Maven基础知识（1）- Maven 简介、Maven 安装配置、创建 Quickstart 项目
注：开始阅读 Maven 基础知识系列文章之前，读者应该已经掌握了 Java 基础知识。另外，本系列文章中的所有实例都是使用 IntelliJ IDEA 编辑，所以还需要对 IntelliJ IDEA 有基本的了解。以下是常用的 Java 开发工具（IDE）：
Eclipse IDE for Java Developers: http://www.eclipse.org/downloads/packages/
JetBrains IDEA: https://www.jetbrains.com/idea/download/
Netbeans: http://www.netbeans.org/index.html
1. Maven 简介
Apache Maven 是一款基于 Java 平台的项目管理和整合工具，它将项目的开发和管理过程抽象成一个项目对象模型（POM）。开发人员只需要做一些简单的配置，Maven 就可以自动完成项目的编译、测试、打包、发布以及部署等工作。
Maven 是使用 Java 语言编写的，因此它和 Java 一样具有跨平台性，这意味着无论是在 Windows ，还是在 Linux 或者 Mac OS 上，都可以使用相同的命令进行操作。
Maven 简化并标准化了项目构建过程。它将项目的编译，生成文档，创建报告，发布，部署等任务无缝衔接，构建成一套完整的生命周期。Maven 能够帮助开发者完成以下任务：
(1) 构建项目
(2) 生成文档
(3) 创建报告
(4) 维护依赖
(5) 软件配置管理
(6) 发布
(7) 部署
约定优于配置：
约定优于配置（Convention Over Configuration）是 Maven 最核心的涉及理念之一 ，Maven对项目的目录结构、测试用例命名方式等内容都做了规定，凡是使用 Maven 管理的项目都必须遵守这些规则。
Maven 项目构建过程中，会自动创建默认项目结构，开发人员仅需要在相应目录结构下放置相应的文件即可。
例如，下表显示了项目源代码文件，资源文件和其他配置在 Maven 项目中的默认位置。
文件 目录
Java 源代码 src/main/java
资源文件 src/main/resources
测试源代码 src/test/java
测试资源文件 src/test/resources
打包输出文件 target
编译输出文件 target/classes
Maven 具有以下特点：
(1) 设置简单；
(2) 所有项目的用法一致；
(3) 可以管理和自动进行更新依赖；
(4) 庞大且不断增长的资源库；
(5) 可扩展，使用 Java 或脚本语言可以轻松的编写插件；
(6) 几乎无需额外配置，即可立即访问新功能；
(7) 基于模型的构建：Maven 能够将任意数量的项目构建为预定义的输出类型，例如 JAR，WAR；
(8) 项目信息采取集中式的元数据管理：使用与构建过程相同的元数据，Maven 能够生成一个网站（site）和一个包含完整文档的 PDF；
(9) 发布管理和发行发布：Maven 可以与源代码控制系统（例如 Git、SVN）集成并管理项目的发布；
(10) 向后兼容性：您可以轻松地将项目从旧版本的 Maven 移植到更高版本的 Maven 中；
(11) 并行构建：它能够分析项目依赖关系，并行构建工作，使用此功能，可以将性能提高 20%-50％；
(12) 更好的错误和完整性报告：Maven 使用了较为完善的错误报告机制，它提供了指向 Maven Wiki 页面的链接，您将在其中获得有关错误的完整描述；
Apache Maven: https://maven.apache.org/
Apache Maven GitHub: https://github.com/apache/maven
2. Maven 安装配置
Maven 是一个基于 Java 的项目管理工具，因此最基本的要求是在计算机上安装 JDK 7.0 及以上。
1) Windows 下安装
Windows版本: Windows 10 Home (20H2)
https://archive.apache.org/dist/maven/maven-3/3.8.1/binaries/apache-maven-3.8.1-bin.zip
下载后解压缩，无需安装，只需配置。假设 Maven 相关的目录如下：
Maven 目录: C:\Applications\java\apache-maven-3.8.1
本地 Maven 仓库: C:\Applications\java\maven-repository
(1) 配置环境变量
右击“我的电脑” → “属性” → “高级系统设置” → “高级” → “环境变量”
新建系统变量（点击“系统变量”下方的“新建”按钮，填写变量名与变量值，点击“确定”）
MAVEN_HOME = C:\Applications\java\apache-maven-3.8.1
编辑系统变量 Path （PATH）
Path = ... ;%MAVEN_HOME%\bin;
(2) 修改成阿里源
修改 C:\Applications\java\apache-maven-3.8.1\conf\settings.xml
1 ... 2 3 # 修改本地仓库路径 4 <localRepository>C:\Applications\java\maven-repository</localRepository> 5 6 ... 7 8 # 修改成阿里源 9 <mirror> 10 <id>alimaven</id> 11 <name>aliyun maven</name> 12 <url>http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/</url> 13 <mirrorOf>central</mirrorOf> 14 </mirror>
2) macOS 下安装
macOS版本: macOS High Sierra （Version: 10.13.6）
下载：https://mirrors.bfsu.edu.cn/apache/maven/maven-3/3.8.1/binaries/apache-maven-3.8.1-bin.tar.gz
下载后解压缩，无需安装，只需配置。假设 Maven 相关的目录如下：
Maven 目录: /Users/xxx/Applications/Java/apache-maven-3.8.1
本地 Maven 仓库: /Users/xxx/Applications/maven-repository
(1) 配置环境变量
修改系统配置文件 /etc/profile
$ sudo vim /etc/profile
...
MAVEN_HOME=/Users/xxx/Applications/Java/apache-maven-3.8.1
CLASS_PATH=.:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JRE_HOME/lib
PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin:$JRE_HOME/bin:$MAVEN_HOME/bin
export JAVA_HOME JRE_HOME MAVEN_HOME CLASS_PATH PATH
$ source /etc/profile
$ echo $MAVEN_HOME
(2) 修改成阿里源
修改 /Users/xxx/Applications/Java/apache-maven-3.8.1/conf/settings.xml
1 ... 2 3 # 修改本地仓库路径 4 <localRepository>/Users/xxx/Applications/maven-repository</localRepository> 5 6 ... 7 8 # 修改成阿里源 9 <mirror> 10 <id>alimaven</id> 11 <name>aliyun maven</name> 12 <url>http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/</url> 13 <mirrorOf>central</mirrorOf> 14 </mirror>
3) Linux 下安装
参考 macOS 下安装
3. 创建 Quickstart 项目
Maven 提供了大量不同类型的 Archetype 模板，通过它们可以帮助用户快速的创建 Java 项目，其中最简单的模板就是 maven-archetype-quickstart，它只需要用户提供项目最基本的信息，就能生成项目的基本结构及 POM 文件。
1) 创建 maven-archetype-quickstart 项目
在 D:\Workshop\maven 目录中创建一个基于 Maven 的 Quickstart 项目。
打开 cmd 命令行窗口，进入 D:\Workshop\maven 目录，执行如下命令：
D:\Workshop\maven>mvn archetype:generate -DgroupId=com.example -DartifactId=MavenDemo01 -DarchetypeArtifactId=maven-archetype-quickstart -DinteractiveMode=false
参数说明：
-DgroupId: 项目组 ID，通常为组织名或公司网址的反写。
-DartifactId: 项目名。
-DarchetypeArtifactId: 指定 ArchetypeId，maven-archetype-quickstart 用于快速创建一个简单的 Maven 项目。
-DinteractiveMode: 是否使用交互模式。
命令运行后，D:\Workshop\maven\ 目录下自动生成了 MavenDemo01 项目。
2) 项目目录结构
MavenDemo01
|- src
| |- main
| | |- java
| | |- com
| | |- example
| | |- App.java
| |- test
| |- java
| |- com
| |- example
| |- AppTest.java
|- pom.xml
(1) 目录及文件说明
MavenDemo01：项目名，包含 src 文件夹和 pom.xml；
src/main/java：用于存放项目的 Java 文件；
src/main/resources：用于存放项目资源文件，需手动创建；
src/test/java：用于存放所有测试 Java 文件，如 JUnit 测试类；
src/test/resources ：用于存放测试资源文件，需手动创建；
target：项目输出位置，用于存放编译后的文件，编译运行时自动创建；
pom.xml：Maven 项目核心配置文件。
(2) App.java 代码
1 package com.example; 2 3 /** 4 * Hello world! 5 * 6 */ 7 public class App 8 { 9 public static void main( String[] args ) 10 { 11 System.out.println( "Hello World!" ); 12 } 13 }
(3) TestApp.java 代码
1 package com.example; 2 3 import junit.framework.Test; 4 import junit.framework.TestCase; 5 import junit.framework.TestSuite; 6 7 /** 8 * Unit test for simple App. 9 */ 10 public class AppTest 11 extends TestCase 12 { 13 /** 14 * Create the test case 15 * 16 * @param testName name of the test case 17 */ 18 public AppTest( String testName ) 19 { 20 super( testName ); 21 } 22 23 /** 24 * @return the suite of tests being tested 25 */ 26 public static Test suite() 27 { 28 return new TestSuite( AppTest.class ); 29 } 30 31 /** 32 * Rigourous Test :-) 33 */ 34 public void testApp() 35 { 36 assertTrue( true ); 37 } 38 }
(4) pom.xml 代码
1 <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" 2 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 3 xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 4 http://maven.apache.org/maven-v4_0_0.xsd"> 5 6 <modelVersion>4.0.0</modelVersion> 7 <groupId>com.example</groupId> 8 <artifactId>MavenDemo01</artifactId> 9 <packaging>jar</packaging> 10 <version>1.0-SNAPSHOT</version> 11 <name>MavenDemo01</name> 12 <url>http://maven.apache.org</url> 13 <dependencies> 14 <dependency> 15 <groupId>junit</groupId> 16 <artifactId>junit</artifactId> 17 <version>3.8.1</version> 18 <scope>test</scope> 19 </dependency> 20 </dependencies> 21 </project>
3) POM
POM（Project Object Model，项目对象模型）是 Maven 的基本组件，它是以 xml 文件的形式存放在项目的根目录下，名称为 pom.xml。
当 Maven 执行一个任务时，它会先查找当前项目的 POM 文件，读取所需的配置信息，然后执行任务。在 POM 中可以设置如下配置：
(1) 项目依赖
(2) 插件
(3) 目标
(4) 构建时的配置文件
(5) 版本
(6) 开发者
(7) 邮件列表
Maven 项目都有一个 POM 文件，所有的 POM 文件都必须有 project 元素和 3 个必填字段：groupId、artifactId 以及 version。
节点 描述
groupId 项目组 ID，定义当前 Maven 项目隶属的组织或公司，通常是唯一的。它的取值一般是项目所属公司或组织的网址或 URL 的反写，例如 com.example。
artifactId 项目 ID，通常是项目的名称。groupId 和 artifactId 一起定义了项目在仓库中的位置。
version 项目版本。
POM 默认继承自一个父 POM，这个父 POM 被称为 Super POM，它包含了一些可以被继承的默认设置。
Maven 使用 effective pom (Super POM 的配置加上项目的配置）来执行相关任务，它替开发人员在 pom.xml 中做了一些最基本的配置。当然，开发人员依然可以根据需要重写其中的配置信息。
执行以下命令 ，就可以查看 Super POM 的默认配置。
D:\Workshop\maven\MavenDemo01>mvn help:effective-pom
执行结果如下：
[INFO] Scanning for projects...
[INFO]
[INFO] ----------------------< com.example:MavenDemo01 >-----------------------
[INFO] Building MavenDemo01 1.0-SNAPSHOT
[INFO] --------------------------------[ jar ]---------------------------------
[INFO]
[INFO] --- maven-help-plugin:3.2.0:effective-pom (default-cli) @ MavenDemo01 ---
[INFO]
Effective POMs, after inheritance, interpolation, and profiles are applied:
...
实际开发过程中，Maven 的 pom.xml 文件不需要手工编写，Maven 提供了大量的原型（Archetype）插件来创建项目，包括项目结构和 pom.xml。
4) 构建&测试项目
(1) 修改代码
创建 src/main/java/com/example/Common.java 文件
1 package com.example; 2 3 public class Common { 4 public static void sayHello(String message) { 5 System.out.println(message); 6 } 7 }
修改 src/main/java/com/example/App.java 文件
1 package com.example; 2 3 public class App { 4 public static void main( String[] args ) { 5 6 Common.sayHello("Common: say hello"); 7 } 8 }
(2) 清理和编译
打开 cmd 命令行窗口，进入 D:\Workshop\maven\MavenDemo01 目录，执行如下命令：
D:\Workshop\maven\MavenDemo01>mvn clean compile
在项目根目录中生成了一个名为 target 的目录，该目录包含以下文件：
target
|- classes
|- maven-status
进入 D:\Workshop\maven\MavenDemo01\target\classes 目录，执行如下命令：
D:\Workshop\maven\MavenDemo01\target\classes> java com.example.App
Common: say hello
注：mvn 是 Maven 的命令行命令，clean 参数是指清理 target 目录，compile 参数是指把 *.java 编译成 *.class。clean 和 compile 可以分开单独使用。
(3) 打包 jar
执行如下命令：
D:\Workshop\maven\MavenDemo01>mvn clean package
在 target 目录下生成 MavenDemo01-1.0-SNAPSHOT.jar，运行如下命令：
D:\Workshop\maven\MavenDemo01>java -jar target\MavenDemo01-1.0-SNAPSHOT.jar
target\MavenDemo01-1.0-SNAPSHOT.jar 中没有主清单属性
显然，MavenDemo01-1.0-SNAPSHOT.jar 不支持 java 命令行运行。
本系列文章资料参考来源：
1. http://c.biancheng.net/maven2/
2. https://www.w3cschool.cn/maven/
3. https://maven.apache.org/
