Maven基本概念介绍

一、Maven简介

什么是Maven

Maven是一个建管理和依赖管理工具，主要用于Java项目。

基于POM（Project Object Model）的概念，Maven 可以对项目的构建、报告和文档进行集中化管理。

Maven项目中的核心文件是POM（Project Object Model，项目对象模型）文件，文件名为pom.xml。在这个文件中，开发人员可以定义项目的基本信息、依赖关系以及相关的构建任务和插件。Maven会根据pom.xml文件的定义来执行相应的构建任务。

Maven的作用

使用Maven可以自动化构建、测试、打包和发布Java项目。

项目构建： Maven自动化Java项目的构建过程。它根据预定的生命周期并执行各个生命周期阶段的任务，实现编译、测试、打包等，并确保构建的一致性和可重复性。
依赖管理： Maven根据pom.xml文件的依赖信息自动下载和管理库和框架。它规范了依赖解析和库搜索过程，避免了版本冲突和传递问题。
项目信息管理： Maven利用pom.xml文件描述的项目信息生成报告和文档。这提高了项目的可读性和可维护性。
插件及扩展： Maven通过插件系统实现高度可扩展性。插件增强项目功能，如代码生成、代码质量检查、测试报告等。
多模块项目支持： Maven支持创建多模块项目，简化大型项目的组织和管理。多模块项目共享依赖、插件和属性配置，方便项目配置和维护。
持续集成： Maven与各种持续集成工具（如Jenkins、Travis CI等）相结合，实现项目的自动化构建、测试和部署等，有助于提高项目的质量和交付速度。

二、Maven的安装和配置

下载和安装Maven

从 maven官网下载Maven发行版，并将其解压缩到本地计算机的目录中。在下载页面中，选择下载最新的稳定版本。
配置环境变量

将Maven添加到系统的PATH环境变量中
测试Maven安装

使用 mvn -v 测试是否安装成功。

三、Maven的项目结构

Maven 项目结构

Maven的目录结构是一种标准的结构，用于组织Maven项目中的源代码、资源文件和构建输出。

<project root>
 ├─src
 │  ├─main
 │  │  ├─java        # 存放主要的Java源代码
 │  │  ├─resources   # 存放主要的资源文件
 │  │  ├─webapp      # Web应用程序的根目录
 │  │  └─filters     # 过滤文件目录 
 │  └─test
 │     ├─java        # 存放测试代码
 │     └─resources   # 存放测试资源文件
 ├─target            # 存放构建输出文件
 ├─pom.xml           # 项目构建的核心配置文件
 └─README.md         # 项目的说明文档

POM文件（pom.xml）介绍

pom.xml是项目的核心配置文件，用于定义项目的基本信息、依赖关系以及构建过程中的各种任务和插件。

项目元素：GAVP属性

groupId：项目组ID，用于唯一标识项目的名称空间，通常与公司或组织的域名反转相同。
artifactId：项目工件ID，用于标识具体的项目模块或产物，一般用名称或描述性的文字表示。
version：项目版本号，用于区分不同版本的项目或模块。
packaging：打包类型，指定项目构建输出的文件类型，常见的类型有JAR、WAR、EAR、POM等。

依赖元素

dependencies：依赖关系的元素，用于声明项目所需的库和框架依赖。每个依赖都包含组ID、工件ID和版本号等信息，还可以包含其他元素，例如依赖范围、依赖传递等。

构建元素

build：构建元素，包含了项目的构建信息和构建过程中的各种任务。
plugins：插件元素，允许使用Maven的插件系统增强构建过程。每个插件包含插件组ID、插件工件ID、版本号和配置信息等。
profiles：环境配置元素，根据不同的环境为项目进行不同的构建设置。

属性元素

properties：属性元素，定义了一组全局属性，可在POM中引用。使用属性元素可以避免硬编码和重复定义的问题，提高了POM文件的可维护性和可读性。

这些元素定义了Maven项目的基本信息、依赖关系和构建过程中的各种配置。

在实际应用中，Maven使用pom.xml文件完成依赖管理、生命周期管理和插件管理等功能，为Java项目的构建和管理提供了方便和高效。

四、Maven的依赖管理

依赖管理是Maven的一个核心特性，它提供一种规范的方式来定义依赖项，自动地下载这些依赖项，以及解决依赖项之间的冲突。

依赖管理可以避免手动下载和安装依赖项所带来的问题，并简化了项目构建和开发的流程。

依赖声明

在pom.xml中使用元素声明项目所需的依赖项。

依赖项通常包含groupId、artifactId和version元素，用于唯一标识一个库或框架的版本。

<dependencies>
    <dependency>
      <groupId>jakarta.servlet</groupId>
      <artifactId>jakarta.servlet-api</artifactId>
      <version>5.0.0</version>
      <scope>provided</scope>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
      <artifactId>junit-jupiter-api</artifactId>
      <version>${junit.version}</version>
      <scope>test</scope>
    </dependency>
  </dependencies>

可以使用元素指定依赖项的使用范围，常用的值包括compile、test和provided等。

依赖传递

Maven使用依赖传递机制来解决依赖项之间的冲突，使得项目能够兼容不同版本的依赖项，并确保每个依赖项的库和框架最终都能被加载并运行。

依赖传递机制是递归的，当一个库或框架被依赖时，它的依赖项也会被自动地解决和下载。

依赖范围

使用元素可以指定依赖项的使用范围，这决定了Maven在构建过程中如何处理依赖项。

常用的依赖范围包括compile、test、provided、runtime等。

不同的依赖范围可以用于区分编译时依赖、测试依赖和运行时依赖等。

依赖排除

•在元素中使用元素可以指定排除依赖项中的某些依赖项。

依赖排除应谨慎使用。

五、Maven的构建生命周期

Maven生命周期是一种定义了一系列构建过程的标准步骤，它规定了Maven在项目构建过程中执行的操作和顺序。

Maven分为三个生命周期，分别为：

clean生命周期
default生命周期
site生命周期。

clean生命周期

clean生命周期是用来清理项目目录的，包含了清理项目输出目录、清理测试输出目录、清理项目临时文件等操作。

执行命令“mvn clean”会使Maven执行clean生命周期。

default生命周期

default生命周期是构建项目的核心生命周期，包括了编译、测试、打包等操作。它有以下几个阶段：

Goal	Description
validate	验证项目是否正确
initialize	初始化构建参数
generate-sources	生成源代码，如使用jpa向数据库生成实体类
process-sources	编译源代码
generate-resources	生成资源文件
process-resources	处理资源文件
compile	编译项目源代码
process-classes	处理编译后的代码文件
generate-test-sources	生成测试代码
process-test-sources	处理测试代码
generate-test-resources	生成测试用的资源文件
process-test-resources	处理测试用的资源文件
test-compile	编译测试用的代码
process-test-classes	处理测试用的编译后的代码
test	运行测试
prepare-package	准备打包文件
package	生成项目打包文件
pre-integration-test	在集成测试之前执行的操作
integration-test	执行集成测试
post-integration-test	在集成测试之后执行的操作
verify	验证项目是否正确
install	将项目打包安装到本地Maven库中
deploy	将项目打包部署到远程Maven仓库。

默认情况下，Maven执行到package阶段时会将源代码编译、测试、打包，并将包发布到本地Maven仓库中。执行命令“mvn package”会使Maven执行default生命周期，在完成所有阶段后，生成最终构建文件。

site生命周期。

site生命周期是用来生成项目文档和站点的，包括了生成HTML文档、生成静态站点等操作。执行命令“mvn site”会使Maven执行site生命周期。

总的来说，Maven生命周期可以帮助开发者自动化执行构建过程，提高构建效率和可靠性，并规范了Maven插件使用的标准流程，遵循生命周期规范的插件能降低配置的复杂度，提高构建过程执行的稳定性。

六、Maven的插件管理

插件简介

Maven插件管理是Maven的又一重要特性，它以插件为中心对Maven构建生命周期进行扩展，提供一些常用或特定的构建功能。

常用插件

Maven的插件分为内建插件和外部插件

内置插件：Maven内置，用以支持Maven构建的基本功能。
外部插件：从Maven中央仓库或其他仓库获取插件并使用。

下面是常用的几个内置插件：

maven-compiler-plugin：Java代码的编译工具
maven-jar-plugin：将项目打包为JAR文件
maven-war-plugin：将项目打包为WAR文件
maven-install-plugin：安装项目到本地Maven仓库
maven-clean-plugin：清理项目目录

插件的使用

（1）插件引入

在Maven项目中，可以使用元素引入插件。每个插件包含插件组ID、插件工件ID、版本号和配置信息等。一旦插件被引入，它就可以在项目构建过程的不同阶段中进行执行。

<build>
  <plugins>
    <plugin>
      <groupId>...</groupId>
      <artifactId>...</artifactId>
      <version>...</version>
      <configuration>...</configuration>
    </plugin>
  </plugins>
</build>

（2）插件的配置

在pom.xml文件中可以为插件提供参数和配置信息，以满足不同的项目要求。

使用元素可以为插件提供配置信息，可以通过以下方式访问插件参数：

<configuration>
  <parameter1>...</parameter1>
  <parameter2>...</parameter2>
  ...
</configuration>

（3）插件的绑定

使用元素可以将插件绑定到指定的构建阶段。

下面代码将插件maven-compiler-plugin 绑定到执行目标compile中。

<build>
  <plugins>
    <plugin>
      <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
      <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
      <version>3.8.1</version>
      <executions>
        <execution>
          <id>default-compile</id>
          <goals>
            <goal>compile</goal>
          </goals>
        </execution>
      </executions>
    </plugin>
  </plugins>
</build>

七、Maven的多模块项目

当项目逐渐变得庞大和复杂时，使用Maven单模块项目管理可能会出现可读性下降、命名冲突、编译效率低、拓展性差等问题。

为解决这些问题，Maven提供了多模块项目的方案。

什么是多模块项目

Maven的多模块项目是指由多个独立但相关的子模块组成的项目，它们共同构成了一个项目的整体。多模块项目允许将一个大型项目拆分为多个小型模块进行开发、管理和维护，每个子模块都可以独立编译、打包和测试。

同时，多模块项目也可以通过模块之间的依赖关系，实现子模块之间的通信和协同工作

多模块项目有哪些优势：

模块化：将大型项目拆分为多个小模块，每个模块都可以独立编译、测试和打包。
依赖管理：简化了模块间依赖问题的复杂性。
构建效率：每个模块都可以开始自己的构建流程同时解决各自的编译问题。
代码重用：高内聚低耦合，方便代码复用。
易于维护：基于单一责任原则，易于维护和迭代。

八、Maven的仓库管理

本地仓库、中央仓库、远程仓库

Maven可以自动下载项目依赖，那么从哪里下载？

Maven以仓库的形式存储所有Maven构建过程中需要的依赖包和插件包的系统。Maven仓库可以分为以下三类：

本地仓库： 本地仓库是Maven构建过程中用于存储依赖包和插件包的本地存储路径，一般位于开发者的用户目录下。
中央仓库： 中央仓库（Central Repository）是Maven的默认远程仓库，包含了众多的开源Java库和框架的依赖，Maven会通过访问中央仓库下载项目依赖。
远程仓库： 除中央仓库外的非本地仓库。比如团队自建的私有仓库。

如何配置Maven的仓库

配置Maven仓库主要包括两个方面：本地仓库和远程仓库。

（1）配置本地仓库

我们可以在Maven的配置文件settings.xml中配置Maven本地仓库。

<!-- apache-maven-3.9.2/conf/settings.xml:  -->

<!-- localRepository          
   | The path to the local repository maven will use to store artifacts.
   |                            
   | Default: ${user.home}/.m2/repository
  <localRepository>/path/to/local/repo</localRepository>                                                                                                                                                                           
  -->
<localRepository>{指定仓库的路径，必须是绝对路径}</localRepository>

从注释中可以看出，Maven的默认本地仓库路径是用户根目录下的.m2/repository

（2）配置远程仓库

远程仓库同样在settings.xml中配置：

<!-- apache-maven-3.9.2/conf/settings.xml:  -->

<mirrors> 
    <mirror>
      <id>aliyunmaven</id>
      <mirrorOf>*</mirrorOf>
      <name>aliyun maven</name>
      <url>https://maven.aliyun.com/repository/public</url>
    </mirror>
  ...
  </mirrors>