48、Spring框架与Maven的使用指南

Spring框架与Maven的使用指南

1. 图书管理系统功能选项

在图书管理系统中，提供了以下功能选项：
1. 查看图书详情
2. 添加图书
3. 更新图书
4. 删除图书
5. 退出

用户可以添加图书，然后对其进行查看、更新或删除操作。不过，该程序未包含异常处理代码，若输入错误信息（如需要数字时输入字符），程序将抛出异常。

2. Spring依赖注入之XML配置

2.1 添加依赖到pom.xml

要使用Spring框架，首先需在 pom.xml 文件中添加依赖，让Maven将合适的Spring库包含到项目中。以下是要添加的依赖标记：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>5.2.2.RELEASE</version>
    </dependency>
</dependencies>

添加后，需构建项目以确保库被下载。

2.2 创建XML配置文件

在项目的 src/main 文件夹下创建 resources 文件夹，在该文件夹内创建 applicationContext.xml 文件。先在该文件中添加以下标记：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="
               http://www.springframework.org/schema/beans
               http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">


</beans>

这些标签用于设置文件，使Spring能读取并理解其中内容。接着添加 <bean> 标签来标识不同类及其关联，以下是一些无依赖关系的简单类的配置：

<bean id="io" class="com.sg.booktracker.ui.UserIOConsoleImpl"/>
<bean id="dao" class="com.sg.booktracker.dao.BookDaoMemoryImpl"/>

使用 id 字段在XML其他部分引用类， class 字段是要注入类的全限定名，注意这里使用的是 Impl 版本的类，而非接口。

其他类的 bean 配置如下：

<bean id="view" class="com.sg.booktracker.ui.BookView">
    <constructor-arg ref="io"/>
</bean>

<bean id="service" class="com.sg.booktracker.service.BookService">
    <constructor-arg ref="dao"/>
</bean>

<bean id="controller" class="com.sg.booktracker.controller.BookController">
    <constructor-arg ref="service"/>
    <constructor-arg ref="view"/>
</bean>

由于这些类的构造函数需要依赖项，所以使用 <constructor-arg> 标签， ref 字段引用要注入类的 id 。

2.3 更新App类

最后，更新 App 类的 main 方法：

public static void main(String[] args) {
    ApplicationContext appContext = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");
    BookController controller = appContext.getBean("controller", BookController.class);
    controller.run();
}

第一行加载XML文件， resources 目录便于Java读取数据，只需指定XML在类路径即可。 ApplicationContext 和 ClassPathXmlApplicationContext 类需从Spring库导入。加载后获取 controller 的 bean ，其背后会在内存中构建所需的一切，包括依赖项及其依赖项。若运行代码出错，需重新构建项目以拉取合适的依赖项。

3. Spring依赖注入之注解配置

3.1 添加依赖

使用注解配置时，同样要在 pom.xml 文件中添加依赖：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>5.2.2.RELEASE</version>
    </dependency>
</dependencies>

添加后进行构建，确保库被下载并添加到项目中。

3.2 类注解

在XML配置中作为 bean 的类，需添加注解让Spring确定要实例化的类。以 UserIOConsoleImpl 类为例，在类声明前添加 @Component 注解：

@Component
public class UserIOConsoleImpl implements UserIO {

该注解告知Spring在内存中实例化此类，以便在其他地方注入，注解需从Spring库导入。同样，对 BookDaoMemoryImpl 类也添加 @Component 注解：

@Component
public class BookDaoMemoryImpl implements BookDao {

对于有依赖关系的类，如 BookView 类，除了 @Component 注解，还需在构造函数前添加 @Autowired 注解：

@Component
public class BookView {
    private UserIO io;

    @Autowired
    public BookView(UserIO io) {
        this.io = io;
    }
}

也可将 @Autowired 注解直接放在 io 字段上：

@Component
public class BookView {
    @Autowired
    private UserIO io;
}

两种方式都有效。对 BookService 和 BookController 类也进行类似配置：

@Component
public class BookService {
    private BookDao dao;

    @Autowired
    public BookService(BookDao dao) {
        this.dao = dao;
    }
}

@Component
public class BookController {
    private BookService service;
    private BookView view;

    @Autowired
    public BookController(BookService service, BookView view) {
        this.service = service;
        this.view = view;
    }
}

使用构造函数自动注入可避免运行时出现空资源问题。

3.3 修改main方法

修改 App 类的 main 方法：

public static void main(String[] args) {
    AnnotationConfigApplicationContext appContext = new AnnotationConfigApplicationContext();
    appContext.scan("com.sg.booktracker");
    appContext.refresh();
    BookController controller = appContext.getBean("bookController", BookController.class);
    controller.run();
}

这里使用 AnnotationConfigApplicationContext 类，需从Spring库导入。实例化后，指定从 com.sg.booktracker 包开始扫描注解，调用 refresh 方法时，Spring会检查该包及其子包中的类的注解，将 @Component 注解的类在内存中创建，并在看到 @Autowired 处注入依赖项。由于注解时未设置 id ，默认 id 是类名的驼峰形式，如 BookController 的默认 id 是 bookController 。

4. Spring依赖注入总结

• 需将外部库作为依赖项添加到Maven的 POM 文件中。
• Spring应用上下文可使用XML或注解进行设置。
• 使用Spring应用上下文时，需读取XML文件或扫描注解。
• 注解在当今Java开发中更为常用。

5. 引入Maven

5.1 IDE内置构建管理工具的不足

在开发中，IDE内置的构建管理工具对于小型、独立且依赖外部库较少的项目能正常工作，但对于大型、多开发者项目存在以下缺点：
- 团队成员必须使用相同的IDE（如NetBeans）。
- 所有外部JAR文件需在项目中直接引用，并手动复制到每个开发者的机器上。
- 无法很好地管理所需外部库的版本。
- 无法在IDE之外构建项目，严重限制了团队在自动化构建机器以及将项目构建和部署到QA、性能测试和生产环境的选择。

5.2 Maven的优势

Maven是一个项目管理框架，提供独立于IDE的构建和依赖管理工具，可解决上述问题。

6. Maven学习目标

• 描述Maven。
• 解释项目对象模型（POM）。
• 解释Maven如何进行依赖管理。
• 概述Maven生命周期。

7. 什么是Maven

Maven自称为项目管理框架，致力于从一处管理项目的构建、报告和文档。其构建管理是声明式而非任务导向的，有内置生命周期，只需声明要做的事，无需说明如何做。同时，Maven的依赖管理也是声明式的，告知Maven所需的库（包括版本号），它会确保这些库对代码可用。

8. 项目对象模型（POM）

Maven基于项目对象模型（POM），定义在 pom.xml 文件中。该文件包含项目依赖的所有库的声明，还可包含Java版本等项目级设置。以下是一个典型的 POM 文件：

<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">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.sg</groupId>
    <artifactId>MeanMedianMode</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>

    <name>MeanMedianMode</name>
    <url>http://maven.apache.org</url>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>5.6.0</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <finalName>mean-median-mode</finalName>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <version>3.8.1</version>
                <configuration>
                    <source>1.8</source>
                    <target>1.8</target>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

8.1 项目标识

• groupId ：传统上是项目的基础包，但并非强制要求，用于标识项目所属的组织。
• artifactId ：项目打包后的文件名。
• version ：项目版本，在NetBeans中默认是 1.0-SNAPSHOT ，可设置为任意值。
• packaging ：指示项目的打包方式，目前通常是 jar （Java Archive），若开发Web应用则为 war （Web Archive）。
• name ：项目名称，不一定要与 artifactId 匹配。

8.2 依赖项

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>junit</groupId>
        <artifactId>junit</artifactId>
        <version>5.6.0</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

每个依赖项有单独的 <dependency> 标签嵌套在 <dependencies> 标签内。使用 scope 标签可限制库的使用范围，如 test 表示该库仅在运行单元测试时使用，打包或安装项目时不包含。

8.3 构建设置

<build>
    <finalName>mean-median-mode</finalName>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
            <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
            <version>3.8.1</version>
            <configuration>
                <source>1.8</source>
                <target>1.8</target>
            </configuration>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

build 标签包含影响项目构建的设置，这里关注编译器插件的 source 和 target 标签， source 表示项目源代码使用的Java版本， target 表示项目运行的JVM版本。

9. 依赖管理

Maven的一大特性是依赖管理。在没有Maven时，开发者需手动识别、下载和包含项目依赖的所有库的JAR文件，并负责存储和管理这些文件。使用Maven时，开发者仍需识别项目依赖的库，但Maven会自动将所有依赖项获取到本地机器的中央仓库（位于 ~/.m2 目录），所有Maven项目共享该仓库，每个库只需下载一次。此外，Maven还会自动处理传递依赖项，例如项目依赖库A，而库A又依赖库B和C，Maven会自动将这三个库下载到本地仓库，无需开发者指定或知晓。

10. Maven生命周期

Maven的项目生命周期是预定义但灵活的，多数项目使用预定义生命周期即可。生命周期由多个阶段（目标）组成，开发者常用的目标如下：
| 目标 | 说明 |
| ---- | ---- |
| compile | 编译项目源代码 |
| test-compile | 编译项目测试源代码 |
| test | 运行项目单元测试 |
| package | 构建并打包项目 |
| install | 将项目包安装到本地 .m2 仓库，该包可在其他项目中使用 |

11. Maven总结

• Maven是独立于IDE的构建管理工具。
• Maven是声明式框架，可声明要做的事而无需说明如何做。
• Maven构建由项目对象模型表示，定义在 pom.xml 文件中。
• Maven管理项目依赖的外部库，包括传递依赖项的管理。
• Maven有预定义的生命周期，由多个目标组成。
• 使用Maven而非IDE内置的构建管理工具，可让软件团队在选择IDE时有更多灵活性，并便于与自动化构建和部署服务器集成。

12. Maven流程图

graph LR
    A[开始] --> B[compile]
    B --> C[test-compile]
    C --> D[test]
    D --> E[package]
    E --> F[install]
    F --> G[结束]

通过上述内容，我们了解了Spring框架的依赖注入以及Maven的使用，掌握这些知识有助于我们更高效地进行Java项目开发。

Spring框架与Maven的使用指南

13. Spring框架与Maven的结合应用

在实际的Java项目开发中，Spring框架与Maven常常结合使用，以提高开发效率和项目的可维护性。以下是它们结合使用的一些常见场景和操作步骤。

13.1 创建Spring项目并使用Maven管理依赖

• 步骤一：创建Maven项目
  • 打开IDE（如IntelliJ IDEA或Eclipse），选择创建Maven项目。
  • 在创建过程中，设置好 groupId 、 artifactId 和 version 等信息。
• 步骤二：添加Spring依赖
  在 pom.xml 文件中添加Spring相关的依赖，例如：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>5.2.2.RELEASE</version>
    </dependency>
</dependencies>

• 步骤三：配置Spring应用上下文
  可以选择使用XML或注解进行配置。
  • XML配置 ：按照前面介绍的方法，创建 applicationContext.xml 文件，并配置相关的 bean 。
  • 注解配置 ：在类上添加 @Component 、 @Autowired 等注解，并在 App 类的 main 方法中使用 AnnotationConfigApplicationContext 进行扫描和加载。

13.2 使用Maven进行项目构建和部署

• 构建项目
  在命令行中，进入项目根目录，执行 mvn compile 命令编译项目源代码，执行 mvn test 命令运行单元测试，执行 mvn package 命令构建并打包项目。
• 部署项目
  执行 mvn install 命令将项目包安装到本地 .m2 仓库，该包可在其他项目中使用。如果需要将项目部署到生产环境，可以使用 mvn deploy 命令将项目包发布到远程仓库。

14. 常见问题及解决方法

在使用Spring框架和Maven的过程中，可能会遇到一些常见问题，以下是一些问题及解决方法。

14.1 Spring依赖注入失败

• 问题描述 ：在运行项目时，出现 NoSuchBeanDefinitionException 等异常，提示找不到要注入的 bean 。
• 解决方法
  • 检查 applicationContext.xml 文件或注解配置是否正确，确保所有需要注入的 bean 都已经正确定义。
  • 检查 App 类的 main 方法中是否正确加载了Spring应用上下文。
  • 检查依赖项的版本是否兼容，可能需要调整依赖项的版本。

14.2 Maven依赖下载失败

• 问题描述 ：在执行 mvn 命令时，出现依赖下载失败的错误信息。
• 解决方法
  • 检查网络连接是否正常，确保可以访问Maven中央仓库。
  • 清理本地 .m2 仓库中的缓存文件，然后重新执行 mvn 命令。
  • 可以尝试更换Maven仓库的镜像源，在 settings.xml 文件中添加以下配置：

<mirrors>
    <mirror>
        <id>aliyunmaven</id>
        <mirrorOf>*</mirrorOf>
        <name>阿里云公共仓库</name>
        <url>https://maven.aliyun.com/repository/public</url>
    </mirror>
</mirrors>

15. 最佳实践建议

为了更好地使用Spring框架和Maven进行Java项目开发，以下是一些最佳实践建议。

15.1 Spring框架使用建议

• 合理使用注解 ：在大多数情况下，使用注解进行依赖注入和配置可以提高代码的可读性和可维护性。
• 遵循单一职责原则 ：每个类和方法应该只负责单一的功能，避免类和方法过于复杂。
• 使用接口和抽象类 ：通过定义接口和抽象类，可以提高代码的灵活性和可扩展性。

15.2 Maven使用建议

• 管理好依赖版本 ：定期检查和更新依赖项的版本，确保使用的是最新的稳定版本。
• 使用插件 ：Maven提供了许多插件，可以帮助我们完成各种任务，如代码检查、打包、部署等，合理使用这些插件可以提高开发效率。
• 遵循Maven生命周期 ：按照Maven的生命周期进行项目构建和部署，确保项目的稳定性和可重复性。

16. 总结回顾

通过本文的介绍，我们详细了解了Spring框架的依赖注入（包括XML配置和注解配置）以及Maven的使用。Spring框架通过依赖注入实现了松耦合的设计，提高了代码的可维护性和可测试性；Maven作为项目管理框架，提供了独立于IDE的构建和依赖管理工具，解决了大型项目开发中的诸多问题。

在实际开发中，我们应该根据项目的需求和特点，选择合适的配置方式和工具，结合最佳实践建议，提高项目的开发效率和质量。同时，要不断学习和掌握新的技术和方法，以适应不断变化的开发环境。

17. 对比表格

对比项	Spring XML配置	Spring注解配置
配置方式	使用XML文件定义 bean 和依赖关系	使用注解在类上定义 bean 和依赖关系
可读性	XML文件可能会比较冗长，尤其是项目规模较大时	注解直接写在类上，代码更简洁
维护性	修改配置需要编辑XML文件，可能会影响其他配置	直接在类上修改注解，相对更方便
适用场景	适合大型项目，配置复杂且需要集中管理的情况	适合小型项目或快速开发，强调代码简洁性的情况

18. 总结流程图

graph LR
    A[项目开始] --> B{选择配置方式}
    B -->|XML配置| C[Spring XML配置]
    B -->|注解配置| D[Spring注解配置]
    C --> E[Maven管理依赖]
    D --> E
    E --> F[项目构建和部署]
    F --> G[项目结束]

希望本文对大家在使用Spring框架和Maven进行Java项目开发时有所帮助。通过不断实践和总结，我们可以更好地掌握这些技术，开发出高质量的Java项目。