(不用看视频)一文搞懂maven基础以及高级用法

一、 为什么要学maven

·当然!学习 Maven 对于Java开发者来说,几乎是一项必备的核心技能。它不仅仅是一个工具,更是一种项目管理和构建的理念

简单来说,学习 Maven 的主要原因可以归结为以下几点:


1. 强大的依赖管理 - 解决"Jar包地狱"问题

这是 Maven 最核心、最受欢迎的功能。

  • 手动管理的痛点 :在没有 Maven 的时代,你需要自己去网上找 JAR 包(例如 Log4j, Jackson, Spring 等),下载下来,手动添加到项目的 lib 目录中。如果这个 JAR 包又依赖其他 JAR 包(我们称之为"传递性依赖"),你就得一个个全部手动添加,非常容易遗漏或导致版本冲突。
  • Maven 的解决方案 :Maven 通过一个中央仓库(和私服)自动管理这些依赖。你只需要在项目配置文件 pom.xml 中声明你需要什么库(例如 spring-core 版本 5.3.8),Maven 就会自动从仓库下载该库以及它所有的依赖项,确保版本兼容性。

比喻 :这就像是你点一份外卖套餐(你的项目),你只需要告诉餐厅你要什么套餐(在 pom.xml 中声明),餐厅会自动准备好主食、配菜、饮料(所有的依赖JAR),并打包好送给你,而不需要你分别联系种菜的、养猪的、做饮料的。

2. 标准化的项目结构 - 约定优于配置

Maven 定义了一套标准的项目目录结构

  • 好处:任何使用 Maven 的 Java 项目,其源代码、资源文件、测试代码的存放位置都是统一的。这意味着,当你接手任何一个新项目时,只要它是基于 Maven 的,你立刻就能知道在哪里写代码、在哪里放配置文件、在哪里写测试,极大降低了熟悉成本。
  • 促进协作:统一的规范使得团队协作和工具集成(如 IDE、CI/CD 工具)变得异常简单。

3. 一体化的构建生命周期 - 自动化构建流程

Maven 将项目的构建过程抽象为一个定义良好的生命周期(Lifecycle),生命周期由多个阶段(Phase)组成,例如: validate -> compile -> test -> package -> install -> deploy

  • 自动化 :你只需要执行一个简单的命令(如 mvn package),Maven 就会自动按顺序执行该命令之前的所有阶段:检查 -> 编译 -> 运行测试 -> 打包。这个过程是完全自动化的。
  • 可靠性:这确保了构建过程的可靠和可重复性。在任何机器上,只要执行相同的 Maven 命令,都会得到一致的构建结果。

4. 丰富的插件生态系统 - 高度可扩展

Maven 本身的核心很小,它的几乎所有功能都通过插件来实现。

  • 灵活扩展 :你可以使用无数现成的插件来完成各种任务,例如:
    • 生成项目站点文档
    • 打包成可执行的 Fat JAR(maven-assembly-pluginmaven-shade-plugin
    • 将项目部署到服务器(tomcat7-maven-plugin
    • 检查代码质量(maven-checkstyle-plugin
    • ......几乎你能想到的构建相关需求,都有对应的插件。

5. 项目信息的集中管理

pom.xml 文件是项目的"单一信息源",它集中管理了:

  • 项目元数据(开发者、版本、许可证等)
  • 依赖关系
  • 构建配置
  • 环境配置

这使得项目的管理和报告变得非常容易。


总结:为什么要学?

方面 没有 Maven (手动管理) 使用 Maven (自动化管理)
依赖管理 繁琐、易错、版本冲突常见 自动化、声明式、解决传递依赖
项目结构 随意,每个项目可能不同 标准化, 新人上手快,工具支持好
构建过程 依赖 IDE 或手动写脚本,不一致 命令化、自动化、可重复
生态整合 困难,需要自己集成 与主流IDE(IDEA/Eclipse)、CI/CD(Jenkins)无缝集成

最终结论:

学习 Maven 是为了提升开发效率、规范开发流程、降低项目管理成本、并更好地融入现代Java开发生态系统 。它是Java世界中事实上的构建标准 ,几乎所有的Java项目(无论是开源项目还是企业级项目)都在使用它。因此,掌握 Maven 是成为一名合格Java开发者的必备基础

二、 maven的基本概念

好的,我们来系统地梳理一下 Apache Maven 的基本概念。对于Java开发者来说,理解Maven是至关重要的,它远不止是一个"构建工具"那么简单。

核心思想:约定优于配置 (Convention Over Configuration)

这是理解Maven所有设计的关键。Maven预先定义了一套项目结构、生命周期阶段和默认行为。这意味着如果你按照它的约定来组织你的代码(例如,源代码放在 src/main/java,资源文件放在 src/main/resources),你只需要一个非常简单的配置文件(pom.xml)就能完成绝大部分工作,而无需像Ant那样一步步手写每个构建细节。


1. 核心概念

1.1 POM (Project Object Model) 项目对象模型
  • 是什么 :POM是Maven的灵魂和核心。它是一个XML文件,名为 pom.xml,位于项目的根目录下。
  • 作用 :这个文件描述了项目的一切信息:
    • 项目本身信息:项目坐标(groupId, artifactId, version)、名称、描述、开发者等。
    • 项目依赖:项目所依赖的外部库(JAR包)。
    • 构建配置:如何编译、测试、打包、部署项目。
    • 继承和聚合:用于管理多模块项目。
  • 可以把POM想象成项目的"身份证"和"说明书"
1.2 坐标 (Coordinates) - GAV

Maven通过一套唯一的坐标来定位和管理项目(以及项目生成的构件,如JAR包)。坐标由三个关键属性组成,俗称GAV:

  • groupId : 定义项目所属的组织或公司,通常使用反向域名规则。例如:com.google.guava
  • artifactId : 定义项目的唯一ID,通常是项目名。例如:guava
  • version : 项目的版本号。例如:31.1-jre

通过这三个属性,Maven可以在仓库中唯一地找到任何一个构件。例如,著名的Guava库在Maven中心仓库的坐标就是:

xml 复制代码
<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>31.1-jre</version>
</dependency>
1.3 依赖管理 (Dependency Management)

这是Maven最受欢迎的特性之一。你无需再手动下载和管理JAR包。

  • 声明依赖 :在 pom.xml<dependencies> 部分声明你需要的库(使用GAV坐标)。
  • 自动下载 :Maven会自动从配置的仓库 中下载这些依赖,包括它们所依赖的其他库(称为传递性依赖)。
  • 依赖范围 (Scope) : 指定依赖在什么阶段有效,从而控制classpath。常用范围有:
    • compile:默认范围,编译、测试、运行都有效。
    • test:仅对测试代码有效(如JUnit)。
    • provided:编译和测试有效,但运行时由JDK或容器提供(如Servlet API)。
    • runtime:编译时不需要,但测试和运行时需要(如JDBC驱动)。
1.4 仓库 (Repository)

仓库是存放所有Maven项目构件(JAR包、插件等)的地方。

  • 本地仓库 (Local Repository) : 在你个人电脑上的一个目录(默认在 ~/.m2/repository)。一旦从远程仓库下载过某个构件,Maven就会将其缓存到本地仓库,下次使用时就无需再下载。
  • 远程仓库 (Remote Repository)
    • 中央仓库 (Central Repository): 由Maven社区维护的默认全球仓库,包含了绝大多数开源库。你无需特殊配置即可使用它。
    • 私服 (Private Repository) : 公司内部搭建的仓库代理(如Nexus、Artifactory)。它作为公司内部和中央仓库之间的桥梁,优点是:
      • 加速内部构建(局域网下载更快)。
      • 部署公司内部的项目模块。
      • 缓存中央仓库的构件,节省带宽。

工作流程 :当需要某个依赖时,Maven会首先在本地仓库查找 ,如果找不到,就去配置的远程仓库(通常是私服,如果没有则去中央仓库)下载,并保存到本地仓库。

1.5 生命周期 (Lifecycle) 和阶段 (Phase)

Maven的构建过程是基于生命周期的,这是一个抽象的概念,它包含了项目构建、部署的所有步骤。

  • 生命周期 :Maven有三个内置的生命周期:
    • clean:清理项目,删除target目录。
    • default (或 build):核心生命周期,负责编译、测试、打包、部署等。
    • site:生成项目站点文档。
  • 阶段 (Phase) : 每个生命周期由一系列有序的阶段构成。阶段代表了生命周期中的一个步骤。
    • 例如,default 生命周期包含以下重要阶段(按顺序执行):
      • validate: 验证项目是否正确。
      • compile: 编译项目源代码。
      • test: 使用单元测试框架运行测试。
      • package: 将编译后的代码打包成可分发的格式,如JAR、WAR。
      • verify: 对集成测试结果进行检查。
      • install: 将包安装到本地仓库,供其他本地项目使用。
      • deploy: 将最终的包复制到远程仓库,供其他开发者和项目共享。

关键点 :当你执行某个阶段时,Maven会自动执行该阶段所在生命周期中所有之前的阶段 。例如,执行 mvn package,Maven会先执行 validate, compile, test,最后才执行 package

1.6 插件 (Plugin) 和目标 (Goal)

生命周期和阶段本身不做任何实际工作,它们只是抽象的流程定义。真正干活的是插件

  • 插件 : 一个Maven插件是一个包含了一系列目标 的JAR文件。例如,Maven编译器插件(maven-compiler-plugin)负责编译代码。
  • 目标 : 目标是插件中一个具体的任务。一个插件可以包含多个目标。
    • 例如,编译器插件有:
      • compile目标:编译主代码。
      • testCompile目标:编译测试代码。
  • 绑定生命周期阶段(Phase)和插件目标(Goal)是绑定在一起的 。这就是Maven的执行机制。
    • 例如,compile 这个阶段默认绑定了 maven-compiler-plugin 插件的 compile 目标。所以当你执行 mvn compile 命令时,实际上是触发了编译器插件的编译目标来完成任务。

你可以配置插件,也可以自定义绑定。


2. 总结与类比

为了帮你更好地理解,可以做一个简单的类比:

Maven 概念 现实世界类比 解释
POM (pom.xml) 项目的菜谱/蓝图 它规定了项目需要什么"食材"(依赖),以及如何"烹饪"(构建)。
坐标 (GAV) 地理坐标 (经纬度)商品条码 通过它可以唯一地在仓库"地图"或"超市"里找到对应的JAR包。
依赖管理 外卖App/管家 你只需在菜单(POM)上点菜(声明依赖),Maven(管家)就会自动帮你买好并处理好(下载和管理)。
仓库 超市/货架 本地仓库 是你家的冰箱,中央仓库 是巨大的中央仓储中心,私服是你小区里的便民超市。
生命周期/阶段 烹饪流程 一套标准的做菜步骤:1. 洗菜(validate) -> 2. 切菜(compile) -> 3. 炒菜(test) -> 4. 装盘(package) ...
插件/目标 厨房工具/功能 生命周期阶段 是"切菜"这个步骤,而插件目标是"你用菜刀(插件)的切(目标)"这个具体动作。

3. 常用命令

基于以上概念,这些命令就非常好理解了:

  • mvn clean:执行clean生命周期的clean阶段,删除target目录。
  • mvn compile:执行default生命周期的compile阶段,编译主代码。
  • mvn test:执行default生命周期的test阶段,运行测试用例。
  • mvn package:执行default生命周期的package阶段,打包项目。
  • mvn install:执行default生命周期的install阶段,将包安装到本地仓库。
  • mvn clean install:先执行clean生命周期,再执行default生命周期到install阶段。这是最常用的组合之一。

希望这个系统的梳理能帮助你牢固地掌握Maven的基本概念!

三、 高级特性

好的,在掌握了Maven的基本概念(如POM、坐标、依赖、生命周期)之后,我们来深入探讨一些Maven的高级用法。这些特性在处理企业级、复杂项目时至关重要,能极大地提升项目的可维护性、构建效率以及规范性。


1. 聚合与继承 (Aggregation & Inheritance)

这是管理多模块项目 (Multi-Module Project) 的两大核心概念。一个大型项目通常会被拆分成多个松耦合的模块(例如:core-module, service-module, web-module),Maven通过聚合和继承来统一管理它们。

聚合 (Aggregation)
  • 目的 :通过一个父项目(也称为聚合项目)来一次性构建所有指定的子模块。
  • 如何实现 :在父项目的 pom.xml 中使用 <modules> 标签。
  • 注意 :父项目的打包类型必须为 pom
xml 复制代码
<!-- 父项目 (pom.xml) 打包类型为 pom -->
<packaging>pom</packaging>
<modules>
    <module>core-module</module>   <!-- 子模块目录名 -->
    <module>service-module</module>
    <module>web-module</module>
</modules>

执行 mvn clean install on the parent project will trigger the build for all modules in the order specified.

继承 (Inheritance)
  • 目的:提取子模块中共通的配置(如依赖、插件、属性等),统一在父POM中声明,避免重复配置,保证一致性。
  • 如何实现 :在子模块的 pom.xml 中使用 <parent> 标签指向父项目。
xml 复制代码
<!-- 子模块 (pom.xml) -->
<parent>
    <groupId>com.mycompany</groupId>
    <artifactId>my-parent-project</artifactId>
    <version>1.0.0</version>
    <relativePath>../pom.xml</relativePath> <!-- 指定父POM的路径 -->
</parent>

<artifactId>core-module</artifactId> <!-- 子模块只需声明自己的artifactId -->

dependencyManagementpluginManagement 这是继承中两个至关重要的标签,用于集中管理版本和配置,而非直接引入依赖或插件。

  • <dependencyManagement> : 在父POM中声明依赖及其版本,子模块可以按需引用而不需要指定版本号,确保了所有模块使用的依赖版本一致。
  • <pluginManagement>: 同理,用于统一管理插件的版本和配置。

父POM配置示例:

xml 复制代码
<properties>
    <junit.version>5.9.2</junit.version>
    <maven-compiler-plugin.version>3.11.0</maven-compiler-plugin.version>
</properties>

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
            <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
            <version>${junit.version}</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

<build>
    <pluginManagement>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <version>${maven-compiler-plugin.version}</version>
                <configuration>
                    <source>11</source>
                    <target>11</target>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </pluginManagement>
</build>

子模块引用:

xml 复制代码
<dependencies>
    <!-- 无需指定version,从父POM的dependencyManagement中继承 -->
    <dependency>
        <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
        <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

2. 属性与 profiles (Properties & Profiles)

属性 (Properties)

用于实现POM的** DRY (Don't Repeat Yourself)** 原则,统一声明变量,便于维护。

  • 内置属性 :如 ${project.version}, ${project.basedir}
  • 自定义属性 :在 <properties> 标签中定义。
  • Settings属性 :如 ${settings.localRepository}
  • 环境变量属性 :如 ${env.JAVA_HOME}
xml 复制代码
<properties>
    <java.version>11</java.version>
    <spring.version>5.3.27</spring.version>
</properties>

<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
    <configuration>
        <source>${java.version}</source>
        <target>${java.version}</target>
    </configuration>
</plugin>
配置文件 (Profiles)

允许你为不同的环境(如开发、测试、生产)定义不同的构建配置。通过激活不同的profile,可以动态地修改POM的最终行为。

  • 激活方式 :可以通过命令行参数 (-P)、环境变量、操作系统设置、文件是否存在等来激活。
  • 用途:指定不同的数据库连接、服务器地址、日志级别、是否跳过测试等。
xml 复制代码
<profiles>
    <profile>
        <id>dev</id>
        <properties>
            <db.url>jdbc:mysql://localhost:3306/dev_db</db.url>
        </properties>
        <activation>
            <activeByDefault>true</activeByDefault> <!-- 默认激活 -->
        </activation>
    </profile>
    <profile>
        <id>prod</id>
        <properties>
            <db.url>jdbc:mysql://prod-server:3306/prod_db</db.url>
        </properties>
    </profile>
</profiles>

使用命令激活特定profile:

bash 复制代码
mvn clean package -P prod

3. 资源过滤 (Resource Filtering)

允许你将属性 (如POM中的属性、profile中的属性、系统属性)动态地注入到项目的资源文件(如 .properties, .xml, .txt)中。

步骤:

  1. pom.xml 中开启资源过滤。
  2. 在资源文件中使用 ${...} 占位符。
xml 复制代码
<build>
    <resources>
        <resource>
            <directory>src/main/resources</directory>
            <filtering>true</filtering> <!-- 开启过滤 -->
        </resource>
    </resources>
</build>

src/main/resources/app.properties 中:

properties 复制代码
application.version=${project.version}
database.url=${db.url} <!-- 这个db.url来自profile -->
java.home=${env.JAVA_HOME}

在构建时,Maven会自动将这些占位符替换为实际的值。


4. 高级依赖管理

排除依赖 (Exclusions)

解决传递性依赖冲突的利器。如果你引入的依赖A又传递性地依赖了B,而你的项目想明确使用B的另一个版本,就需要排除掉A带来的B。

xml 复制代码
<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-core</artifactId>
    <version>5.3.27</version>
    <exclusions>
        <exclusion> <!-- 排除spring-core传递过来的commons-logging -->
            <groupId>commons-logging</groupId>
            <artifactId>commons-logging</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
可选依赖 (Optional Dependencies)

标记一个依赖为<optional>true</optional>,表示这个依赖不会被传递。只有当其他项目显式地声明需要此依赖时,它才会被引入。常用于解决类似"日志实现"的问题,项目内部使用logback,但不想强制所有引用我的项目也都必须用logback。

xml 复制代码
<dependency>
    <groupId>ch.qos.logback</groupId>
    <artifactId>logback-classic</artifactId>
    <version>1.2.11</version>
    <optional>true</optional>
</dependency>

5. 部署到私有仓库 (Nexus/Artifactory)

企业开发中,需要将自已构建的构件(JAR包)部署到内部的私有仓库(私服)中,供其他团队使用。

  1. 在父POM或项目的 pom.xml 中配置分发仓库信息。
  2. 在Maven的 settings.xml 中配置服务器的认证信息(用户名/密码)。

pom.xml 中配置:

xml 复制代码
<distributionManagement>
    <repository>
        <id>my-company-releases</id> <!-- 此ID必须与settings.xml中的server id匹配 -->
        <url>http://nexus.mycompany.com/repository/maven-releases/</url>
    </repository>
    <snapshotRepository>
        <id>my-company-snapshots</id>
        <url>http://nexus.mycompany.com/repository/maven-snapshots/</url>
    </snapshotRepository>
</distributionManagement>

~/.m2/settings.xml 中配置认证:

xml 复制代码
<servers>
    <server>
        <id>my-company-releases</id> <!-- 与pom.xml中的id对应 -->
        <username>deployment-user</username>
        <password>secret-password</password>
    </server>
    <server>
        <id>my-company-snapshots</id>
        <username>deployment-user</username>
        <password>secret-password</password>
    </server>
</servers>

执行部署命令:

bash 复制代码
mvn clean deploy

总结

这些高级用法使得Maven从一个简单的构建工具蜕变成一个强大的项目管理和治理工具。熟练掌握它们可以帮助你:

  • 优雅地架构大型项目(聚合与继承)
  • 灵活适应多种环境(Profiles)
  • 统一依赖和规范(dependencyManagement)
  • 高效解决依赖冲突(Exclusions)
  • 实现自动化部署和团队协作(私服部署)

这些都是中高级Java开发者乃至架构师必须掌握的技能。

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