【精选】项目管理工具——Maven详解

Maven简介

在这里插入图片描述

Maven是一个项目管理工具。它可以帮助程序员构建工程，管理jar包，编译代码，完成测试，项目打包等等。

  • Maven工具是基于POM（Project Object Model，项目对象模型）实现的。在Maven的管理下每个项目都相当于是一个对象。
  • Maven标准化了项目的构建。即对项目结构，构建命令等进行了标准化定义。
  • Maven提供了一个免费的中央仓库，在其中几乎可以找到任何的流行开源类库。
  • Maven是跨平台的，在Windows、Linux、Mac上，都可以使用同样的命令。

Maven的作用

在这里插入图片描述

一键构建

我们的项目往往都要经历编译、测试、运行、打包、安装 ，部署等一系列过程，这些过程称之为构建。通过Maven工具，可以使用简单的命令轻松完成构建工作。

依赖管理

传统的Web项目中，我们必须将工程所依赖的jar包复制到工程中，导致了工程的变得很大。如果一个公司具有相同架构的项目有十个，那么就需要将这一份jar包复制到十个不同的工程中，非常浪费资源。

同样的项目内容，传统Web项目大小如下：

而使用Maven构建的项目大小如下：

这说明了传统Web项目中大部分磁盘空间是被jar包占据，而Maven项目中一定没有jar包，那没有jar包的项目是怎么运行的呢？

maven工程中不直接将jar包导入到工程中，而是有一个专门存放jar包的仓库，仓库中的每个jar包都有自己的坐标。maven工程中只要配置jar包坐标即可，运行项目需要使用jar包时，根据坐标即可从maven仓库中拿到jar包即可运行。

Maven工程的类型和结构

Maven工程类型

  • POM工程

    POM工程是逻辑工程，Maven并不会对该类型工程做打包处理，这些工程往往不包含具体的业务，而是用来整合其他工程的。

  • JAR工程

    普通Java工程，在打包时会将项目打成jar包。

  • WAR工程

    JAVA Web工程，在打包时会将项目打成war包。

Maven工程结构

接下来我们通过一个WAR工程学习Maven工程的结构

文件目录结构：

  • src：源代码
  • target：编译生成的文件
  • pom.xml：Maven工程配置文件，如坐标信息等。

项目结构：

  • src/main/java：存放项目的java 文件
  • src/main/resources：存放项目资源文件，如配置文件
  • src/test/java：存放项目的测试文件
  • src/test/resources：存放测试时的资源文件

一键构建

项目的生命周期

使用maven完成项目的构建的过程中，包括：验证、编译、测试、打包、部署等过程，maven将这些过程规范为项目构建的生命周期。

在这里插入图片描述

生命周期所做工作
验证 validate验证项目是否正确
编译 compile源代码编译
测试 Test使用适当的单元测试框架（例如junit）运行测试。
打包 package创建JAR/WAR包
检查 verify对集成测试的结果进行检查，以保证质量达标。
安装 install安装打包的项目到本地仓库，以供其他项目使用。
部署 deploy拷贝最终的工程包到远程仓库中，以共享给其他开发人员和工程。

maven有三套相互独立的生命周期。分为是构建生命周期，clean生命周期（清理构建后的文件）、site生命周期（生成项目报告）。作为开发人员我们一般重点学习构建生命周期即可。

Maven常用命令

在Maven构建项目的每一步都可以使用一句简单的命令完成，接下来我们学习这些命令：

命令作用
mvn clean清除编译的class文件，即删除target目录。
mvn validate验证项目是否正确
mvn compile编译maven项目
mvn test编译maven项目及运行测试文件
mvn package编译maven项目及运行测试文件，并打包
mvn install编译maven项目及运行测试文件并打包，并发布到本地仓库
mvn deploy部署项目到远程仓库
mvn tomcat7:run使用tomcat运行项目

Maven依赖插件来执行命令，比如clean、validate等命令是maven自带的，tomcat7命令是引入的第三方插件。

依赖管理

Maven仓库类型

本地仓库

本地仓库指用户计算机中的文件夹。用来存储从远程仓库或中央仓库下载的jar包，只有下载到本地仓库的jar包才能使用，项目使用jar包时优先从本地仓库查找。

远程仓库

远程仓库一般指私服，它是架设在局域网的仓库服务，可以从中央仓库下载资源，供局域网使用，从而减少每个程序员都从中央仓库下载浪费的带宽。

如果项目需要的jar包本地仓库没有，则会去远程仓库下载，下载到本地仓库即可使用。

远程仓库不是必须配置的，如果本地仓库没有jar包，也没有配置远程仓库，则会直接从中央仓库下载。

中央仓库

中央仓库是互联网上的服务器，是Maven提供的最大的仓库，里面拥有最全的jar包资源。

如果项目需要的jar包，本地仓库和远程仓库都没有，则会去中央仓库下载，下载到本地仓库使用。

Maven中央仓库访问页面：https://mvnrepository.com/

中央仓库访问速度较慢，我们一般都会配置镜像代理中央仓库的下载请求，如阿里镜像、华为镜像等。

Maven配置文件

本地仓库的默认位置是${user.dir}/.m2/repository，${user.dir}表示 windows用户目录，我们可以通过修改${MAVEN_HOME}\conf\settings.xml，修改本地仓库的位置。

配置本地仓库

在<settings>中添加如下标签：

<!-- 本地仓库路径 -->
<localRepository>F://repository</localRepository>
配置镜像

由于中央仓库访问速度较慢，可以配置镜像代理中央仓库的下载请求。在<settings>下的<mirrors>中添加如下标签即可配置镜像：

<mirror> 
  <!-- 指定镜像ID -->
  <id>nexus-aliyun</id> 
  <!-- 匹配中央仓库。-->
  <mirrorOf>central</mirrorOf>
  <!-- 指定镜像名称 -->  
  <name>Nexus aliyun</name> 
  <!-- 指定镜像路径 -->
<url>http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public</url> 
</mirror>
配置JDK版本

创建maven项目的时候，默认使用的JDK是1.5版本，验证语法、编译、运行时都会按照JDK1.5操作，这样就有很多语法无法使用。我们本机安装的JDK是JDK11，可以配置maven按照JDK11创建项目。

在<settings>下的<profiles>中添加如下标签即可配置JDK版本：

<profile>  
  <id>jdk11</id>  
  <activation>  
    <activeByDefault>true</activeByDefault>  
    <jdk>11</jdk>  
  </activation>  
  <properties>  
    <maven.compiler.source>11</maven.compiler.source>  
    <maven.compiler.target>11</maven.compiler.target>  
    <maven.compiler.compilerVersion>11</maven.compiler.compilerVersion>  
  </properties>  
</profile>

pom文件配置

pom文件最上方是项目基本信息：

  • groupId

    groupId一般定义项目组名，命名规则使用反向域名。例如com.java

  • artifactId

    artifactId一般定义项目名，命名使用小写字母。项目发布后，它的坐标是groupId+artifactId。

  • version

    version定义版本号。版本号一般有三段，第一段：革命性的产品升级。第二段：新功能版本。第三段：修正一些bug。

  • packaging

    packaging定义打包方式。

<properties>中定义一些配置信息：

<dependencies>中定义依赖的jar包坐标：

由于项目是web项目，需要写Servlet和JSP，所以需要引入Servlet和JSP的依赖。查找依赖坐标的网站：https://mvnrepository.com/

<dependencies>
  <dependency>
    <groupId>junit</groupId>
    <artifactId>junit</artifactId>
    <version>4.11</version>
    <scope>test</scope>
  </dependency>
  <!-- jsp -->
  <dependency>
    <groupId>javax.servlet.jsp</groupId>
    <artifactId>jsp-api</artifactId>
    <version>2.2</version>
  </dependency>
  <!-- servlet -->
  <dependency>
    <groupId>javax.servlet</groupId>
    <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
    <version>3.0.1</version>
  </dependency>
</dependencies>

为什么之前的web项目中没有引入jsp和servlet的jar包？

因为之前项目中使用的是tomcat中的jsp和servlet中的jar包，在项目中没有引入。

<plugins>中定义第三方插件：

web项目依赖tomcat运行，所以添加tomcat7插件

<plugins>
  <!-- tomcat插件 -->
  <plugin>
    <groupId>org.apache.tomcat.maven</groupId>
    <artifactId>tomcat7-maven-plugin</artifactId>
    <version>2.1</version>
    <configuration>
      <port>8080</port>
      <path>/</path>
      <uriEncoding>UTF-8</uriEncoding>
      <server>tomcat7</server>
    </configuration>
  </plugin>
</plugins>

编写代码

接下来编写Servlet和Jsp代码：

@WebServlet("/demo1")
public class MyServlet extends HttpServlet {
  @Override
  protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
    req.getRequestDispatcher("hello.jsp").forward(req,resp);
   }
}


<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
  <head>
    <title>测试</title>
  </head>
  <body>
    <h1>你好，程序员！</h1>
  </body>
</html>

运行项目，按照如图步骤，配置使用maven中的tomcat7插件运行项目：

点击OK后配置完成，点击Idea的运行符号即可使用maven中的tomcat7插件运行项目。

依赖范围

访问servlet后，发现报500异常，这是为什么呢？

这是由于项目中引入了Servlet和Jsp的jar包，而在项目运行时，Tomcat要使用它自带的Servlet和Jsp的jar包，这样就造成了jar包冲突。但如果项目不引入Servlet和Jsp的jar包，则根本无法通过编译。

此时可以设置依赖的作用范围解决该问题，设置Servlet和Jsp的jar包只在编译期起作用，运行时不起作用，这样不仅可以通过编译，还能在运行时避免jar包冲突。

通过在<dependency>中添加<scope>，可以设置依赖的作用范围，有以下取值：

  • compile

    默认范围。表示该依赖在编译和运行时生效，项目打包时也会将该依赖打包进去。

  • provided

    使用此依赖范围的Maven依赖，编译和测试时有效，但在运行时无效。典型的例子是servlet-api，在运行时Web容器已经提供依赖，就不需要Maven重复地引入一遍。

  • runtime

    runtime范围表明编译时不需要生效，而只在运行时生效。典型的例子是JDBC驱动包，编译时只需要JDK的JDBC接口即可，只有运行项目时才需要具体的JDBC驱动。

  • test

    test范围表明使用此依赖范围的依赖，只在编译和运行测试代码的时生效，程序的正常运行不需要此类依赖。典型的例子就是JUnit，它只有在编译测试代码及运行测试的时候才需要。

  • system

    如果有些你依赖的jar包没有Maven坐标的，它完全不在Maven体系中，这时候你可以把它下载到本地硬盘，然后通过system来引用。（不推荐使用）

所以对于Servlet和Jsp依赖，我们添加依赖范围为provided即可。

<dependency>
  <groupId>javax.servlet.jsp</groupId>
  <artifactId>jsp-api</artifactId>
  <version>2.2</version>
  <scope>provided</scope>
</dependency>

<dependency>
  <groupId>javax.servlet</groupId>
  <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
  <version>3.0.1</version>
  <scope>provided</scope>
</dependency>

重启项目，即可正常访问Servlet和Jsp

Maven工程测试

测试概述

测试即在交付前对写好的代码进行评测，分为黑盒测试和白盒测试：

  • **黑盒测试：**不需要写代码，给输入值，看程序是否能够输出期望的值。
  • **白盒测试：**需要写代码的。关注程序具体的执行流程。

单元测试是指对软件中的最小可测试单元进行检查和验证，Java里单元测试指一个类的功能。单元测试是在软件开发过程中要进行的最低级别的测试活动，软件的独立单元将在与程序的其他部分相隔离的情况下进行测试。

Junit是Java编程语言的单元测试框架，用于编写和运行可重复的自动化测试。从分类中属于白盒测试。

Junit使用步骤

在Maven项目中引入依赖
<dependency>
  <groupId>junit</groupId>
  <artifactId>junit</artifactId>
  <version>4.12</version>
  <scope>test</scope>
</dependency>
定义被测试的类

我们定义一个计算器工具类。

public class Calculator {
  // 加法
  public int add(int a,int b){
    return a+b;
   }
  // 除法
  public int div(int a,int b){
    return a/b;
   }
}
对定义的类进行测试

  1. 创建src/test/java包，并将改包设置为测试包。

  2. 在src/test/java中创建测试类的包，包名一般与被测试包名一致。

  3. 定义测试类，类名一般为被测试类+Test

  4. 测试类中编写测试方法。

public class CalculatorTest {
  /**
   * 测试方法是可以独立运行的，写法如下：
   * 1.方法名一般为test+被测试方法名
   * 2.方法上方添加@Test
   * 3.测试方法没有参数和返回值
   */
  @Test
  public void testAdd(){
    Calculator calculator = new Calculator();
    int add = calculator.add(1, 2);
    System.out.println(add);
   }


  @Test
  public void testDiv(){
    Calculator calculator = new Calculator();
    int div = calculator.div(2,0);
    System.out.println(div);
   }
}

Junit结果判定

点击测试方法边的三角运行测试方法，如果出现绿色对钩，证明方法能正常运行；如果出现红色感叹号，证明方法抛出异常，需要修改方法。

当然，不是能正常运行就代表方法一定没有问题，也有可能方法的结果和预期结果不一致，这时就需要使用断言操作。

断言操作：Assert.assertEquals(参数1，参数2);

参数1：预期结果，参数2：实际结果

@Test
public void testAdd(){
  Calculator calculator = new Calculator();
  int add = calculator.add(1, 2);
  /**
   * 断言
   * 参数1：预期结果，参数2：实际结果
   */
  Assert.assertEquals(2,add);
}

如果真实结果和预期结果不一致，则会抛出以下异常：

@Before、@After注解

在测试类中，@Before修饰的方法会在测试方法之前自动执行，@After修饰的方法会在测试方法执行之后自动执行。之后的学习中，我们可以设置前置方法为获取资源，后置方法为释放资源。

@Before
public void before(){
  System.out.println("开始测试");
}


@After
public void after(){
  System.out.println("结束测试");
}

依赖冲突

依赖冲突产生的原因:依赖传递

假设你的项目依赖jar包A，jar包A又依赖jar包B。当添加jar包A时，Maven会把jar包B也自动加入到项目中。比如刚刚我们添加了junit依赖，junit又依赖hamcrest，所以Maven会将junit和hamcrest都加入项目中。

这时就可能会产生依赖冲突问题，比如依赖A会引入依赖C，依赖B也会引入依赖C。如果不进行调解则会引入两个依赖C，那么Maven是如何解决依赖冲突问题的呢？

依赖冲突调解

我们以Spring依赖为例，spring-webmvc依赖spring-aop，spring-context也依赖spring-aop，如果两个同时引入，会引入哪个版本的spring-aop呢？

<dependency>
  <groupId>org.springframework</groupId>
  <artifactId>spring-context</artifactId>
  <version>5.2.12.RELEASE</version>
</dependency>


<dependency>
  <groupId>org.springframework</groupId>
  <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
  <version>4.2.4.RELEASE</version>
</dependency>
最先声明原则

最短路径优先原则不能解决所有问题，比如这样的依赖关系：A–>B–>C(1.0)和D–>E–>C(2.0)，同时引入A和D之后，C(1.0)和C(2.0)的依赖路径长度都为2。此时第一原则将不能解决问题

Maven调解依赖冲突的第二原则是最先声明原则：

在依赖路径长度相等的前提下，在POM中依赖声明的顺序靠前的会被解析使用。比如：以上案例中，spring-webmvc和spring-context到spring-core的路径都为1。谁声明在上方，spring-core会按照谁的版本引入。

排除依赖、锁定版本

如果不想使用Maven默认的冲突调解方式，有两种方式可以手动进行冲突调解。

排除依赖

比如以上案例中，想使用spring-webmvc的spring-aop包，那么可以让spring-context引入时排除引入spring-aop包，这样就可以使用spring-webmvc的spring-aop包了，写法如下：

<dependency>
  <groupId>org.springframework</groupId>
  <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
  <version>4.2.4.RELEASE</version>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.springframework</groupId>
  <artifactId>spring-context</artifactId>
  <version>5.2.12.RELEASE</version>
  <exclusions>
    <exclusion>
      <groupId>org.springframework</groupId>
      <artifactId>spring-aop</artifactId>
    </exclusion>
  </exclusions>
</dependency>
锁定版本

在Maven中为某个jar包配置锁定版本后，不考虑依赖的声明顺序和依赖路径，以锁定的版本的为准添加到工程中，此方法在企业开发中常用。以下可以直接配置spring-aop锁定的版本。

<dependencyManagement>
  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework</groupId>
      <artifactId>spring-aop</artifactId>
      <version>4.2.4.RELEASE</version>
    </dependency>
  </dependencies>
</dependencyManagement

Maven聚合开发

聚合关系

之前我们在Idea中开发时会将项目的所有包放在同一个工程当中。

  • domain：定义实体类
  • dao：操作数据库
  • service：具体的业务逻辑，需要调用dao的方法。
  • controller：前后端交互，需要调用service的方法。
  • webapp：存放前端资源

假如我们现在写了两个项目分别是电商卖家端和电商买家端，两个项目都需要调用serive层查询订单的方法。原来的写法如下：

重复编码造成开发效率降低。

而使用maven后，我们可以把之前的项目按需拆分成一个个小项目，之后将小项目发布到仓库中，小项目之间也可以互相引用，并且在我们的项目中引入需要的小项目即可。

Maven将一个大项目分成一个个小项目开发，最后打包时会将这些小的项目打成一个完整的war包独立运行。

继承关系

Maven中的继承是针对于父工程和子工程。父工程定义的依赖和插件子工程可以直接使用。注意父工程类型一定为POM类型工程。

多继承

在Maven中对于继承采用的也是单继承，也就是说一个子项目只能有一个父项目。但我们可以在<dependencyManagement>配置多继承。写法如下：

<dependencyManagement>
  <dependencies>
    <!--父项目a-->
    <dependency>
      <groupId>com.java</groupId>
      <artifactId>parent_a</artifactId>
      <version>1.0-SNAPSHOT</version*>
      <type>pom</type>
      <!-- 引入父项目，scope的值为import -->
      <scope>import</scope>
    </dependency>


    <!--父项目b-->
    <dependency>
      <groupId>com.java</groupId>
      <artifactId>parent_b</artifactId>
      <version>1.0-SNAPSHOT</version>
      <type>pom</type>
      <scope>import</scope>
    </dependency>
  </dependencies>
</dependencyManagement>

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