Maven 核心概念与理论

作者: 梁朋举 | 来源:发表于2017-07-26 10:00 被阅读221次

Maven概念模型与依赖解析机制

Maven根据项目的pom.xml文件，把它转化成项目对象模型(POM)，这时要解析依赖关系，然后去相对应的maven库中查找所依赖的jar包。在clean，compile，test，package等生命周期阶段都有相应的Plug-in来做这些事情，而这些Plug-in会产生一些中间产物。

Maven概念模型
Maven从仓库解析依赖的机制
当本地仓库没有依赖构件的时候，Maven会自动从远程仓库下载；当依赖版本为快照版本时，Maven会自动找到最新的快照。
当依赖范围scope=system时，Maven直接从本地文件系统解析构件；
根据依赖坐标计算仓库路径后，尝试直接从本地仓库寻找构件，若发现构件则解析成功；
在本地仓库不存在相应构件的情况下，若依赖版本是显式的发布版本构件时，如1.1.0、1.2-alpha-1等，则便利所有的远程仓库，发现后下载到本地仓库并解析使用；
如果依赖的版本是RELEASE或者LASTEST，则基于更新策略读取所有远程仓库的元数据groupId/artifactId/maven-metadata.xml，将其与本地仓库的对应元数据合并后，计算出RELEASE或者LASTEST的真实值，然后基于真实值检查本地和远程仓库；
如果依赖版本是SNAPSHOT，则基于更新策略读取所有远程仓库的元数据groupId/artifactId/version/maven-metadata.xml，将其与本地仓库的对应元数据合并后，得到最新快照版本的值，然后基于该值检查本地或者从远程仓库下载；
如果最后解析到的构件版本是时间戳格式的快照，如1.0-20170712.191220-2，则复制其时间戳格式的文件至非时间戳格式，如SNAPSHOT，并使用该非时间戳格式的构件。
当依赖的版本不明晰的时候，如RELEASE、LASTEST、SNAPSHOT，Maven就需要基于更新远程仓库的更新策略来检查更新。

Maven仓库

构件：在Maven的世界，任何一个依赖、插件或者项目构建的输出，即xxx.jar;任何一个构件都有一组坐标唯一标识。
仓库：得益于坐标机制，任何Maven项目使用任何一个构件的方式都是完全相同的，在此基础上，Maven可以在某个位置统一存储所有Maven项目共享的构件，这个统一的位置就是仓库。

public class DefaultRepositoryLayout
    implements ArtifactRepositoryLayout
{
    private static final char PATH_SEPARATOR = '/';
    private static final char GROUP_SEPARATOR = '.';
    private static final char ARTIFACT_SEPARATOR = '-';
    public String getId()
    {
        return "default";
    }

    public String pathOf( Artifact artifact )
    {
        ArtifactHandler artifactHandler = artifact.getArtifactHandler();

        StringBuilder path = new StringBuilder( 128 );

        path.append( formatAsDirectory( artifact.getGroupId() ) ).append( PATH_SEPARATOR );
        path.append( artifact.getArtifactId() ).append( PATH_SEPARATOR );
        path.append( artifact.getBaseVersion() ).append( PATH_SEPARATOR );
        path.append( artifact.getArtifactId() ).append( ARTIFACT_SEPARATOR ).append( artifact.getVersion() );

        if ( artifact.hasClassifier() )
        {
            path.append( ARTIFACT_SEPARATOR ).append( artifact.getClassifier() );
        }

        if ( artifactHandler.getExtension() != null && artifactHandler.getExtension().length() > 0 )
        {
            path.append( GROUP_SEPARATOR ).append( artifactHandler.getExtension() );
        }

        return path.toString();
    }

    private String formatAsDirectory( String directory )
    {
        return directory.replace( GROUP_SEPARATOR, PATH_SEPARATOR );
    }
}

例如：groupId=com.feiyue、artifactId=demo、version=1.0、artifactId=jdk7、packaging=jar 其对应的路径生成如下：

1). groupId路径：formatAsDirectory()将groupId中的'.'转换成'/'，com.feiyue就会转换成com/feiyue，之后再加一个'/'，就变成com/feiyue/
2). artifactId路径：在groupId基础的加上artifactId，再加上一个'/，变成com/feiyue/demo/
3). version路径：在前面基础上加上version，再加上一个'/，变成com/feiyue/demo/1.0/
4). 依次加上artifactId、一个'-’、version，就变成com/feiyue/demo/1.0/demo-1.0
5). 如果有classfier,4)会变成com/feiyue/demo/1.0/demo-1.0-jdk7
6). 如果extension存在则依次加上'.’、extension。代码中extension是从artifactHandler而非artifact中获取，artifactHandler是由packaging决定的。故packaging决定了构件的扩展名，因此最终的路径为com/feiyue/demo/1.0/demo-1.0-jdk7.jar

Maven仓库的分类

Maven仓库分为两类：本地仓库和远程仓库。当Maven根据坐标寻找构件时，首先会查看本地仓库，若本地仓库存在此构件则直接使用；若本地仓库不存在此构件，Maven就会去远程仓库查找，查找到下载到本地仓库再使用。若本地仓库和远程仓库都没有需要的构件，Maven就会报错。

**中央仓库： **Maven核心自带的远程仓库，包含了绝大部分开源构件，默认情况，当本地仓库没有Maven需要构件时，就从中央仓库下载。

私服：一种特殊的远程仓库，为节省带宽和时间，应在局域网内架设一个私有仓库服务器，用其代理所有外部的远程仓库。

本地仓库：用户自定义本地仓库的地址，需编辑${user.home}/.m2/setting.xml文件，设置localRepository节点的值为仓库地址即可，默认情况下${user.home}/.m2/setting.xml是不存在的，需要用户从安装目录复制${M2_HOME}/conf/setting.xml文件在进行编辑。

<settings>
<localRepository>E:/repository</localRepository>
</settings>

中央仓库： Maven默认的远程仓库，安装文件中自带了中央仓库的配置，在${M2_HOME}/lib/maven-model-builder-3.2.5.jar中，解压缩找到org\apache\maven\model\pom-4.0.0.xml,可以看到如下默认远程仓库配置：

<repositories>
  <repository>
   <id>central</id>
   <name>Central Repository</name>
   <url>https://repo.maven.apache.org/maven2</url>
   <layout>default</layout>
   <snapshots>
    <enabled>false</enabled>
   </snapshots>
  </repository>
</repositories>

这个配置文件是所有Maven项目都会继承的超级POM.

私服：特殊的远程仓库，架设在局域网内的仓库服务，代理公网的远程仓库，当Maven需要下载构件时，从私服请求，若私服不存在该构件，则从公网远程仓库下载，缓存到私服之后，再为Maven的下载请求提供服务。另外无法从公网仓库下载的构件也能从本地上传到私服供项目使用。

私服优点：节省外网带宽、提供Maven构件速度、部署第三方构件、提供Maven构件稳定性、降低中央仓库负荷。

Maven坐标

唯一标识Maven构件，坐标元素分为groupId、artifactId、version、packaging、classifier.
groupId:必选，定义当前Maven项目隶属的实际项目，不一定是一对一的关系，通常一个实际项目会被划分成很多模块。groupId一般不应该只定义到公司级别，一个公司可能会有很多实际项目，如果groupId只定义到组织级别，那么artifactId只能定义Maven项目。命名方式和Java包名类似，域名反向一一对应。例如：org.springframework.
artifactId:必选，定义实际项目中的一个Maven模块，推荐使用实际项目名称-模块名称，这样便于找到某个项目的一组构件。例如：spring-core,spring-beans,spring-web等。
version:必选，定义Maven项目当前所处的版本。例如：4.3.9.RELEASE、1.0-SNAPSHOT、RELEASE、LATEST、2.1等。
packaging:可选默认是jar，定义Maven项目的打包方式。打包方式有jar、war、pom等。
classifier:不能直接定义，帮助定义构建输出的一些附属构件。附属构件与主构件对应，例如-javadoc.jar、-sources.jar附属构件包含了java文档和源代码。

依赖管理

依赖管理分为传递性依赖、依赖调解、可选依赖、排除依赖、归类依赖等。
传递性依赖

传递性依赖
maven模块 -> spring-jdbc -> spring-core -> commons-logging
假设： A -> B -> C，即A对B是第一直接依赖，B对C是第二直接依赖，A对C是传递性依赖，第一直接依赖（简称F）和第二直接依赖（简称S）的范围决定了传递性依赖（简称T）的范围。如图所示：

传递性依赖scope
例如：A -> B -> C,A依赖B的范围是test，B依赖C的范围是compile，则A传递依赖C的范围是test。
结论：当S=compile时，T与F的范围一致；当S=test时，依赖不会传递；当S=provided时，只有当F=provided时，T=provided；当S=runtime时，T=F，但F=compile例外，此时T=runtime.

依赖调解
依赖调解第一原则：路径最近者优先。
例如：A -> B -> C -> X1 长度为3 A -> D -> X2 长度为2，因此X2会被解析使用依赖调解第二原则：第一原则优先，依赖路径相等时，POM中依赖声明顺序靠前的优先。
例如：A -> B -> X1 长度为2 A -> C -> X2 长度为2，但是POM文件中B的依赖声明靠前，因此X1会被解析使用。

可选依赖
A依赖于B，B依赖于X和Y，B对于X和Y的依赖都是可选依赖，即optional=true
AB、BX（可选）、BY（可选）。可选依赖不会传递，即X、Y对A没有影响。
可选依赖一般是多种互斥的特性，具体使用时只选其一。

可选依赖

排除依赖
使用exclusions元素声明排除依赖，exclusions包含一个或者多个exclusion子元素，因此可以排除一个或者多个传递性依赖。注意声明exclusion时只需要groupId和artifactId，而不需要version元素，因为只需要groupId和artifactId就可以唯一定位依赖图中的某个依赖。

排除依赖

归类依赖
spring的依赖包版本都是相同的，可以使用properties元素定义Maven属性spring.version=4.x
在定义依赖时可以使用美元符号加大括弧环绕的方式来引用Maven属性，例如${spring.version}。

聚合与继承

聚合：多个项目或者模块聚合到一起，建立一个package方式为pom的项目parent专门负责聚合工作，并使用modules-module指定子模块，目的是快速构建项目。
继承：多个模块聚合时，子模块需要继承父模块以消除重复配置。
聚合与继承的共同点是聚合POM与继承关系中的父POM的packaging都必须是pom。
聚合关系与继承关系的比较如下图所示：

聚合与继承

本文是我在GitChat中分享的名为《一小时教你学会 Maven 项目的构建与管理》一篇技术交流文章的一部分内容，大家需要阅读全文和交流分享实录可以点击 Maven 项目的构建与管理实战解析。谢谢大家关注Java技术日志订阅号，我们会尽自己的努力为大家带来更多高质量的技术文章分享，技术学习的路上我们共同进步。

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