让我们彻底了解Maven（一）--- 基础和进阶

Maven大家都很熟悉，但是我们很多人，对它其实都是似乎很熟，但是又好像不熟悉的感觉，包括我，今天咱们就一起来彻底了解Maven的所有功能，我们从入门，到原理剖析，再到实践操作，最后是私服的搭建以及配置，整体并彻底了解一下Maven。

1. Maven的安装以及配置

1.1 Maven的下载

下载路径：Maven官网
在这里插入图片描述
上面一个是Linux环境，一个Windows环境，大家依照自己的环境下载解压即可（后面我会以Windows环境为例）。

1.2 环境变量的配置

在系统环境中，新建一个MAVEN_HOME或M2_HOME的环境变量，值写成解压路径。
找到Path变量并编辑，在其中新增一行，配置一下bin目录：

%M2_HOME%\bin

之所以要配置这一步，主要是因为软件的bin目录，通常会存放一些可执行的脚本/工具，如JDK的bin目录中，就存放着javac、javap、jstack……一系列工具。如果不在Path中配置bin，那想要使用这些工具，只能去到JDK安装目录下的bin目录，然后才能使用。
配置完毕以后就会全局生效。

1.3 指定Maven本地仓库位置

找到根目录下的conf/settings.xml，然后点击编辑，找到<localRepository>标签，将其挪动到注释区域外，然后配置本地仓库位置：

<localRepository>空的本地目录（最好别带中文）</localRepository>

1.4 配置阿里镜像仓库

由于Apache的官方镜像位于国外，平时拉取依赖比较慢，我们一般配置阿里的镜像仓库。搜索<mirrors>标签：

<mirror>  
    <id>alimaven</id>  
    <name>aliyun maven</name>  
    <url>http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/</url>
    <mirrorOf>central</mirrorOf>          
</mirror>

到这里，整个Maven安装流程全部结束，最后在终端工具，执行mvn -v命令，就可以看到Maven的版本信息。

1.5 Maven的IDEA配置

安装好Maven完毕后，通过IDEA工具来创建Maven项目，我们需要配置本地Maven及仓库位置：
在这里插入图片描述

1.6 Maven依赖的查询网站

Maven仓库官网

1.7 依赖的范围管理

有时候我们需要对引入的依赖进行范围管理，比如测试依赖包JUnit，我们只需要在我们进行单元测试的时候有效，其他环境不需要。这时候我们就可以通过<score>标签来控制。

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
    <version>2.1.8.RELEASE</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

作用范围有三种：

主代码范围有效。
测试代码范围有效。
是否参与打包（package命令范围内）

同时，<scope>标签还可以通过自定义的方式来添加其他的scope范围，例如Maven插件中使用的scope值：

<dependency>
    <groupId>some.group</groupId>
    <artifactId>some-artifact</artifactId>
    <version>1.0</version>
    <scope>plugin</scope>
</dependency>

这里的plugin就是自定义的scope，表示该依赖只在Maven插件中生效。

2. Maven的工作原理

在Maven中，整体会分为工程、仓库两大类，工程是“依赖使用者”，仓库是“依赖提供者”，关系如下：
在这里插入图片描述
这里面：
中央仓库：指的是镜像源，里面拥有海量的公共jar包资源；
远程仓库：也就是私服仓库，主要存储公司内部的jar包资源；
本地仓库：自己电脑本地的仓库，会在磁盘上存储jar包资源。

Maven的工作流程如下：

项目通过GAV坐标引入依赖，首先会去本地仓库查找jar包；
如果在本地仓库中找到了，直接把依赖载入到当前工程的External Libraries中；
如果没找到，则去读取settings.xml文件，判断是否存在私服配置；
如果有私服配置，根据配置的地址找到远程仓库，接着拉取依赖到本地仓库；
如果远程仓库中没有依赖，根据私服配置去中央仓库拉取，然后放到私服、本地仓库；

3. Maven的生命周期

在IDEA中我们可以看到Maven的九种Lifecycle命令，如下：
在这里插入图片描述
双击其中任何一个，都会执行相应的Maven构建动作，因为里面封装了Maven提供的命令。下面解释一下每个命令的作用：

clean：清除当前工程编译后生成的文件（即删除target整个目录）；
validate：对工程进行基础验证，如工程结构、pom、资源文件等是否正确；
compile：对src/main/java目录下的源码进行编译（会生成target目录）；
test：编译并执行src/test/java/目录下的所有测试用例；
package：将当前项目打包，普通项目打jar包，webapp项目打war包；
verify：验证工程所有代码、配置进行是否正确，如类中代码的语法检测等；
install：将当前工程打包，然后安装到本地仓库，别人可通过GAV导入；
site：生成项目的概述、源码测试覆盖率、开发者列表等站点文档（需要额外配置）；
deploy：将当前工程对应的包，上传到远程仓库，提供给他人使用（私服会用）。

Maven总共划分了三套生命周期：
在这里插入图片描述
主要看default，该生命周期涵盖了构建过程中的检测、编译、测试、打包、验证、安装、部署每个阶段。

要注意的是，同一个生命周期，执行当前命令的时候，前面的命令都会自动执行。
比如执行mvn test命令，它会先执行validate、compile这两个阶段，然后才会真正执行test阶段。

多命令同时执行：

mvn clean install

执行过程：先执行clean周期里的pre-clean、clean，再执行default周期中，validate~install这个闭区间内的所有阶段。

还有个小问题点：
就是我们的IDEA为什么还会有个Plugins的，如下：
在这里插入图片描述
这是因为：Maven插件会实现生命周期中的每个阶段，而每个阶段具体执行的操作，这会交给插件去干。当你双击Lifecycle中的某个生命周期阶段，实际会调用Plugins中对应的插件。

4. Maven的高级操作

4.1 依赖冲突

依赖冲突是指：在Maven项目中，当多个依赖包，引入了同一份类库的不同版本时，可能会导致编译错误或运行时异常。这种情况下，想要解决依赖冲突，可以靠升级/降级某些依赖项的版本，从而让不同依赖引入的同一类库，保持一致的版本号，还可以通过隐藏依赖、或者排除特定的依赖项来解决问题。

在这个之前我们得要了解一下什么是依赖传递性。

1. 依赖的传递性

依赖具有传递性，当我们引入了一个依赖的时候，就会自动引入该依赖引入的所有依赖，依次往下引入所有依赖。比如我引入spring-boot-starter-web，会自动引入：
在这里插入图片描述

总之就是当引入的一个包，如果依赖于其他包（类库），当前的工程就必须再把其他包引入进来。

2. 自动解决冲突

在绝对大多数情况下，依赖冲突问题并不需要我们考虑，Maven工具会自动解决，根据如下几个原则：

层级优先原则：Maven会根据依赖树的层级，来自动剔除相同的包，层级越浅，优先级越高，无效的包会自动变成灰色。
声明优先原则：上条原则是基于层级深度，来自动剔除冲突的依赖，假设同级出现两个相同的依赖，这时候同层级出现包冲突时，先声明的会覆盖后声明的，为此后者会被剔除。
配置优先原则：同级出现不同版本的相同类库时，后配置的会覆盖先配置的。

Maven会依据上述三条原则，帮我们智能化自动剔除冲突的依赖。

3. 主动排除依赖

所谓的排除依赖，即是指从一个依赖包中，排除掉它依赖的其他包，如果出现了Maven无法自动解决的冲突，就可以基于这种手段进行处理。如下：

<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-web</artifactId>
    <version>5.1.8.RELEASE</version>
    <exclusions>
        <!-- 排除web包依赖的beans包 -->
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-beans</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>

4.2 Maven的分模块开发

分模块开发，即是指创建多个Maven工程，组成一个完整项目。通常会先按某个维度划分出多个模块，接着为每个模块创建一个Maven工程，比较常见的拆分维度有：

接入维度：按不同的接入端，将项目划分为多个模块，如APP、WEB、小程序等；
业务维度：根据业务性质，将项目划分为多个业务模块，如前台、后台、用户等；
功能维度：共用代码做成基础模块，业务做成一个模块、API做成一个模块……。

多模块开发的好处有：

简化项目管理，拆成多个模块后，每个模块可以独立编译、打包、发布等；
提高代码复用性，不同模块间可以相互引用，可以建立公共模块，减少代码冗余度；
方便团队协作，多人各司其职，负责不同的模块，Git管理时也能减少交叉冲突；
构建管理度更高，更方便做持续集成，可以根据需要灵活配置整个项目的构建流程；

4.3 Maven聚合工程

聚合工程，即是指：一个项目允许创建多个子模块，多个子模块组成一个整体，可以统一进行项目的构建。
在此之前我们先理解一下父子工程：
父工程：不具备任何代码、仅有pom.xml的空项目，用来定义公共依赖、插件和配置；
子工程：编写具体代码的子项目，可以继承父工程的配置、依赖项，还可以独立拓展。

而Maven聚合工程，就是基于父子工程结构，来将一个完整项目，划分出不同的层次。

1. 聚合工程的创建

首先要创建一个空的Maven项目，作为父工程，这时可以在IDEA创建Maven项目时，把打包方式选成POM，也可以创建一个普通的Maven项目，然后把src目录删掉，再修改一下pom.xml：

<!-- 写在当前项目GAV坐标下面 -->
<packaging>pom</packaging>

在这里插入图片描述

然后创建子工程
在这里插入图片描述

继续往下走即可。

这时候我们看父工程的pom.xml中，会用一个<modules>标签，来记录自己名下的子工程列表，而子工程的pom头，也多了一个<parent>标签包裹，如下：

注意：子工程下面也可以继续创建子工程，但是不建议，这样会比较混乱。

2. 聚合工程的依赖管理

一般情况下，为了防止依赖冗余，我们会将公共的依赖、配置、插件等，都可以配置在父工程里。然后会发现子工程都会继承了父依赖。
为了防止不同子工程引入不同版本的依赖，最好的做法是在父工程中，统一对依赖的版本进行控制，规定所有子工程都使用同一版本的依赖。可以使用<dependencyManagement>标签来管理。

要注意如下两个的区别：
<dependencies>：定义强制性依赖，写在该标签里的依赖项，子工程必须强制继承；
<dependencyManagement>：定义可选性依赖，该标签里的依赖项，子工程可选择使用。

注意：子工程在使用<dependencyManagement>中已有的依赖项时，不需要写<version>版本号，版本号在父工程中统一管理，这就满足了前面的需求。好处在于：以后为项目的技术栈升级版本时，不需要修改每个子工程的POM，只需要修改父POM文件即可，提高了维护性。

3. 聚合工程处理依赖冲突

大多数情况下，Maven会基于那三条原则，自动帮你剔除重复的依赖，如果无法剔除，就得使用“隐藏依赖”技术了，如下：
假如现有两个子工程001，002。
修改001的pom.xml，如下：

<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-aop</artifactId>
    <version>5.1.8.RELEASE</version>
    <optional>true</optional>
</dependency>

此时我们发现多了一个<optional>标签，该标签即是“隐藏依赖”的开关：
true：开启隐藏，当前依赖不会向其他工程传递，只保留给自己用；
false：默认值，表示当前依赖会保持传递性，其他引入当前工程的项目会间接依赖。

当开启隐藏后，其他工程引入当前工程时，就不会再间接引入当前工程的隐藏依赖，因此来手动排除聚合工程中的依赖冲突问题。

4. 父工程的依赖传递

有一个问题，比如项目需要用到Spring-Cloud-Alibaba的多个依赖项，如Nacos、Sentinel……等，根据前面所说的原则，由于这些依赖项可能会在多个子工程用到，最好的方式是定义在父POM的<dependencyManagement>标签里，可是CloudAlibaba依赖这么多，一个个写未免太繁杂、冗余了吧？
如下：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
    <version>${spring-cloud-alibaba.version}</version>
    <type>pom</type>
    <scope>import</scope>
</dependency>

<scope>标签为import，通常用在聚合工程的父工程中，不过必须配合<type>pom</type>使用，表示把spring-cloud-alibaba-dependencies的所有子依赖，作为当前项目的可选依赖向下传递。而当前父工程下的所有子工程，在继承父POM时，也会将这些可选依赖继承过来。

5. 聚合工程的构建

Maven聚合工程可以对所有子工程进行统一构建。
在这里插入图片描述
尾巴上带有root标识的工程，意味这是一个父工程，当你双击父工程的某个Lifecycle命令，它找到父POM的<modules>标签，再根据其中的子工程列表，完成对整个聚合工程的构建工作。

这里就有一个问题，我们怎么解决maven子工程之间的相互依赖，这个随着项目的复杂度提升，引用不当，就会出现，最好的办法就是解决这种问题，因为这种本质是不合理的，有如下解决方式：

将相互依赖的部分抽出来，单独形成一个模块，让这两个来分别依赖这个模块。
使用插件build-helper-maven-plugin。

6. 聚合打包跳过测试

有时候我们不想执行测试用例，但是如果直接双击父工程里的package命令，但test命令在package之前，按照之前聊的生命周期原则，就会先执行test，再进行打包。
解决办法：
在这里插入图片描述
先选中test命令，接着点击上面的闪电图标，这时test就会画上横线，表示该阶段会跳过。

同时还可以在pom.xml里，配置插件来精准控制，比如跳过某个测试类不执行，配置规则如下：

<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>
            <version>2.22.1</version>
            <configuration>
                <skipTests>true</skipTests>
                <includes>
                    <!-- 指定要执行的测试用例 -->
                    <include>**/XXX*Test.java</include>
                </includes>
                <excludes>
                    <!-- 执行要跳过的测试用例 -->
                    <exclude>**/XXX*Test.java</exclude>
                </excludes>
            </configuration>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

4.4 Maven属性

我们可以通过在POM的<properties>标签中，自定义属性，来进行版本管理，如下：
在这里插入图片描述

4.5 Maven的多环境配置

实际工作会分为开发、测试、生产等环境，不同环境的配置信息也略有不同，而大家都知道，我们可以通过spring.profiles.active属性，来动态使用不同环境的配置，而Maven为何又整出一个多环境配置出来呢？

带着问题我们先搭建一个SpringBoot版的Maven聚合工程。

首先创建一个只有POM的父工程。

<!-- 先把Spring Boot Starter声明为父工程 -->
<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.1.5.RELEASE</version>
    <relativePath/>
</parent>

<!-- 当前父工程的GAV坐标 -->
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>com.zhuzi</groupId>
<artifactId>maven_zhuzi</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<packaging>pom</packaging>

<!-- 配置JDK版本 -->
<properties>
    <java.version>8</java.version>
</properties>

<dependencies>
    <!-- 引入SpringBootWeb的Starter依赖 -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

<build>
<plugins>
    <!-- 引入SpringBoot整合Maven的插件 -->
    <plugin>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
    </plugin>
</plugins>
</build>

接着来创建子工程。

<!-- 声明父工程 -->
<parent>
    <artifactId>maven_zhuzi</artifactId>
    <groupId>com.zhuzi</groupId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</parent>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

<!-- 子工程的描述信息 -->
<artifactId>boot_zhuzi_001</artifactId>
<name>boot_zhuzi_001</name>
<description>Demo project for Spring Boot</description>

然后再做Maven多环境配置，找到父工程的POM进行修改，如下：

<profiles>
    <!-- 开发环境 -->
    <profile>
        <id>dev</id>
        <properties>
            <profile.active>dev</profile.active>
        </properties>
    </profile>
    
    <!-- 生产环境 -->
    <profile>
        <id>prod</id>
        <properties>
            <profile.active>prod</profile.active>
        </properties>
        <!-- activeByDefault=true，表示打包时，默认使用这个环境 -->
        <activation>
            <activeByDefault>true</activeByDefault>
        </activation>
    </profile>
    
    <!-- 测试环境 -->
    <profile>
        <id>test</id>
        <properties>
            <profile.active>test</profile.active>
        </properties>
    </profile>
</profiles>

配置完这个后，刷新当前Maven工程，IDEA中就会出现这个：
在这里插入图片描述
默认是prod，因为POM中用<activeByDefault>标签做了指定，然后在子工程的application.yml中，完成Spring的多环境配置，如下：

# 设置启用的环境
spring:
  profiles:
    active: ${profile.active}

---
# 开发环境
spring:
  profiles: dev
server:
  port: 80
---
# 生产环境
spring:
  profiles: prod
server:
  port: 81
---
# 测试环境
spring:
  profiles: test
server:
  port: 82
---

或者采用不同环境的yml来做区分配置信息。这时候会发现spring.profiles.active属性以前我们会写上固定的值，而现在写的是${profile.active}。这表示会从pom.xml中，读取profile.active属性值，而父POM中配了三组值：dev、prod、test，所以当前子工程的POM，也会继承这组配置，而目前默认勾选在prod上，所以最终表达的含义是spring.profiles.active=prod。

要注意的是，要想yml读取到pom文件的值，我们还得在父pom加一个依赖和插件：

<!-- 开启 yml 文件的 ${} 取值支持 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-configuration-processor</artifactId>
    <version>2.1.5.RELEASE</version>
    <optional>true</optional>
</dependency>

<!-- 添加插件，将项目的资源文件复制到输出目录中 -->
<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-resources-plugin</artifactId>
    <version>3.2.0</version>
    <configuration>
        <encoding>UTF-8</encoding>
        <useDefaultDelimiters>true</useDefaultDelimiters>
    </configuration>
</plugin>

最后我们来启动子工程，操作流程如下：

在Maven工具的Profiles中勾选dev，并刷新当前项目；
接着找到子工程的启动类，并右键选择Run启动子项目。

底层它的执行流程是这样：

启动时，pom.xml根据勾选的Profiles，使用相应的dev环境配置；
yml中${profile.active}会读到profile.active=dev，使用dev配置组；
application.yml中的dev配置组，server.port=80，所以最终通过80端口启动。

有人可能就要问，既然都是修改文件启动，这不就是从修改yml改成了修改pom呗，这样想就错了，因为你们肯定也发现了，我从头到尾一直是在父工程上的pom，修改环境配置，只需要修改一次，假如现在有20个微服务，如果去修改yml，就得每个都得修改，那还不把人累死，而修改父工程pom，只需要修改一次。

今天和大家就分享到这里吧，明天给大家分享下Maven私服的搭建过程，内容有点多，分两次写吧。