Web后端基礎:Maven基礎

課程內容：

初始Maven
Maven概述
Maven模型
Maven倉庫介紹
Maven安裝與配置

IDEA集成Maven
依賴管理
單元測試

1.初始Maven

1.1介紹

Maven 是一款用于管理和構建Java項目的工具，是Apache旗下的一個開源項目。

Apache 軟件基金會，成立于1999年7月，是目前世界上最大的最受歡迎的開源軟件基金會，也是一個專門為支持開源項目而生的非盈利性組織。
開源項目：https://www.apache.org/index.html#projects-list

1.2Maven的作用

在這里插入圖片描述

1.2.1依賴管理

方便快捷的管理項目依賴的資源(jar包)，避免版本沖突問題。
1). 使用maven前
我們項目中要想使用某一個jar包，就需要把這個jar包從官方網站下載下來，然后再導入到項目中。然后在這個項目中，就可以使用這個jar包了。
在這里插入圖片描述
2). 使用maven后
當使用maven進行項目依賴(jar包)管理，則很方便的可以解決這個問題。我們只需要在maven項目的pom.xml文件中，添加一段如下圖所示的配置即可實現。

在maven項目的配置文件中，加入上面這么一段配置信息之后，maven會自動的根據配置信息的描述，去下載對應的依賴。然后在項目中，就可以直接使用了。

1.2.2項目構建

Maven還提供了標準化的跨平臺的自動化構建方式。
在這里插入圖片描述
通過Maven中的命令，就可以很方便的完成項目的編譯(compile)、測試(test)、打包(package)、發布(deploy) 等操作。
而且這些操作都是跨平臺的，也就是說無論你是Windows系統，還是Linux系統，還是Mac系統，這些命令都是支持的。

1.2.3統一項目結構

1). 未使用Maven
由于java的開發工具呢，有很多，除了大家熟悉的IDEA以外，還有像早期的Eclipse、MyEclipse。而不同的開發工具，創建出來的java項目的目錄結構是存在差異的，那這就會出現一個問題。
Eclipse創建的java項目，并不能直接導入IDEA中。 IDEA創建的java項目，也沒有辦法直接導入到Eclipse中。
在這里插入圖片描述
2). 使用Maven
而如果我們使用了Maven這一款項目構建工具，它給我們提供了一套標準的java項目目錄。如下所示：

而在上面的maven項目的目錄結構中，main目錄下存放的是項目的源代碼，test目錄下存放的是項目的測試代碼。而無論是在main還是在test下，都有兩個目錄，一個是java，用來存放源代碼文件；另一個是resources，用來存放配置文件。
最后呢，一句話總結一下什么是Maven。 Maven就是一款管理和構建java項目的工具。

2.Maven概述

2.1Maven介紹

Apache Maven是一個項目管理和構建工具，它基于項目對象模型(Project Object Model , 簡稱: POM)的概念，通過一小段描述信息來管理項目的構建、報告和文檔。
官網：https://maven.apache.org/
Maven的作用：

方便的依賴管理
統一的項目結構
標準的項目構建流程

2.2 Maven模型

項目對象模型 (Project Object Model)
依賴管理模型(Dependency)
構建生命周期/階段(Build lifecycle & phases)

1). 構建生命周期/階段(Build lifecycle & phases)
[圖片]
以上圖中紫色框起來的部分，就是用來完成標準化構建流程。當我們需要編譯，Maven提供了一個編譯插件供我們使用；當我們需要打包，Maven就提供了一個打包插件供我們使用等。
2). 項目對象模型 (Project Object Model)
在這里插入圖片描述
以上圖中紫色框起來的部分屬于項目對象模型，就是將我們自己的項目抽象成一個對象模型，有自己專屬的坐標，如下圖所示是一個Maven項目：

坐標，就是資源(jar包)的唯一標識，通過坐標可以定位到所需資源(jar包)位置。坐標的組成部分：

groupId: 組織名
arfitactId: 模塊名
Version: 版本號

3). 依賴管理模型(Dependency)
在這里插入圖片描述
以上圖中紫色框起來的部分屬于依賴管理模型，是使用坐標來描述當前項目依賴哪些第三方jar包。

之前我們項目中需要jar包時，直接就把jar包復制到項目下的lib目錄，而現在我們只需要在pom.xml中配置依賴的配置文件即可。而這個依賴對應的jar包其實就在我們本地電腦上的maven倉庫中。
如下圖，就是本地的maven倉庫中的jar文件：
在這里插入圖片描述

2.3Maven倉庫

倉庫：用于存儲資源，管理各種jar包

倉庫的本質就是一個目錄(文件夾)，這個目錄被用來存儲開發中所有依賴(就是jar包)和插件

Maven倉庫分為：

本地倉庫：自己計算機上的一個目錄(用來存儲jar包)
中央倉庫：由Maven團隊維護的全球唯一的。倉庫地址：https://repo1.maven.org/maven2/
遠程倉庫(私服)：一般由公司團隊搭建的私有倉庫

在這里插入圖片描述
當項目中使用坐標引入對應依賴jar包后，

首先會查找本地倉庫中是否有對應的jar包
- 如果有，則在項目直接引用
- 如果沒有，則去中央倉庫中下載對應的jar包到本地倉庫
還可以搭建遠程倉庫(私服)，將來jar包的查找順序則變為：本地倉庫 --> 遠程倉庫–> 中央倉庫

2.4 Maven安裝

2.4.1下載

下載地址：https://maven.apache.org/download.cgi
如下：

2.4.2 安裝步驟

Maven安裝配置步驟：

解壓安裝
配置倉庫
配置阿里云私服
配置Maven環境變量

1). 解壓 apache-maven-3.9.4-bin.zip（解壓即安裝）
建議解壓到沒有中文、特殊字符的路徑下。
解壓縮后的目錄結構如下：
在這里插入圖片描述

bin目錄：存放的是可執行命令。（mvn 命令重點關注）
conf目錄：存放Maven的配置文件。（settings.xml配置文件后期需要修改）
lib目錄：存放Maven依賴的jar包。（Maven也是使用java開發的，所以它也依賴其他的jar包）

2). 配置本地倉庫

在自己計算機上新一個目錄（本地倉庫，用來存儲jar包）
進入到conf目錄下修改settings.xml配置文件
1. 使用超級記事本軟件，打開settings.xml文件，定位到53行
2. 復制標簽，粘貼到注釋的外面（55行）
3. 復制之前新建的用來存儲jar包的路徑，替換掉標簽體內容

在這里插入圖片描述
3). 配置阿里云私服
由于中央倉庫在國外，所以下載jar包速度可能比較慢，而阿里公司提供了一個遠程倉庫，里面基本也都有開源項目的jar包。
進入到conf目錄下修改settings.xml配置文件：
3. 使用超級記事本軟件，打開settings.xml文件，定位到160行左右
4. 在<mirrors>標簽下為其添加子標簽<mirror>，內容如下：

<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>中間添加配置。如下圖所示：
在這里插入圖片描述
4). 配置環境變量
Maven環境變量的配置類似于JDK環境變量配置一樣

在系統變量處新建一個變量MAVEN_HOME。 MAVEN_HOME環境變量的值，設置為maven的解壓安裝目錄
在Path中進行配置。 PATH環境變量的值，設置為：%MAVEN_HOME%\bin
打開DOS命令提示符進行驗證，出現如圖所示表示安裝成功。
命令為：mvn -v

在這里插入圖片描述
5). 配置關聯的JDK版本(可選)
進入到conf目錄下修改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

我們要想在IDEA中使用Maven進行項目構建，就需要在IDEA中集成Maven，那么就需要在IDEA中配置與maven的關聯。

3.1 創建 Maven 項目

3.1.1 全局設置

進入IDEA的歡迎頁面
選擇 IDEA中 File => close project => Customize => All settings
打開 All settings , 選擇 Build,Execution,Deployment => Build Tools => Maven
配置工程的編譯版本為17

這里所設置的maven的環境信息，并未指定任何一個project，此時設置的信息就屬于全局配置信息。以后，我們再創建project，默認就是使用我們全局配置的信息。

3.1.2 創建項目

創建一個空項目，命名為 web-project01
創建好項目之后，進入項目中，要設置JDK的版本號。選擇小齒輪，選擇 Project Structure
創建模塊，選擇Java語言，選擇Maven。填寫模塊的基本信息
在maven項目中，創建HelloWorld類，并運行

Maven項目的目錄結構:
maven-project01|---  src  (源代碼目錄和測試代碼目錄)|---  main (源代碼目錄)|--- java (源代碼java文件目錄)|--- resources (源代碼配置文件目錄)|---  test (測試代碼目錄)|--- java (測試代碼java目錄)|--- resources (測試代碼配置文件目錄)|--- target (編譯、打包生成文件存放目錄)

3.1.3 pom 文件詳解

POM (Project Object Model) ：指的是項目對象模型，用來描述當前的maven項目。

使用pom.xml文件來描述當前項目。 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><!-- 當前項目坐標 --><groupId>com.itheima</groupId><artifactId>maven-project01</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version><!-- 項目的JDK版本及編碼 --><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文件詳解：

<project> ：pom文件的根標簽，表示當前maven項目
<modelVersion>：聲明項目描述遵循哪一個POM模型版本
- 雖然模型本身的版本很少改變，但它仍然是必不可少的。目前POM模型版本是4.0.0
坐標：
- <groupId> <artifactId> <version>
- 定位項目在本地倉庫中的位置，由以上三個標簽組成一個坐標
<maven.compiler.source> ：編譯JDK的版本
<maven.compiler.target> ：運行JDK的版本
<project.build.sourceEncoding> : 設置項目的字符集

3.2Maven 坐標

什么是坐標？

Maven中的坐標是資源的唯一標識 , 通過該坐標可以唯一定位資源位置
使用坐標來定義項目或引入項目中需要的依賴

Maven坐標主要組成：

groupId：定義當前Maven項目隸屬組織名稱（通常是域名反寫，例如：com.itheima）
artifactId：定義當前Maven項目名稱（通常是模塊名稱，例如 order-service、goods-service）
version：定義當前項目版本號
- SNAPSHOT: 功能不穩定、尚處于開發中的版本，即快照版本
- RELEASE: 功能趨于穩定、當前更新停止，可以用于發行的版本

如下圖就是使用坐標表示一個項目：
在這里插入圖片描述

注意：

上面所說的資源可以是插件、依賴、當前項目。
我們的項目如果被其他的項目依賴時，也是需要坐標來引入的

3.3 導入 Maven 項目

在IDEA中導入Maven項目，有兩種方式。

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

在這里插入圖片描述

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

在這里插入圖片描述

4.依賴管理

4.1 依賴配置

4.1.1 基本配置

依賴：指當前項目運行所需要的jar包。一個項目中可以引入多個依賴：
例如：在當前工程中，我們需要用到logback來記錄日志，此時就可以在maven工程的pom.xml文件中，引入logback的依賴。具體步驟如下：

在pom.xml中編寫標簽
在標簽中使用引入坐標
定義坐標的 groupId、artifactId、version

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

點擊刷新按鈕，引入最新加入的坐標
刷新依賴：保證每一次引入新的依賴，或者修改現有的依賴配置，都可以加入最新的坐標

注意事項：

如果引入的依賴，在本地倉庫中不存在，將會連接遠程倉庫 / 中央倉庫，然后下載依賴（這個過程會比較耗時，耐心等待）
如果不知道依賴的坐標信息，可以到mvn的中央倉庫（https://mvnrepository.com/）中搜索

4.1.2查找依賴

利用中央倉庫搜索的依賴坐標，以常見的logback-classic為例。
利用IDEA工具搜索依賴，以常見的logback-classic為例。
熟練上手maven后，快速導入依賴，以常見的logback-classic為例。

4.1.3依賴傳遞

我們上面在pom.xml中配置了一項依賴，就是spring-context，但是我們通過右側的maven面板可以看到，其實引入進來的依賴，并不是這一項，有非常多的依賴，都引入進來了。我們可以看到如下圖所示：
在這里插入圖片描述
為什么會出現這樣的現象呢? 那這里呢，就涉及到maven中非常重要的一個特性，那就是Maven中的依賴傳遞。
所謂maven的依賴傳遞，指的就是如果在maven項目中，A 依賴了B，B依賴了C，C依賴了D，那么在A項目中，也會有C、D依賴，因為依賴會傳遞。

那如果，傳遞下來的依賴，在項目開發中，我們確實不需要，此時，我們可以通過Maven中的排除依賴功能，來將這個依賴排除掉。

4.1.4排除依賴

排除依賴：指主動斷開依賴的資源，被排除的資源無需指定版本。
配置形式如下：

<dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-context</artifactId><version>6.1.4</version><!--排除依賴, 主動斷開依賴的資源--><exclusions><exclusion><groupId>io.micrometer</groupId><artifactId>micrometer-observation</artifactId></exclusion></exclusions>
</dependency>

4.2生命周期

4.2.1介紹

Maven的生命周期就是為了對所有的構建過程進行抽象和統一。描述了一次項目構建，經歷哪些階段。

在Maven出現之前，項目構建的生命周期就已經存在，軟件開發人員每天都在對項目進行清理，編譯，測試及部署。雖然大家都在不停地做構建工作，但公司和公司間、項目和項目間，往往使用不同的方式做類似的工作。

Maven從大量項目和構建工具中學習和反思，然后總結了一套高度完美的，易擴展的項目構建生命周期。這個生命周期包含了項目的清理，初始化，編譯，測試，打包，集成測試，驗證，部署和站點生成等幾乎所有構建步驟。

Maven對項目構建的生命周期劃分為3套（相互獨立）：
在這里插入圖片描述

clean：清理工作。
default：核心工作。如：編譯、測試、打包、安裝、部署等。
site：生成報告、發布站點等。
三套生命周期又包含哪些具體的階段呢, 我們來看下面這幅圖:

每套生命周期包含一些階段（phase），階段是有順序的，后面的階段依賴于前面的階段。
我們看到這三套生命周期，里面有很多很多的階段，這么多生命周期階段，其實我們常用的并不多，主要關注以下幾個：
clean：移除上一次構建生成的文件
compile：編譯項目源代碼
test：使用合適的單元測試框架運行測試(junit)
package：將編譯后的文件打包，如：jar、war等
install：安裝項目到本地倉庫
Maven的生命周期是抽象的，這意味著生命周期本身不做任何實際工作。在Maven的設計中，實際任務（如源代碼編譯）都交由插件來完成。

IDEA工具為了方便程序員使用maven生命周期，在右側的maven工具欄中，已給出快速訪問通道。
生命周期的順序是：clean --> validate --> compile --> test --> package --> verify --> install --> site --> deploy
我們需要關注的就是：clean --> compile --> test --> package --> install

說明：在同一套生命周期中，我們在執行后面的生命周期時，前面的生命周期都會執行。
思考：當運行package生命周期時，clean、compile生命周期會不會運行？
clean不會運行，compile會運行。因為compile與package屬于同一套生命周期，而clean與package不屬于同一套生命周期。

4.2.2執行

在日常開發中，當我們要執行指定的生命周期時，有兩種執行方式：

在idea工具右側的maven工具欄中，選擇對應的生命周期，雙擊執行
在DOS命令行中，通過maven命令執行

方式一：在idea中執行生命周期

選擇對應的生命周期，雙擊執行

其他的生命周期都是類似的道理，雙擊運行即可。

方式二：在命令行中執行生命周期

打開maven項目對應的磁盤目錄

類似的道理，我們也可以在命令執行：

mvn compile
mvn test
mvn package
mvn install

5.單元測試

5.1介紹

測試：是一種用來促進鑒定軟件的正確性、完整性、安全性和質量的過程。
階段劃分：單元測試、集成測試、系統測試、驗收測試。
在這里插入圖片描述
1). 單元測試

介紹：對軟件的基本組成單位進行測試，最小測試單位。
目的：檢驗軟件基本組成單位的正確性。
測試人員：開發人員

2). 集成測試

介紹：將已分別通過測試的單元，按設計要求組合成系統或子系統，再進行的測試。
目的：檢查單元之間的協作是否正確。
測試人員：開發人員

3). 系統測試

介紹：對已經集成好的軟件系統進行徹底的測試。
目的：驗證軟件系統的正確性、性能是否滿足指定的要求。
測試人員：測試人員

4). 驗收測試

介紹：交付測試，是針對用戶需求、業務流程進行的正式的測試。
目的：驗證軟件系統是否滿足驗收標準。
測試人員：客戶/需求方

測試方法：白盒測試、黑盒測試及灰盒測試。
在這里插入圖片描述
1). 白盒測試
清楚軟件內部結構、代碼邏輯。
用于驗證代碼、邏輯正確性。

2). 黑盒測試
不清楚軟件內部結構、代碼邏輯。
用于驗證軟件的功能、兼容性、驗收測試等方面。

3). 灰盒測試
結合了白盒測試和黑盒測試的特點，既關注軟件的內部結構又考慮外部表現（功能）。
在這里插入圖片描述

5.2 Junit入門

5.2.1單元測試

單元測試：就是針對最小的功能單元(方法)，編寫測試代碼對其正確性進行測試。
JUnit：最流行的Java測試框架之一，提供了一些功能，方便程序進行單元測試（第三方公司提供）。

在之前的課程中，我們進行程序的測試，都是main方法中進行測試。如下圖所示：
在這里插入圖片描述
通過main方法是可以進行測試的，可以測試程序是否正常運行。但是main方法進行測試時，會存在如下問題：

測試代碼與源代碼未分開，難維護。
一個方法測試失敗，影響后面方法。
無法自動化測試，得到測試報告。

而如果我們使用了JUnit單元測試框架進行測試，將會有以下優勢：

測試代碼與源代碼分開，便于維護。
可根據需要進行自動化測試。
可自動分析測試結果，產出測試報告。

5.2.2入門程序

需求：使用JUnit，對UserService中的業務方法進行單元測試，測試其正確性。

在pom.xml中，引入JUnit的依賴。

<!--Junit單元測試依賴-->
<dependency><groupId>org.junit.jupiter</groupId><artifactId>junit-jupiter</artifactId><version>5.9.1</version><scope>test</scope>
</dependency>

在test/java目錄下，創建測試類，并編寫對應的測試方法，并在方法上聲明@Test注解。

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

運行單元測試 (測試通過：綠色；測試失敗：紅色)。

測試通過顯示綠色
測試失敗顯示紅色

注意：

測試類的命名規范為：XxxxTest
測試方法的命名規定為：public void xxx(){…}

5.3斷言

JUnit提供了一些輔助方法，用來幫我們確定被測試的方法是否按照預期的效果正常工作，這種方式稱為斷言。
在這里插入圖片描述
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, "兩個值相等");
//        String s1 = new String("Hello");
//        String s2 = "Hello";
//        Assertions.assertSame(s1, s2, "不是同一個對象引用");}@Testpublic void testGetGender2(){String gender = new UserService().getGender("612429198904201611");Assertions.assertEquals("男", gender);}
}

測試結果輸出：
在這里插入圖片描述

5.4常見注解

在JUnit中還提供了一些注解，還增強其功能，常見的注解有以下幾個：
在這里插入圖片描述
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 //該方法必須被static修飾public static void testBeforeAll(){ System.out.println("before all ...");}@AfterAll //該方法必須被static修飾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);}}

輸出結果如下：在這里插入圖片描述
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("測試-學生業務操作")
public class UserServiceTest {@DisplayName("測試-獲取年齡")@Testpublic void testGetAge(){Integer age = new UserService().getAge("110002200505091218");System.out.println(age);}@DisplayName("測試-獲取性別")@Testpublic void testGetGender(){String gender = new UserService().getGender("612429198904201611");System.out.println(gender);}@DisplayName("測試-獲取性別3")@ParameterizedTest@ValueSource(strings = {"612429198904201611","612429198904201631","612429198904201626"})public void testGetGender3(String idcard){String gender = new UserService().getGender(idcard);System.out.println(gender);}
}

輸出結果如下：
在這里插入圖片描述
思考: 在maven項目中，test目錄存放單元測試的代碼，是否可以在main目錄中編寫單元測試呢？可以，但是不規范

5.5依賴范圍

依賴的jar包，默認情況下，可以在任何地方使用，在main目錄下，可以使用；在test目錄下，也可以使用。
在maven中，如果希望限制依賴的使用范圍，可以通過 <scope>…</scope> 設置其作用范圍。
在這里插入圖片描述
作用范圍：

主程序范圍有效。（main文件夾范圍內）
測試程序范圍有效。（test文件夾范圍內）
是否參與打包運行。（package指令范圍內）

可以在pom.xml中配置 <scope></scope> 屬性來控制依賴范圍。在這里插入圖片描述
如果對Junit單元測試的依賴，設置了scope為 test，就代表，該依賴，只是在測試程序中可以使用，在主程序中是無法使用的。所以我們會看到如下現象：
如上圖所示，給junit依賴通過scope標簽指定依賴的作用范圍。那么這個依賴就只能作用在測試環境，其他環境下不能使用。
scope的取值常見的如下：在這里插入圖片描述