましいと言えます

[buzz]

＞—add-modulesはモジュールをモジュールグラフへ追加しません
＞モジュールグラフはモジュールパスの指定時に構築済みです

"add-modulesはルートモジュールを追加する"であってますか？

以下、ソース等詳細は掲題の質問に追記しています。

⑪--add-modules有
cd /temporary & java --show-module-resolution -p ./tempA;./tempB;./tempC --add-modules automaticB -m namedA/packageA.packageA

root automaticB file:///C:/temporary/./tempB/automaticB.jar automatic
root namedA file:///C:/temporary/./tempA/
automaticB requires automaticC file:///C:/temporary/./tempC/automaticC.jar automatic

class packageB.packageB

⑫--add-modules無
cd /temporary & java --show-module-resolution -p ./tempA;./tempB;./tempC -m namedA/packageA.packageA

root namedA file:///C:/temporary/./tempA/

Exception in thread "main" java.lang.ClassNotFoundException: packageB.packageB

⑪、⑫の実行結果から、
--add-modulesコマンドによってルートモジュールが追加される。
初期モジュールだけでなく、--add-modulesで指定したルートモジュール
に対してもモジュール解決は実行される。

こちらの認識は正しいでしょうか？ご確認お願いします。

[buzz]

＞module-infoファイルを持たないディレクトリから他のモジュールを参照する際は、
＞参照元のソースが存在しない状態となるため、依存先となるモジュールの名前をコンパイラへ明示します
＞これを担うオプションが—add-modulesです

おおよそ理解できたかなと思いますが、
違和感のあるパターンがあります。

①②自動モジュールから名前付きモジュールを参照するとき、—add-modules必要
⑤⑥requires無しの名前付きモジュールから自動モジュールを参照するとき、—add-modules必要
⑦⑧requires無しの名前付きモジュールAから名前付きモジュールBを参照するとき、—add-modules必要
⑨⑩無名モジュールから自動モジュール、名前付きモジュールを参照するとき、—add-modules必要

上記のパターンに関しては納得できたのですが、
下記のパターンはなぜ—add-modulesが不要になるのか。分かりません。
依存先となるモジュールの名前をコンパイラへ明示する必要はないのでしょうか？
ご確認お願いします。

③④自動モジュールAから自動モジュールBを参照するとき、—add-modules不要

ソース等詳細は掲題の質問に追記しています。