Java单体应用 - 开发工具 - 02.Maven

原文地址：http://www.work100.net/training/monolithic-tools-maven.html

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Maven

序号	文内章节	视频
1	简介	-
2	下载和安装	-
3	配置 MAVEN_HOME	-
4	本地仓库	-
5	中央仓库	-
6	依赖机制	-
7	POM	-
8	插件	-
9	快照	-
10	常用命令	-
11	第一个 Maven 应用程序	-

请参照如上章节导航进行阅读

1.简介

Maven 项目对象模型(POM)，可以通过一小段描述信息来管理项目的构建，报告和文档的项目管理工具软件。

Maven 除了以程序构建能力为特色之外，还提供高级项目管理工具。由于 Maven 的缺省构建规则有较高的可重用性，所以常常用两三行 Maven 构建脚本就可以构建简单的项目。由于 Maven 的面向项目的方法，许多 Apache Jakarta 项目发文时使用 Maven，而且公司项目采用 Maven 的比例在持续增长。

Maven 这个单词来自于意第绪语（犹太语），意为知识的积累，最初在Jakata Turbine项目中用来简化构建过程。当时有一些项目（有各自Ant build文件），仅有细微的差别，而JAR文件都由CVS来维护。于是希望有一种标准化的方式构建项目，一个清晰的方式定义项目的组成，一个容易的方式发布项目的信息，以及一种简单的方式在多个项目中共享JARs。

Maven 是一个项目管理工具，它包含了一个项目对象模型 (Project Object Model)，一组标准集合，一个项目生命周期(Project Lifecycle)，一个依赖管理系统(Dependency Management System)，和用来运行定义在生命周期阶段(phase)中插件(plugin)目标(goal)的逻辑。当你使用Maven的时候，你用一个明确定义的项目对象模型来描述你的项目，然后Maven可以应用横切的逻辑，这些逻辑来自一组共享的（或者自定义的）插件。

Maven 有一个生命周期，当你运行 mvn install 的时候被调用。这条命令告诉 Maven 执行一系列的有序的步骤，直到到达你指定的生命周期。遍历生命周期旅途中的一个影响就是，Maven 运行了许多默认的插件目标，这些目标完成了像编译和创建一个 JAR 文件这样的工作。

Maven 提供了开发人员熟悉的方式来管理：

• Builds
• Documentation
• Reporting
• Dependencies
• SCMs
• Releases
• Distribution
• mailing list

概括地说，Maven 简化和标准化项目建设过程。处理编译，分配，文档，团队协作和其他任务的无缝连接。 Maven 增加可重用性并负责建立相关的任务。

2.下载和安装

Maven 的安装步骤很简单，请根据您的操作系统版本选择如下合适的章节阅读。

Maven 运行依赖于 JDK，在安装 Maven 之前请先配置JDK，配置方法请参考 Java 「开发环境配置」 章节

注意：请尽量使用 JDK 1.8 及以上版本

2.1.下载

下载地址：http://maven.apache.org/download.cgi

下载相应的压缩包，解压到您要安装 Maven 的文件夹。

2.2.安装

2.2.1.Windows 下安装

以 Windows 7 系统、安装版本 apache-maven-3.6.3 为例，安装目录为：

C:\Java\apache-maven-3.6.3

目录结构如下：

2.2.2.Mac 下安装

以 Mac OS 系统、安装版本 apache-maven-3.6.0 为例，安装目录为：

/Users/liuxiaojun/envs/apache-maven-3.6.0

目录结构如下：

drwx------@ 11 liuxiaojun  staff    352  1  9  2019 ./
drwxr-xr-x   9 liuxiaojun  staff    288 10 27 19:48 ../
-rw-r--r--@  1 liuxiaojun  staff   8196 10 27 13:21 .DS_Store
-rwx------@  1 liuxiaojun  staff  13439 12 15  2018 LICENSE*
-rwx------@  1 liuxiaojun  staff    182 12 15  2018 NOTICE*
-rwx------@  1 liuxiaojun  staff   2530 12 15  2018 README.txt*
drwx------@  8 liuxiaojun  staff    256 12 15  2018 bin/
drwx------@  3 liuxiaojun  staff     96 12 15  2018 boot/
drwx------@  5 liuxiaojun  staff    160  1 22  2019 conf/
drwx------@ 58 liuxiaojun  staff   1856 12 15  2018 lib/
drwx------  44 liuxiaojun  staff   1408  7 27 23:50 repo/

2.2.3.Linux 下安装

以 Ubuntu 16.04 系统，版本 apache-maven-3.6.0 为例，安装目录为：

/usr/local/apache-maven-3.6.0

目录结构如下：

drwxr-xr-x  7 root root   4096 Jan 22  2019 ./
drwxr-xr-x 14 root root   4096 Feb 21  2019 ../
drwxr-xr-x  2 root root   4096 Jan 15  2019 bin/
drwxr-xr-x  2 root root   4096 Jan 15  2019 boot/
drwxr-xr-x  3  501 staff  4096 Jan 25  2019 conf/
drwxr-xr-x  4  501 staff  4096 Jan 15  2019 lib/
-rw-r--r--  1  501 staff 13439 Oct 25  2018 LICENSE
-rw-r--r--  1  501 staff   182 Oct 25  2018 NOTICE
-rw-r--r--  1  501 staff  2530 Oct 25  2018 README.txt
drwxr-xr-x  6 root root   4096 Jan 25  2019 repo/

3.配置 MAVEN_HOME

添加 MAVEN_HOME 环境变量，并将其指向您的 Maven 文件夹，请根据您的操作系统版本选择如下合适的章节阅读。

不同系统安装目录举例：

系统	安装位置
Windows 7	C:\Java\apache-maven-3.6.3
Mac OS	/Users/liuxiaojun/envs/apache-maven-3.6.0
Linux	/usr/local/apache-maven-3.6.0

3.1.Windows 下配置 MAVEN_HOME

1).添加 MAVEN_HOME 环境变量，并将值设置为 Maven 安装目录：

2).将如下值追加到环境变量 PATH 的末尾：

;%MAVEN_HOME%\bin

3).验证配置是否成功

打开命令行工具：

输入如下命令：

mvn -version

显示结果如下：

3.2.Mac OS 下配置 MAVEN_HOME

1). 通过终端打开 .bash_profile 文件，命令如下：

cd
nano .bash_profile

我使用了 nano 作为文件创建及编辑工具，您也可以使用其他工具

2). 将如下环境变量配置内容粘贴到文件中：

export MAVEN_HOME=/Users/liuxiaojun/envs/apache-maven-3.6.0
export PATH=$PATH:$MAVEN_HOME/bin

然后 control + x 保存退出

3). 使配置文件生效

source .bash_profile

4). 验证环境变量配置是否成功

localhost:~ liuxiaojun$  mvn -version
Apache Maven 3.6.0 (97c98ec64a1fdfee7767ce5ffb20918da4f719f3; 2018-10-25T02:41:47+08:00)
Maven home: /Users/liuxiaojun/envs/apache-maven-3.6.0
Java version: 1.8.0_191, vendor: Oracle Corporation, runtime: /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre
Default locale: zh_CN, platform encoding: UTF-8
OS name: "mac os x", version: "10.15.2", arch: "x86_64", family: "mac"

3.1.Linux 下配置 MAVEN_HOME

1). 修改全局配置文件：

nano /etc/profile

将如下配置写入文件中：

export MAVEN_HOME=/usr/local/apache-maven-3.6.0

export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JRE_HOME/bin:$MAVEN_HOME/bin:$PATH:$HOME/bin

2). 使配置生效：

source /etc/profile

3). 验证环境变量配置是否成功

使用命令：

root@ubuntu:~# mvn -version
Apache Maven 3.6.0 (97c98ec64a1fdfee7767ce5ffb20918da4f719f3; 2018-10-25T02:41:47+08:00)
Maven home: /usr/local/apache-maven-3.6.0
Java version: 1.8.0_191, vendor: Oracle Corporation, runtime: /usr/local/jdk1.8.0_191/jre
Default locale: en_US, platform encoding: UTF-8
OS name: "linux", version: "4.4.0-171-generic", arch: "amd64", family: "unix"

4.本地仓库

Maven 的本地资源库是用来存储所有项目的依赖关系(插件 Jar 和其他文件，这些文件被 Maven 下载)到本地文件夹。很简单，当你建立一个 Maven 项目，所有相关文件将被存储在你的 Maven 本地仓库。

默认情况下，Maven 的本地资源库默认为 .m2 目录文件夹：

操作系统	路径
Windows	C:\Documents and Settings{your-username}.m2
Mac OS	~/.m2
Linux	~/.m2

通常情况下，可改变默认的 .m2 目录下的默认本地存储库文件夹到其他更有意义的名称，例如， maven-repo 找到 {MAVEN_HOME}\conf\setting.xml, 更新 localRepository 到其它名称。

分别修改各操作系统下 localRepository 的配置，值参考如下表格：

操作系统	localRepository 配置值
Windows 7	C:\Java\apache-maven-3.6.3\repo
Mac OS	/Users/liuxiaojun/envs/apache-maven-3.6.0/repo
Linux	/usr/local/apache-maven-3.6.0/repo

5.中央仓库

当你建立一个 Maven 的项目，Maven 会检查你的 pom.xml 文件，以确定哪些依赖下载。首先，Maven 将从本地资源库获得 Maven 的本地资源库依赖资源，如果没有找到，然后把它会从默认的 Maven 中央存储库 http://repo1.maven.org/maven2/ 查找下载。

使用 MVNrepository 搜索：https://mvnrepository.com/

6.依赖机制

6.1.概述

在 Maven 依赖机制的帮助下自动下载所有必需的依赖库，并保持版本升级。让我们拿一个案例来研究，以了解它是如何工作的。假设你想使用 Log4j 作为项目的日志。这里你要做什么？

6.2.传统方式

• 访问 http://logging.apache.org/log4j/
• 下载 Log4j 的 jar 库
• 复制 jar 到项目类路径
• 手动将其包含到项目的依赖
• 所有的管理需要一切由自己做

如果有 Log4j 版本升级，则需要重复上述步骤一次。

6.3.Maven 的方式

• 你需要知道 log4j 的 Maven 坐标，例如：

<groupId>log4j</groupId>
<artifactId>log4j</artifactId>
<version>1.2.17</version>

• 它会自动下载 log4j 的 1.2.17 版本库

• 声明 Maven 的坐标转换成 pom.xml 文件

<dependencies>
  <dependency>
    <groupId>log4j</groupId>
    <artifactId>log4j</artifactId>
    <version>1.2.17</version>
  </dependency>
</dependencies>

• 当 Maven 编译或构建，log4j 的 jar 会自动下载，并把它放到 Maven 本地存储库

• 所有都由 Maven 来管理

6.4.解释说明

看看有什么不同？那么到底在 Maven 发生了什么？当建立一个 Maven 的项目，pom.xml 文件将被解析，如果看到 log4j 的 Maven 坐标，然后 Maven 按此顺序搜索 log4j 库：

• 在 Maven 的本地仓库搜索 log4j
• 在 Maven 中央存储库搜索 log4j
• 在 Maven 远程仓库搜索 log4j(如果在 pom.xml 中定义)

Maven 依赖库管理是一个非常好的工具，为您节省了大量的工作

7.POM

7.1.概述

POM 代表项目对象模型。它是 Maven 中工作的基本单位，这是一个 XML 文件。它始终保存在该项目基本目录中的 pom.xml 文件。

POM 包含的项目是使用 Maven 来构建的，它用来包含各种配置信息。

POM 也包含了目标和插件。在执行任务或目标时，Maven 会使用当前目录中的 POM。它读取POM得到所需要的配置信息，然后执行目标。部分的配置可以在 POM 使用如下：

• project dependencies
• plugins
• goals
• build profiles
• project version
• developers
• mailing list

创建一个POM之前，应该要先决定项目组(groupId)，它的名字(artifactId)和版本，因为这些属性在项目仓库是唯一标识的。

7.2.POM的例子

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
   xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
   xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0
   http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
   <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

   <groupId>net.work100</groupId>
   <artifactId>project</artifactId>
   <version>1.0</version>
<project>

要注意的是，每个项目只有一个 POM 文件

• 所有的 POM 文件要项目元素必须有三个必填字段: groupId，artifactId，version
• 在库中的项目符号是：groupId:artifactId:version
• pom.xml 的根元素是 project，它有三个主要的子节点。

节点	描述
groupId	这是项目组的编号，这在组织或项目中通常是独一无二的。 例如：net.work100.cloud，我们要做一个云平台相关项目
artifactId	这是项目的 ID。这通常是项目的名称。 例如：cloud-iot，一个物联网项目。 除了 groupId 之外，artifactId 还定义了 artifact 在存储库中的位置。
version	这是项目的版本。与 groupId 一起使用，artifact 在存储库中用于将版本彼此分离。 例如：net.work100.cloud:cloud-iot:1.0，net.work100.cloud.bank:cloud-iot:1.1

8.插件

8.1.概述

Maven 是一个执行插件的框架，每一个任务实际上是由插件完成的。Maven 插件通常用于：

• 创建 jar 文件
• 创建 war 文件
• 编译代码文件
• 进行代码单元测试
• 创建项目文档
• 创建项目报告 一个插件通常提供了一组目标，可使用以下语法来执行：

mvn [plugin-name]:[goal-name]

例如，一个 Java 项目可以使用 Maven 编译器插件来编译目标，通过运行以下命令编译:

mvn compiler:compile

8.2.插件类型

Maven 提供以下两种类型插件：

类型	描述
构建插件	在生成过程中执行，并在 pom.xml 中的 元素进行配置
报告插件	在网站生成期间执行，在 pom.xml 中的,元素进行配置

以下是一些常见的插件列表：

类型	描述
clean	编译后的清理目标，删除目标目录
compiler	编译 Java 源文件
surefile	运行JUnit单元测试，创建测试报告
jar	从当前项目构建 JAR 文件
war	从当前项目构建 WAR 文件
javadoc	产生用于该项目的 Javadoc
antrun	从构建所述的任何阶段运行一组 Ant 任务

9.快照

9.1.概述

大型应用软件一般由多个模块组成，一般它是多个团队开发同一个应用程序的不同模块，这是比较常见的场景。例如，一个团队正在对应用程序的应用程序，用户界面项目(app-ui.jar:1.0) 的前端进行开发，他们使用的是数据服务工程 (data-service.jar:1.0)。

现在，它可能会有这样的情况发生，工作在数据服务团队开发人员快速地开发 bug 修复或增强功能，他们几乎每隔一天就要释放出库到远程仓库。

现在，如果数据服务团队上传新版本后，会出现下面的问题：

• 数据服务团队应该发布更新时每次都告诉应用程序 UI 团队，他们已经发布更新了代码。
• UI 团队需要经常更新自己 pom.xml 以获得更新应用程序的版本。

为了处理这类情况，引入快照的概念，并发挥作用。

9.2.什么是快照？

快照（SNAPSHOT）是一个特殊版本，指出目前开发拷贝。不同于常规版本，Maven 每生成一个远程存储库都会检查新的快照版本。

现在，数据服务团队将在每次发布代码后更新快照存储库为：data-service:1.0-SNAPSHOT 替换旧的 SNAPSHOT jar。

9.3.快照与版本

在使用版本时，如果 Maven 下载所提到的版本为 data-service:1.0，那么它永远不会尝试在库中下载已经更新的版本 1.0。要下载更新的代码，data-service 的版本必须要升级到 1.1。

在使用快照（SNAPSHOT）时，Maven 会在每次应用程序 UI 团队建立自己的项目时自动获取最新的快照（data-service:1.0-SNAPSHOT）。

10.常用命令

本章节只提供 Maven 使用时的一些基本命令：

功能	命令
清除产生的项目	mvn clean
编译源代码	mvn compile
打包	mvn package
只打包不测试（跳过测试）	mvn -Dmaven.test.skip=true
安装到本地仓库	mvn install
源码打包	mvn source:jar 或 mvn source:jar-no-fork

11.第一个 Maven 应用程序

11.1.概述

下面我们来学习如何使用 Maven 创建一个 Java Web 应用程序

11.2.创建 Maven 项目

选择 File -> New -> Project...

选择 Maven 项目

填写项目信息

选择工作空间

11.3.目录结构

Java Web 的 Maven 基本结构如下：

├─src
│  ├─main
│  │  ├─java
│  │  ├─resources
│  │  └─webapp
│  │      └─WEB-INF
│  └─test
│      └─java

结构说明：

• src：源码目录
  • src/main/java：Java 源码目录
  • src/main/resources：资源文件目录
  • src/main/webapp：Web 相关目录
  • src/test：单元测试

11.4.IDEA Maven 项目管理

在 IDEA 界面的右侧 Maven 选项，可以管理 Maven 项目的整个生命周期、插件、依赖等

11.5.完善 Java Web 程序

11.5.1.POM

修改 pom.xml 配置，内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>net.work100</groupId>
    <artifactId>hello-maven</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <packaging>war</packaging>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>javax.servlet</groupId>
            <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
            <version>4.0.1</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>log4j-over-slf4j</artifactId>
            <version>1.7.30</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

配置说明：

• packaging：打包方式，这里是 war 包，表示为 Java Web 应用程序
• dependencies：项目依赖配置，整个项目生命周期中所需的依赖都在这里配置

11.5.2.创建测试用 Servlet

在 src/main/java 源码文件夹下创建一个名为 net.work100.hello.maven.servlet 的 package ，然后在该 package 下创建一个名为 HelloServlet 的 Servlet 用于测试请求:

package net.work100.hello.maven.servlet;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

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

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        super.doPost(req, resp);
    }
}

11.5.3.创建测试用 JSP

在 src/main/webapp 源码文件夹下创建一个名为 index.jsp 的 JSP 页面，用于测试请求:

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<head>
    <title>Title</title>
</head>
<body>
    Hello Maven
</body>
</html>

11.5.4.创建 Log4J 的配置文件

在 src/main/resources 目录下创建 log4j.properties 配置文件，内容如下：

log4j.rootLogger=INFO, console, file

log4j.appender.console=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.console.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.console.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m%n

log4j.appender.file=org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.file.File=logs/log.log
log4j.appender.file.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.A3.MaxFileSize=1024KB
log4j.appender.A3.MaxBackupIndex=10
log4j.appender.file.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m%n

11.5.5.配置 web.xml

在 src/main/webapp/WEB-INF 下创建 web.xml 文件，配置如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">
    <servlet>
        <servlet-name>HelloServlet</servlet-name>
        <servlet-class>net.work100.hello.maven.servlet.HelloServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>HelloServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/servlet/hello</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

11.5.6.测试运行

按照之前章节 第一个 IDEA 应用程序 配置完 Tomcat 后直接运行，打开浏览器访问 http://localhost:8080 显示如下：

Hello Maven

也可以访问 Servlet 映射地址： http://localhost:8080/servlet/hello

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