Web后端基础:Maven基础

课程内容：

初始Maven
Maven概述
Maven模型
Maven仓库介绍
Maven安装与配置

IDEA集成Maven
依赖管理
单元测试

1.初始Maven

1.1介绍

Maven 是一款用于管理和构建Java项目的工具，是Apache旗下的一个开源项目。

Apache 软件基金会，成立于1999年7月，是目前世界上最大的最受欢迎的开源软件基金会，也是一个专门为支持开源项目而生的非盈利性组织。
开源项目：https://www.apache.org/index.html#projects-list

1.2Maven的作用

在这里插入图片描述

1.2.1依赖管理

方便快捷的管理项目依赖的资源(jar包)，避免版本冲突问题。
1). 使用maven前
我们项目中要想使用某一个jar包，就需要把这个jar包从官方网站下载下来，然后再导入到项目中。然后在这个项目中，就可以使用这个jar包了。
在这里插入图片描述
2). 使用maven后
当使用maven进行项目依赖(jar包)管理，则很方便的可以解决这个问题。我们只需要在maven项目的pom.xml文件中，添加一段如下图所示的配置即可实现。

在maven项目的配置文件中，加入上面这么一段配置信息之后，maven会自动的根据配置信息的描述，去下载对应的依赖。然后在项目中，就可以直接使用了。

1.2.2项目构建

Maven还提供了标准化的跨平台的自动化构建方式。
在这里插入图片描述
通过Maven中的命令，就可以很方便的完成项目的编译(compile)、测试(test)、打包(package)、发布(deploy) 等操作。
而且这些操作都是跨平台的，也就是说无论你是Windows系统，还是Linux系统，还是Mac系统，这些命令都是支持的。

1.2.3统一项目结构

1). 未使用Maven
由于java的开发工具呢，有很多，除了大家熟悉的IDEA以外，还有像早期的Eclipse、MyEclipse。而不同的开发工具，创建出来的java项目的目录结构是存在差异的，那这就会出现一个问题。
Eclipse创建的java项目，并不能直接导入IDEA中。 IDEA创建的java项目，也没有办法直接导入到Eclipse中。
在这里插入图片描述
2). 使用Maven
而如果我们使用了Maven这一款项目构建工具，它给我们提供了一套标准的java项目目录。如下所示：

而在上面的maven项目的目录结构中，main目录下存放的是项目的源代码，test目录下存放的是项目的测试代码。而无论是在main还是在test下，都有两个目录，一个是java，用来存放源代码文件；另一个是resources，用来存放配置文件。
最后呢，一句话总结一下什么是Maven。 Maven就是一款管理和构建java项目的工具。

2.Maven概述

2.1Maven介绍

Apache Maven是一个项目管理和构建工具，它基于项目对象模型(Project Object Model , 简称: POM)的概念，通过一小段描述信息来管理项目的构建、报告和文档。
官网：https://maven.apache.org/
Maven的作用：

方便的依赖管理
统一的项目结构
标准的项目构建流程

2.2 Maven模型

项目对象模型 (Project Object Model)
依赖管理模型(Dependency)
构建生命周期/阶段(Build lifecycle & phases)

1). 构建生命周期/阶段(Build lifecycle & phases)
[图片]
以上图中紫色框起来的部分，就是用来完成标准化构建流程。当我们需要编译，Maven提供了一个编译插件供我们使用；当我们需要打包，Maven就提供了一个打包插件供我们使用等。
2). 项目对象模型 (Project Object Model)
在这里插入图片描述
以上图中紫色框起来的部分属于项目对象模型，就是将我们自己的项目抽象成一个对象模型，有自己专属的坐标，如下图所示是一个Maven项目：

坐标，就是资源(jar包)的唯一标识，通过坐标可以定位到所需资源(jar包)位置。坐标的组成部分：

groupId: 组织名
arfitactId: 模块名
Version: 版本号

3). 依赖管理模型(Dependency)
在这里插入图片描述
以上图中紫色框起来的部分属于依赖管理模型，是使用坐标来描述当前项目依赖哪些第三方jar包。

之前我们项目中需要jar包时，直接就把jar包复制到项目下的lib目录，而现在我们只需要在pom.xml中配置依赖的配置文件即可。而这个依赖对应的jar包其实就在我们本地电脑上的maven仓库中。
如下图，就是本地的maven仓库中的jar文件：
在这里插入图片描述

2.3Maven仓库

仓库：用于存储资源，管理各种jar包

仓库的本质就是一个目录(文件夹)，这个目录被用来存储开发中所有依赖(就是jar包)和插件

Maven仓库分为：

本地仓库：自己计算机上的一个目录(用来存储jar包)
中央仓库：由Maven团队维护的全球唯一的。仓库地址：https://repo1.maven.org/maven2/
远程仓库(私服)：一般由公司团队搭建的私有仓库

在这里插入图片描述
当项目中使用坐标引入对应依赖jar包后，

首先会查找本地仓库中是否有对应的jar包
- 如果有，则在项目直接引用
- 如果没有，则去中央仓库中下载对应的jar包到本地仓库
还可以搭建远程仓库(私服)，将来jar包的查找顺序则变为：本地仓库 --> 远程仓库–> 中央仓库

2.4 Maven安装

2.4.1下载

下载地址：https://maven.apache.org/download.cgi
如下：

2.4.2 安装步骤

Maven安装配置步骤：

解压安装
配置仓库
配置阿里云私服
配置Maven环境变量

1). 解压 apache-maven-3.9.4-bin.zip（解压即安装）
建议解压到没有中文、特殊字符的路径下。
解压缩后的目录结构如下：
在这里插入图片描述

bin目录：存放的是可执行命令。（mvn 命令重点关注）
conf目录：存放Maven的配置文件。（settings.xml配置文件后期需要修改）
lib目录：存放Maven依赖的jar包。（Maven也是使用java开发的，所以它也依赖其他的jar包）

2). 配置本地仓库

在自己计算机上新一个目录（本地仓库，用来存储jar包）
进入到conf目录下修改settings.xml配置文件
1. 使用超级记事本软件，打开settings.xml文件，定位到53行
2. 复制标签，粘贴到注释的外面（55行）
3. 复制之前新建的用来存储jar包的路径，替换掉标签体内容

在这里插入图片描述
3). 配置阿里云私服
由于中央仓库在国外，所以下载jar包速度可能比较慢，而阿里公司提供了一个远程仓库，里面基本也都有开源项目的jar包。
进入到conf目录下修改settings.xml配置文件：
3. 使用超级记事本软件，打开settings.xml文件，定位到160行左右
4. 在<mirrors>标签下为其添加子标签<mirror>，内容如下：

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

注意配置的位置，在<mirrors> ... </mirrors>中间添加配置。如下图所示：
在这里插入图片描述
4). 配置环境变量
Maven环境变量的配置类似于JDK环境变量配置一样

在系统变量处新建一个变量MAVEN_HOME。 MAVEN_HOME环境变量的值，设置为maven的解压安装目录
在Path中进行配置。 PATH环境变量的值，设置为：%MAVEN_HOME%\bin
打开DOS命令提示符进行验证，出现如图所示表示安装成功。
命令为：mvn -v

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5). 配置关联的JDK版本(可选)
进入到conf目录下修改settings.xml配置文件，在中增加如下配置:

<profile><id>jdk-17</id><activation><activeByDefault>true</activeByDefault><jdk>17</jdk></activation><properties><maven.compiler.source>17</maven.compiler.source><maven.compiler.target>17</maven.compiler.target><maven.compiler.compilerVersion>17</maven.compiler.compilerVersion></properties>
</profile>

3.IDEA 集成 Maven

我们要想在IDEA中使用Maven进行项目构建，就需要在IDEA中集成Maven，那么就需要在IDEA中配置与maven的关联。

3.1 创建 Maven 项目

3.1.1 全局设置

进入IDEA的欢迎页面
选择 IDEA中 File => close project => Customize => All settings
打开 All settings , 选择 Build,Execution,Deployment => Build Tools => Maven
配置工程的编译版本为17

这里所设置的maven的环境信息，并未指定任何一个project，此时设置的信息就属于全局配置信息。以后，我们再创建project，默认就是使用我们全局配置的信息。

3.1.2 创建项目

创建一个空项目，命名为 web-project01
创建好项目之后，进入项目中，要设置JDK的版本号。选择小齿轮，选择 Project Structure
创建模块，选择Java语言，选择Maven。填写模块的基本信息
在maven项目中，创建HelloWorld类，并运行

Maven项目的目录结构:
maven-project01|---  src  (源代码目录和测试代码目录)|---  main (源代码目录)|--- java (源代码java文件目录)|--- resources (源代码配置文件目录)|---  test (测试代码目录)|--- java (测试代码java目录)|--- resources (测试代码配置文件目录)|--- target (编译、打包生成文件存放目录)

3.1.3 pom 文件详解

POM (Project Object Model) ：指的是项目对象模型，用来描述当前的maven项目。

使用pom.xml文件来描述当前项目。 pom.xml文件如下：

<?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"><!-- POM模型版本 --><modelVersion>4.0.0</modelVersion><!-- 当前项目坐标 --><groupId>com.itheima</groupId><artifactId>maven-project01</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version><!-- 项目的JDK版本及编码 --><properties><maven.compiler.source>17</maven.compiler.source><maven.compiler.target>17</maven.compiler.target><project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding></properties></project>

pom文件详解：

<project> ：pom文件的根标签，表示当前maven项目
<modelVersion>：声明项目描述遵循哪一个POM模型版本
- 虽然模型本身的版本很少改变，但它仍然是必不可少的。目前POM模型版本是4.0.0
坐标：
- <groupId> <artifactId> <version>
- 定位项目在本地仓库中的位置，由以上三个标签组成一个坐标
<maven.compiler.source> ：编译JDK的版本
<maven.compiler.target> ：运行JDK的版本
<project.build.sourceEncoding> : 设置项目的字符集

3.2Maven 坐标

什么是坐标？

Maven中的坐标是资源的唯一标识 , 通过该坐标可以唯一定位资源位置
使用坐标来定义项目或引入项目中需要的依赖

Maven坐标主要组成：

groupId：定义当前Maven项目隶属组织名称（通常是域名反写，例如：com.itheima）
artifactId：定义当前Maven项目名称（通常是模块名称，例如 order-service、goods-service）
version：定义当前项目版本号
- SNAPSHOT: 功能不稳定、尚处于开发中的版本，即快照版本
- RELEASE: 功能趋于稳定、当前更新停止，可以用于发行的版本

如下图就是使用坐标表示一个项目：
在这里插入图片描述

注意：

上面所说的资源可以是插件、依赖、当前项目。
我们的项目如果被其他的项目依赖时，也是需要坐标来引入的

3.3 导入 Maven 项目

在IDEA中导入Maven项目，有两种方式。

方式一：File -> Project Structure -> Modules -> Import Module -> 选择maven项目的pom.xml。

在这里插入图片描述

方式二：Maven面板 -> +（Add Maven Projects） -> 选择maven项目的pom.xml。

在这里插入图片描述

4.依赖管理

4.1 依赖配置

4.1.1 基本配置

依赖：指当前项目运行所需要的jar包。一个项目中可以引入多个依赖：
例如：在当前工程中，我们需要用到logback来记录日志，此时就可以在maven工程的pom.xml文件中，引入logback的依赖。具体步骤如下：

在pom.xml中编写标签
在标签中使用引入坐标
定义坐标的 groupId、artifactId、version

<dependencies><!-- 依赖 : spring-context --><dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-context</artifactId><version>6.1.4</version></dependency>
</dependencies>

点击刷新按钮，引入最新加入的坐标
刷新依赖：保证每一次引入新的依赖，或者修改现有的依赖配置，都可以加入最新的坐标

注意事项：

如果引入的依赖，在本地仓库中不存在，将会连接远程仓库 / 中央仓库，然后下载依赖（这个过程会比较耗时，耐心等待）
如果不知道依赖的坐标信息，可以到mvn的中央仓库（https://mvnrepository.com/）中搜索

4.1.2查找依赖

利用中央仓库搜索的依赖坐标，以常见的logback-classic为例。
利用IDEA工具搜索依赖，以常见的logback-classic为例。
熟练上手maven后，快速导入依赖，以常见的logback-classic为例。

4.1.3依赖传递

我们上面在pom.xml中配置了一项依赖，就是spring-context，但是我们通过右侧的maven面板可以看到，其实引入进来的依赖，并不是这一项，有非常多的依赖，都引入进来了。我们可以看到如下图所示：
在这里插入图片描述
为什么会出现这样的现象呢? 那这里呢，就涉及到maven中非常重要的一个特性，那就是Maven中的依赖传递。
所谓maven的依赖传递，指的就是如果在maven项目中，A 依赖了B，B依赖了C，C依赖了D，那么在A项目中，也会有C、D依赖，因为依赖会传递。

那如果，传递下来的依赖，在项目开发中，我们确实不需要，此时，我们可以通过Maven中的排除依赖功能，来将这个依赖排除掉。

4.1.4排除依赖

排除依赖：指主动断开依赖的资源，被排除的资源无需指定版本。
配置形式如下：

<dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-context</artifactId><version>6.1.4</version><!--排除依赖, 主动断开依赖的资源--><exclusions><exclusion><groupId>io.micrometer</groupId><artifactId>micrometer-observation</artifactId></exclusion></exclusions>
</dependency>

4.2生命周期

4.2.1介绍

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。描述了一次项目构建，经历哪些阶段。

在Maven出现之前，项目构建的生命周期就已经存在，软件开发人员每天都在对项目进行清理，编译，测试及部署。虽然大家都在不停地做构建工作，但公司和公司间、项目和项目间，往往使用不同的方式做类似的工作。

Maven从大量项目和构建工具中学习和反思，然后总结了一套高度完美的，易扩展的项目构建生命周期。这个生命周期包含了项目的清理，初始化，编译，测试，打包，集成测试，验证，部署和站点生成等几乎所有构建步骤。

Maven对项目构建的生命周期划分为3套（相互独立）：
在这里插入图片描述

clean：清理工作。
default：核心工作。如：编译、测试、打包、安装、部署等。
site：生成报告、发布站点等。
三套生命周期又包含哪些具体的阶段呢, 我们来看下面这幅图:

每套生命周期包含一些阶段（phase），阶段是有顺序的，后面的阶段依赖于前面的阶段。
我们看到这三套生命周期，里面有很多很多的阶段，这么多生命周期阶段，其实我们常用的并不多，主要关注以下几个：
clean：移除上一次构建生成的文件
compile：编译项目源代码
test：使用合适的单元测试框架运行测试(junit)
package：将编译后的文件打包，如：jar、war等
install：安装项目到本地仓库
Maven的生命周期是抽象的，这意味着生命周期本身不做任何实际工作。在Maven的设计中，实际任务（如源代码编译）都交由插件来完成。

IDEA工具为了方便程序员使用maven生命周期，在右侧的maven工具栏中，已给出快速访问通道。
生命周期的顺序是：clean --> validate --> compile --> test --> package --> verify --> install --> site --> deploy
我们需要关注的就是：clean --> compile --> test --> package --> install

说明：在同一套生命周期中，我们在执行后面的生命周期时，前面的生命周期都会执行。
思考：当运行package生命周期时，clean、compile生命周期会不会运行？
clean不会运行，compile会运行。因为compile与package属于同一套生命周期，而clean与package不属于同一套生命周期。

4.2.2执行

在日常开发中，当我们要执行指定的生命周期时，有两种执行方式：

在idea工具右侧的maven工具栏中，选择对应的生命周期，双击执行
在DOS命令行中，通过maven命令执行

方式一：在idea中执行生命周期

选择对应的生命周期，双击执行

其他的生命周期都是类似的道理，双击运行即可。

方式二：在命令行中执行生命周期

打开maven项目对应的磁盘目录

类似的道理，我们也可以在命令执行：

mvn compile
mvn test
mvn package
mvn install

5.单元测试

5.1介绍

测试：是一种用来促进鉴定软件的正确性、完整性、安全性和质量的过程。
阶段划分：单元测试、集成测试、系统测试、验收测试。
在这里插入图片描述
1). 单元测试

介绍：对软件的基本组成单位进行测试，最小测试单位。
目的：检验软件基本组成单位的正确性。
测试人员：开发人员

2). 集成测试

介绍：将已分别通过测试的单元，按设计要求组合成系统或子系统，再进行的测试。
目的：检查单元之间的协作是否正确。
测试人员：开发人员

3). 系统测试

介绍：对已经集成好的软件系统进行彻底的测试。
目的：验证软件系统的正确性、性能是否满足指定的要求。
测试人员：测试人员

4). 验收测试

介绍：交付测试，是针对用户需求、业务流程进行的正式的测试。
目的：验证软件系统是否满足验收标准。
测试人员：客户/需求方

测试方法：白盒测试、黑盒测试及灰盒测试。
在这里插入图片描述
1). 白盒测试
清楚软件内部结构、代码逻辑。
用于验证代码、逻辑正确性。

2). 黑盒测试
不清楚软件内部结构、代码逻辑。
用于验证软件的功能、兼容性、验收测试等方面。

3). 灰盒测试
结合了白盒测试和黑盒测试的特点，既关注软件的内部结构又考虑外部表现（功能）。
在这里插入图片描述

5.2 Junit入门

5.2.1单元测试

单元测试：就是针对最小的功能单元(方法)，编写测试代码对其正确性进行测试。
JUnit：最流行的Java测试框架之一，提供了一些功能，方便程序进行单元测试（第三方公司提供）。

在之前的课程中，我们进行程序的测试，都是main方法中进行测试。如下图所示：
在这里插入图片描述
通过main方法是可以进行测试的，可以测试程序是否正常运行。但是main方法进行测试时，会存在如下问题：

测试代码与源代码未分开，难维护。
一个方法测试失败，影响后面方法。
无法自动化测试，得到测试报告。

而如果我们使用了JUnit单元测试框架进行测试，将会有以下优势：

测试代码与源代码分开，便于维护。
可根据需要进行自动化测试。
可自动分析测试结果，产出测试报告。

5.2.2入门程序

需求：使用JUnit，对UserService中的业务方法进行单元测试，测试其正确性。

在pom.xml中，引入JUnit的依赖。

<!--Junit单元测试依赖-->
<dependency><groupId>org.junit.jupiter</groupId><artifactId>junit-jupiter</artifactId><version>5.9.1</version><scope>test</scope>
</dependency>

在test/java目录下，创建测试类，并编写对应的测试方法，并在方法上声明@Test注解。

@Test
public void testGetAge(){Integer age = new UserService().getAge("110002200505091218");System.out.println(age);
}

运行单元测试 (测试通过：绿色；测试失败：红色)。

测试通过显示绿色
测试失败显示红色

注意：

测试类的命名规范为：XxxxTest
测试方法的命名规定为：public void xxx(){…}

5.3断言

JUnit提供了一些辅助方法，用来帮我们确定被测试的方法是否按照预期的效果正常工作，这种方式称为断言。
在这里插入图片描述
示例演示：

package com.itheima;import org.junit.jupiter.api.*;
import org.junit.jupiter.params.ParameterizedTest;
import org.junit.jupiter.params.provider.ValueSource;public class UserServiceTest {@Testpublic void testGetAge2(){Integer age = new UserService().getAge("110002200505091218");Assertions.assertNotEquals(18, age, "两个值相等");
//        String s1 = new String("Hello");
//        String s2 = "Hello";
//        Assertions.assertSame(s1, s2, "不是同一个对象引用");}@Testpublic void testGetGender2(){String gender = new UserService().getGender("612429198904201611");Assertions.assertEquals("男", gender);}
}

测试结果输出：
在这里插入图片描述

5.4常见注解

在JUnit中还提供了一些注解，还增强其功能，常见的注解有以下几个：
在这里插入图片描述
演示 @BeforeEach，@AfterEach，@BeforeAll，@AfterAll 注解：

public class UserServiceTest {@BeforeEachpublic void testBefore(){System.out.println("before...");}@AfterEachpublic void testAfter(){System.out.println("after...");}@BeforeAll //该方法必须被static修饰public static void testBeforeAll(){ System.out.println("before all ...");}@AfterAll //该方法必须被static修饰public static void testAfterAll(){System.out.println("after all...");}@Testpublic void testGetAge(){Integer age = new UserService().getAge("110002200505091218");System.out.println(age);}@Testpublic void testGetGender(){String gender = new UserService().getGender("612429198904201611");System.out.println(gender);}}

输出结果如下：在这里插入图片描述
演示 @ParameterizedTest ，@ValueSource ，@DisplayName 注解：

package com.itheima;import org.junit.jupiter.api.*;
import org.junit.jupiter.params.ParameterizedTest;
import org.junit.jupiter.params.provider.ValueSource;@DisplayName("测试-学生业务操作")
public class UserServiceTest {@DisplayName("测试-获取年龄")@Testpublic void testGetAge(){Integer age = new UserService().getAge("110002200505091218");System.out.println(age);}@DisplayName("测试-获取性别")@Testpublic void testGetGender(){String gender = new UserService().getGender("612429198904201611");System.out.println(gender);}@DisplayName("测试-获取性别3")@ParameterizedTest@ValueSource(strings = {"612429198904201611","612429198904201631","612429198904201626"})public void testGetGender3(String idcard){String gender = new UserService().getGender(idcard);System.out.println(gender);}
}

输出结果如下：
在这里插入图片描述
思考: 在maven项目中，test目录存放单元测试的代码，是否可以在main目录中编写单元测试呢？可以，但是不规范

5.5依赖范围

依赖的jar包，默认情况下，可以在任何地方使用，在main目录下，可以使用；在test目录下，也可以使用。
在maven中，如果希望限制依赖的使用范围，可以通过 <scope>…</scope> 设置其作用范围。
在这里插入图片描述
作用范围：

主程序范围有效。（main文件夹范围内）
测试程序范围有效。（test文件夹范围内）
是否参与打包运行。（package指令范围内）

可以在pom.xml中配置 <scope></scope> 属性来控制依赖范围。在这里插入图片描述
如果对Junit单元测试的依赖，设置了scope为 test，就代表，该依赖，只是在测试程序中可以使用，在主程序中是无法使用的。所以我们会看到如下现象：
如上图所示，给junit依赖通过scope标签指定依赖的作用范围。那么这个依赖就只能作用在测试环境，其他环境下不能使用。
scope的取值常见的如下：在这里插入图片描述