Maven 小记

Maven 在工作中的经验以及《Maven 实战》读后感

1 前言

蚂蚁金服的伯岩大大曾经说 Java 生态都太重量级，连Maven 都是怪兽级的构建工具，需要整整一本书来讲解. 平心而论，Maven 的确如此, 但是无论是怪兽级，还是迪迦级的工具，只要能把事情做好了就是好工具, 而 Maven 恰恰就是这样的工具

2 配置文件

2.1 pom.xml

就好像 Unix 平台的 Make 对应的 MakeFile，Cmake对应的 CmakeFile.txt, Maven 项目的核心是 pom.xml, POM(Project Object Model,项目对象模型)定义了项目的基本信息，用于描述项目如何构建，声明项目依赖等等，可以 pom.xml 是 Maven 一切实践的基础

3 依赖管理

3.1 坐标

Maven 仓库中有成千上万个构件（jar，war 等文件），Maven 如何精确地找到用户所需的构件呢，用的就是坐标。说起坐标，可能第一反映是平面几何中的 x，y坐标，通过 x，y坐标来唯一确认平面中的一个点，而Maven 的坐标就是用来唯一标识一个构件。

Maven 通过坐标为构件引入了秩序，任何一个构件都需要明确定义自己的坐标，而坐标是由以下元素组成：groupId, artifactId, version, packaging, classifier, scope, exclusions等。一个典型的Maven 坐标：

<dependency>
  <groupId>springframework</groupId>
  <artifactId>spring-beans</artifactId>
  <version>1.2.6</version>
</dependency>

坐标元素详解:

groupId(必填): 定义当前Maven 项目隶属的实际项目, 一般是域名的方向定义
artifactId(必填): 定义实际项目中的一个Maven 项目，推荐的做法是使用实际项目名称作为 artifactId 的前缀, 比如上例的 artifactId 是 spring-beans，使用了实际项目名 spring 作为前缀
version(必填): 定义了Maven 项目当前所处的版本，如上例版本是 1.2.6
packaging(选填): 定义了Maven 项目的打包方式。打包方式和所生成的构建的文件扩展名对应，如果上例增加了<packaging>jar</packaging>元素，最终的文件名为spring-beans-1.2.6.jar(Maven 打包方式默认是 jar)，如果是 web 构件，打包方式就是 war，生成的构件将会以.war 结尾
classifier: 用来帮助定义构建输出的一些附属构件. 附属构建和主构件对应，如上例的主构件是spring-beans-1.2.6.jar, 这个项目还会通过使用一些插件生成`=spring-beans-1.2.6-doc.jar=, spring-beans-1.2.6-source.jar, 其中包含文档和源码
exclusions: 用来排除依赖
scope: 定义了依赖范围，例如 junit 常见的scope 就是<scope>test</scope>, 表示这个依赖只对测试生效

3.2 依赖范围

上文提到，JUnit 依赖的测试范围是test，测试范围用元素scope 表示。首先需要知道，Maven 在编译项目主代码的时候需要使用一套classpath，上例在编译项目主代码的时候就会用到spring-beans，该文件以依赖的方式呗引入到classpath 中。

其次，Maven 在执行测试时候会使用另外一套 classpath。如上文提到的 JUnit 就是以依赖的方式引入到测试使用的 classpath，需注意的是这里的依赖范围是test. 最后，项目在运行的时候，又会使用另外一套的 classpath，上例的spring-beans就是在该classpath里，而JUnit 则不需要。

简而言之，依赖范围就是用来控制依赖与这是那种 classpath (编译classpath, 测试 classpath, 运行 classpath 的关系，Maven 有以下几种依赖范围:

compile: 编译依赖范围，如果没有显式指定scope, 那么compile就是默认依赖范围，使用此依赖范围的Maven 依赖，对于编译，测试，运行三种 classpath 都是有效的
test: 测试依赖范围，指定了该范围的依赖，只对测试 classpath 有效，在编译或者运行项目的时候，无法使用该依赖；典型例子就是 JUnit
provided: 已提供依赖范围。使用此依赖范围的 Maven 依赖，对于编译和测试classpath 有效，但在运行时无效
runtime：运行时依赖范围。使用此依赖范围的 Maven 依赖，对于测试和运行的classpath 有效，但在编译主代码时无效
import: 导入依赖范围，该依赖范围不会对三种 classpath 产生实际的影响
system: 系统依赖方位。与 provided 依赖范围完全一致, 即只对编译和测试的classpath有效，对运行时的 classpath 无效. 但是，使用system 范围的依赖必须通过systemPath 元素显式地指定依赖文件的路径如：

<dependency>
  <groupId>javax.sql</groupId>
  <artifactId>jdbc-stdext</artifactId>
  <version>2.0</version>
  <scope>system</scope>
  <systemPath>${java.home}/lib/rt.jar</systemPath>
</dependency>

由于此类依赖不是通过Maven 仓库解析的，而且往往与本机系统绑定，可能造成构建的不可移植，因此应该谨慎使用 上述除import 以外的各种依赖范围与三种classpath 的关系如下:

依赖范围 scope	对于编译classpath有效	对于测试classpath 有效	对于运行时classpath有效	例子
compile	Y	Y	Y	spring-core
test	–	Y	–	JUnit
provided	Y	Y	–	servlet-apt
runtime	–	Y	Y	JDBC 驱动实现
system	Y	Y	–	本地的，java类库以外的文件

4 仓库

上文提及了依赖管理，通过声明的方式指定所需的构件，那么是从哪里获取所需的构件的呢？答案是 Maven 仓库，Maven 仓库可以分为两类: 本地仓库和远程仓库。

当 Maven 需要根据坐标寻找构件的时候，它首先会查找本地仓库，如果本地仓库存在该构件，则直接使用，如果本地不存在该构件，或者需要查看是否有更新的构件版本，Maven 聚会去远程仓库查找，发现需要的构件之后，下载到本地仓库在使用.

如果本地和远程仓库都没有所需要的构件，那么 Maven 就会报错。如果需要细化远程仓库的类型，还可以分成中央仓库，私服和其他公共库。

中央仓库：Maven 核心自带的的远程仓库，它包含了绝大部分开源的构件。在默认的配置下，当本地仓库没有 Maven 需要的构件的时候，它就会尝试从中央仓库下载。
私服：为了节省带宽和时间，可以在内网假设一个特殊的仓库服务器，用来代理所有的外部的远程仓库

4.1 SNAPSHOT

在Maven 的世界中，任何一个项目或者构件都必须有自己的版本，版本可能是 1.0.0, 1.0-alpha-4,2.1-SNAPSHOT 或者 2.1-20181028-11, 其中 1.0.0, 1.0-alpha-4 是稳定的发布版本，而 2.1-SNAPSHOT 或者 2.1-20181028-11 是稳定的快照版本。

Maven 为什么要区分快照版本和发布版本呢？难道1.0.0 不能解决么？为什么需要2.0-SNAPSHOT。

我对此 SNAPSHOT 这个特性印象非常深刻，在蚂蚁金服的新人培训中，其中就有一项是大家协作完成一个 Mini Alipay，一个 Mini Alipay 分成三个应用bkonebusiness, bkoneuser, bkoneacccount，以SOA 的架构进行拆分，应用之间相互依赖。

在开发过程中，bkoneuser 经常需要将最新的构件共享 bkonebusiness, 以供他们进行测试和开发。

因为bkoneuser本身也在快速迭代中，为了让bkonebusiness 用到最新的代码，我们不断地变更版本，1.0.1, 1.0.2, 1.0.3,… bkoneuser 不断发版本，bkonebusiness 不断升版本，甚至有一次bkoneuser 在没有更新版本号的情况下发布了最新代码，而 bkonebusiness 已经有原来版本的 jar 包，所以就没有去远程仓库拉取最新的代码，就出问题了….

其实 Maven 快照版本就是为了解决这种问题，防止滥用版本号和及时拉取最新代码。

bkoneuser 只需将版本指定为1.0.1-SNAPSHOT, 然后发布到远程服务器，在发布的工程中，Maven 会自动为构件打上时间戳，比如 1.0.1-20181028.120112-13 表示 2018年10月28号的12点01分12秒的13次快照，有了时间戳，Maven 就能随时找到仓库中该构件1.0.1-SNAPSHOT版本的最新文件。

这是，bkonebusiness对于 bkoneuser的依赖，只要构建bkonebusiness，Maven就会自动从仓库中检查 bkoneuser的罪行构建，发现有更新便进行下载。

基于快照版本，bkonebusiness 可以完全不用考虑 bkoneuser 的构建，因为它总是拉取最新版本的 bkoneuser,这个是 Maven 的快照机制进行保证。

如果到了 release，就要及时将 1.0.1-SNAPSHOT, 否则 bkonebusiness 在构建发布版本的时候可能拉取到最新的有问题的版本.

4.2 仓库搜索服务

在公司开发的时候有私服，但是在开发自己项目的时候，我一般到 SnoaType Nexus 找对应的构件

5 插件与生命周期

5.1 何为生命周期

在有关 Maven 的日常使用中，命令行的输入往往就对应了生命周期，如 mvn package 就表示执行默认的生命周期阶段 package.

Maven 的生命周期是抽象的，其实际行为都由插件来完成，如package 阶段的任务就会有maven-jar-plugin 完成。

Maven的生命周期就是为了对所有的构建过程进行抽象和统一，包括项目的清理，初始化，编译，测试，打包，集成测试，验证，部署等几乎所有的构建步骤。

需要注意的是 Maven 的生命周期是抽象的，这意味着生命周期本身不作任何实际的工作，实际的任务(如编译源代码)都交由插件来完成. 每个步骤都可以绑定一个或者多个插件行为，而且Maven 为大多数构建步骤编写并绑定了默认的插件

例如：针对编码的插件有 maven-compiler-plugin,针对测试的插件有maven-surefire-plugin 等，用户几乎不会察觉插件的存在

5.2 三套生命周期

Maven 有用三套相互独立的生命周期，它们分别是clean, default , site. clean 生命周期的目的是清理项目，default 生命周期的目的是构件项目，而 site 生命周期的目的是建立项目站点

5.2.1 clean 生命周期

clean 生命周期主要是清理项目，它包含三个阶段:

pre-clean: 执行一些清理前需要完成的工作
clean 清理上一次构造生成的文件
post-clean 执行一些清理后需要完成的工作

5.2.2 default 生命周期

default 生命周期奠定了真正构件时所需要执行的所有步骤，它是所有生命周期最核心的部分，其包含的阶段如下：

validate
initialize
generate-sources
process-sources 处理项目主资源文件。一般来说，是对src/main/resources 目录内的内容进行变量替换的工作后，复制到项目输出的主classpath 目录中
generate-resources
process-resources
compile 编译项目的主源码，一般来说，是编译 src/main/java 目录下的java 文件至项目输出的主 classpath 目录中
process-classes
generate-test-sources
process-test-sources 处理项目测试资源文件。一般来说，是对src/test/resources 目录的内容进行变量替换等工作后，复制到项目输出的测试classpath 目录中
generate-test-resources
process-test-resources
test-compile 编码项目的测试代码。一般来说，是编译 src/test/java 目录下的java 文件至项目输出的测试classpath 目录中
process-test-classes
test 使用单元测试框架运行测试，测试代码不会被打包或部署
prepare-packae
package 接受编译好的代码，打包或可发布的格式，如 jar
pre-integration-test
integration-test
post-integration-test
vertify
install 将包安装到Maven 本地仓库，供本地其他Maven 项目使用
deploy 将最终的包复制到远程仓库，共其他开发人员和Maven 项目使用

5.2.3 site 生命周期

site 生命周期的目的是建立和发布项目站点，生命周期包含如下阶段

pre-site 执行一些在生成项目站点前需要完成的工作
site 生成项目站点文档
post-site 执行一些在生成项目站点之后需要完成的工作
site-deploy 将生成的项目站点发布到服务器上

5.2.4 命令行和生命周期

从命令行执行Maven 任务的最主要方式就是调用 Maven的生命周期阶段。需要注意的是，各个生命周期是相互独立的，而一个生命周期的阶段是有前后依赖关系的。

下面以一些常见的Maven 命令为例，解释其执行的生命周期阶段:

mvn clean: 该命令调用clean 生命周期的clean 阶段。实际执行的阶段为clean 生命周期的pre-clean 和clean 阶段
mvn test: 该命令调用default 生命周期的test 阶段。实际执行的阶段是 default 生命周期的 validate, initialize, 直到 test 的所有阶段。这也解释了为什么在测试的时候，项目的代码能够自动得以编译
mvn clean install: 该命令调用 clean 生命周期的clean 阶段和default 生命周期的 install 阶段。实际执行的阶段为 clean 生命周期的 pre-clean, clean 阶段，以及default 生命周期的从validate 到 install 的所有阶段。该命令结合了两个生命周期，在执行真正的项目构建之前清理项目是一个很好的实践

6 继承

如bkoneuser 的项目结构所示:

按照 DDD(Domain Driven Design) 的驱动，bkoneuser 下有多个对应的子模块，每个模块也是一个 Maven 项目，每个模块里面可能有相同的依赖，如 SpringFramework 的 spring-core, spring-beans, spring-context 等。

如果每个子模块都维护一份大致相同的依赖，那么就有10几份相同的依赖，这还会随着子模块的增多而变得庞大。

如果我们工程师的嗅觉, 会发现有很多的重复依赖，面对重复应该怎么办？通过抽象来减少重复代码和配置，而 Maven 提供的抽象机制就是继承(还有聚合，只是个人觉得不如继承常用).

在 OOP 中，工程师可以建立一种类的父子结构，然后在父类中声明一些字段供子类继承，这样就可以做到“一处声明，多处使用”, 类似地，我们需要创建 POM 的父子结构，然后在父POM 中声明一些供子 POM 继承，以实现“一处声明，多处使用”

6.1 配置示例

parent 的配置如下:

<groupId>com.minialipay</groupId>
<artifactId>bkgponeuser-parent</artifactId>
<version>1.0.0-SNAPSHOT</version>
<packaging>pom</packaging>

<properties>
  <java.version>1.8</java.version>
  <bkgponeaccount.common.service.facade.version>1.1.0.20180919</bkgponeaccount.common.service.facade.version>
</properties>

<modules>
  <module>app/core/service</module>
  <module>app/core/model</module>
  <module>app/biz/shared</module>
  <module>app/biz/service-impl</module>
  <module>app/common/util</module>
  <module>app/common/service/facade</module>
  <module>app/common/service/integration</module>
  <module>app/common/dal</module>
  <module>app/test</module>
</modules>

需要主要的关键点是parent 的 packaging 值必须是 pom, 而不是默认的 jar, 否则则无法进行构件.

而 modules 元素则是实现继承最核心的配置，通过在打包方式为 pom 的Maven 项目中声明任意数量的 module 来实现模块的继承, 每个 module的值都是一个当前POM 的相对目录，比如 app/core/service 就是说子模块的POM在 parent 目录的下的 app/core/service目录

6.2 子模块配置示例

<parent>
  <groupId>com.minialipay</groupId>
  <artifactId>bkgponeuser-parent</artifactId>
  <version>1.0.0-SNAPSHOT</version>
  <relativePath>../../../pom.xml</relativePath>
</parent>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

<artifactId>bkgponeuser-core-service</artifactId>
<packaging>jar</packaging>

上述pom 中使用 parent 元素来声明父模块，parent 下元素groupid， artifactId 和 version 指定了父模块的坐标，这三个元素是必须。

元素 relativePath 表示父模块POM的相对路径, ../../../pom.xml 指父POM的位置在三级父目录上

6.3 可继承的POM 元素

可继承元素列表及简短说明:

groupId: 项目Id, 坐标的核心元素
version：项目版本, 坐标的核心元素
description: 项目的描述信息
organization: 项目的组织信息
inceptionYear: 项目的创始年份
url: 项目的url 地址
developers: 项目的开发者信息
contributors: 项目的贡献者信息
distributionManagement：项目的部署配置
issueManagement: 项目的缺陷跟踪系统信息
ciManagement: 项目的持续继承系统信息
scm: 项目的版本控制系统信息
mailingLists: 项目的邮件列表信息
properties: 自定义的Maven 属性
dependencies: 项目的依赖配置
dependencieyManagemant: 项目的依赖管理配置
repositories: 项目的仓库配置
build: 包括项目的源码目录配置，输出目录配置，插件配置，插件管理配置等
reporting: 包括项目的报告输出目录配置，报告插件配置等

6.4 dependencyManagement 依赖管理

可继承列表包含了 dependencies 元素，说明是会被继承的，这是我们就会很容易想到将这一特性应用到 bkoneuser-parent 中。子模块同时依赖 spring-beans,=spring-context=,=fastjson= 等, 因此可以将这些依赖配置放到父模块 bkoneuser-parent 中，子模块就能移除这些依赖，简化配置.

这种做法可行，但是存在问题，我们可以确定现有的子模块都是需要 spring-beans, spring-context 这几个模块的，但是我们无法确定将来添加的子模块就一定需要这四个依赖.

假设将来项目中要加入一个app/biz/product, 但是这个模块不需要 spring-beans, spring-context, 只需要 fastjson, 那么继承 bkoneuser 就会引入不需要的依赖，这样是非常不利于项目维护的！

Maven 提供的 dependencyManagement 元素既能让子模块继承到父模块的依赖配置，又能保证子模块依赖使用的灵活性。在 dependencyManagement 元素下的依赖声明不会引入实际的依赖，不过它能够约束 dependencies 下的依赖使用。

例如在 bkoneuser-parent 用 dependencyManagement声明依赖:

<dependencyManagement>
  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>com.alibaba</groupId>
      <artifactId>fastjson</artifactId>
      <version>1.1.33</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>junit</groupId>
      <artifactId>junit</artifactId>
      <version>4.7</version>
      <scope>test</scope>
    </dependency>
  </dependencies>
</dependencyManagement>

在 app/core/service 子模块进行引用:

<dependencies>
  <dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>fastjson</artifactId>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>junit</groupId>
    <artifactId>junit</artifactId>
  </dependency>
</dependencies>

子模块的fastjson 依赖只配置了 groupId 和 artifactId, 省去了 version , 而 junit 依赖不仅省去了version, 连scope 都省去了。

《Maven 实战》作者强烈推荐使用这种方式，其主要原因在与在父POM 中使用 dependencyManagement 声明依赖能够统一规范依赖的版本，当依赖版本在父POM中声明之后，子模块在使用依赖的时候就无须声明版本，也就不会发生多个子模块使用依赖版本不一致的情况

7 依赖冲突

在Java 项目中，随着项目代码量的增长，各种问题就会接踵而至，jar 包冲突就是其中一个最常见的问题. jar 冲突常见的异常: NoSuchMethodError, NoClassDefFoundError

7.1 成因

当Maven根据pom文件作依赖分析, 发现通过直接依赖或者间接依赖, 有多个相同groupId, artifactId, 不同 version 的依赖时, 它会根据两点原则来筛选出唯一的一个依赖, 并最终把相应的jar包放到 classpath下:

依赖路径长度: 比如应用的pom里直接依赖了A, 而A又依赖了B, 那么B对于应用来说, 就是间接依赖, 它的依赖路径长度就是2. 长度越短, 优先级越高. 当出现不同版本的依赖时, maven优先选择依赖路径短的依赖.
依赖声明顺序: 当依赖路径长度相同时, POM 里谁的声明在上面, Maven 就选择谁.

public class A {
    private B b =new B();
    public void func_a(){
	b.func_b();
    }
}

// 来自b-1.0.jar
public class B {
    private C c=new C();
    public void func_b(){
	c.func_c();
    }
}

// 来自c-1.0.jar
public class C{
    public void func_xxx(){

    }
    public void func_c(){

    }
}

// 来自c-1.1.jar
public class C{
    public void func_xxx(){

    }
    public void func_c1(){

    }
}

// d.1.0.jar
public class D{
    // 来自c-1.1.jar
    C c = new C()
	public void func_d(){
	    c.func_xxx();
	}
}

public class MyMain{
    public static void main(String[] args){
	new A().func_a()
	    }
}

应用程序里有个A类, 里面含有一个属性B, 这个B类来自 b-1.0.jar 包. A类有个 func_a() 方法, 里面会调用b类的 func_b 方法.B类含有一个属性C, 这个C类来自c-1.0.jar. B类还提供一个方法 func_b(), 里面调用C类的 func_c() 方法.

这时, 应用程序的主POM里间接依赖了 c-1.1.jar 包, 但是这个jar里的C类中已经把 func_c() 删除了.

这样由于B类使用的 c-1.0.jar 对于应用程序来说, 是间接依赖, 依赖路径长度是2 (A -> B -> C), 比应用程序主pom中间接依赖的 c-1.1.jar 路径(D->C)长, 最后就会被maven排掉了 (也就是应用程序的 classpath 下, 最终会保留 c-1.1.jar).

最后执行main函数时, 就会报 NoSuchMethodError, 也就是找不到C类中 func_c() 方法.

7.2 解决方案

强制Maven 使用c-1.0.jar, 也就是将c-1.1.jar排除掉:

<dependencies>
  <dependency>
    <groupId>com.d</groupId>
    <artifactId>d</artifactId>
    <version>1.0</version>
    <exclusions>
      <exclusion>
	<groupId>com.c</groupId>
	<artifactId>c</artifactId>
      </exclusion>
    </exclusions>
  </dependency>
</dependencies>

在 d.1.0.jar 的依赖排除 c.1.1.jar 的时候，不需要指定版本, 因为这个时候d.1.0.jar 的依赖的版本一定是 c.1.1.jar. 需要注意的是，如果 d 使用了c.1.1.jar 的 func_c1()，排掉 c.1.1.jar 是会报错的，因为满足了B类的 func_c() 就无法满足 D 类的 func_c1(), 这个就是著名的“菱形依赖问题”(diamond dependency problem)。

不得不说，入职的时候，遇上了各种jar 包冲突的问题，排包都排出心得. 在此推荐个排包神器, Intellij Idea 的插件：maven helper, 比手动-verbose:class + mvn dependency:tree排包方便多了

8 总结

的确，写到这里，必须再次承认 Maven 是怪兽级的构建工具，但是同样无可否认的是，它出色的构建和依赖管理功能。写go 语言的时候，我多希望有个 Maven 可以用呢 ╥﹏╥…

1 前言#

2 配置文件#

2.1 pom.xml#

3 依赖管理#

3.1 坐标#

3.2 依赖范围#

4 仓库#

4.1 SNAPSHOT#

4.2 仓库搜索服务#

5 插件与生命周期#

5.1 何为生命周期#

5.2 三套生命周期#

5.2.1 clean 生命周期#

5.2.2 default 生命周期#

5.2.3 site 生命周期#

5.2.4 命令行和生命周期#

6 继承#

6.1 配置示例#

6.2 子模块配置示例#

6.3 可继承的POM 元素#

6.4 dependencyManagement 依赖管理#

7 依赖冲突#

7.1 成因#

7.2 解决方案#

8 总结#