1.企业级架构
1.1 框架图
之前我们关注的是前端的解决方案(涉及到的技术有H5、CSS3、JavaScript,CSS升级为Bootstrap再升级到ElementUI,JavaScript升级到jQuery再升级到Vue+NodeJS)现在开始我们开始关注后端的解决方案,也就是服务器端到底干了什么,哪些技术来支持(SpringBoot、Maven、SpringMVC、Spring、Mybatis)。这样前后端都学习完,整个软件项目所需要的基本技术就全线贯通,就可以自己独立完成企业级项目的开发了。
下面我们来描述一个经典的业务请求过程:前端html页面发起ajax请求(http://localhost:8080/factoryController/findAll),访问SpringMVC框架的Controller控制层,SpringMVC框架解析请求,找到要调用的某个Controller,找到其中的findAll方法,同时把请求提交的参数封装到java对象中。之后Controller层把请求传递给Spring框架的Service业务层,Service层在把请求传递给Mybatis框架的Mapper持久层,Mapper访问MySQL数据库进行数据库表的查询,查询结果返回给Mapper层,Mapper再返回给Service层,Service再返回给Controller层。Controller把java数据转换为json字符串,返回给ajax调用,ajax进行回调并把json字符串转换为js对象,再在页面中就可以通过js/vue解析js对象,最终把数据展现到html页面中。
- 开发工具:前端采用HBuilderX,而后端采用eclipse/idea
- 项目管理:前端采用npm、webpack,而后端采用Maven、SpringBoot
- web中间件:前端采用NodeJS,而后端采用Tomcat
2.Maven 项目构建工具
2.1 概述
2.1.1 什么是Maven
Maven是跨平台的项目管理工具。作为Apache组织中的一个颇为成功的开源项目,主要服务于基于java平台的项目构建、依赖管理和项目信息管理。无论是小型的开源类库项目,还是大型的企业级应用;无论是传统的瀑布式开发,还是流行的敏捷模式,Maven都能大显身手。
其包含了一个对象模型。一组标准集合,一个依赖管理系统。和用来运行定义在生命周期阶段中插件目标和逻辑。 Maven的核心功能是合理叙述项目间的依赖关系,Maven通过pom.xml配置文件去管理jar包省去了我们手动添加管理jar包的繁琐操作,在企业级开发中,一般项目都是maven项目,但同时,其也是springboot或springMVC项目,其同时具备俩种项目的特性,任何通过Maven管理jar包的项目,都可以被称作Maven项目。
2.1.2 为什么要使用Maven?
Java工程中我们自己去找jar,或者来自官网,或者来自网友的分享,或者来自项目团队的共享,不论何种方式,都需要把jar文件复制到lib目录中,并且buildpath。并且同时,还要求单独添加的jar包符合当前环境下与其他jar包相匹配的版本,这对我们构建大型项目来说,管理jar包将成为十分消耗精力与时间的一件事情。
Maven改变这种手动维护jar的方式,设计出一套自动维护jar的体系,已经广泛在软件项目中使用,是软件开发人员必须掌握的技术。
全新的设计体系:创先河的发明pom模型,引入了“仓库”、“依赖”、“坐标”和“命令”。
简单的讲,Maven是一个用来构建项目的工具,用来管理项目中用到的jar包.
2.1.3 Maven的核心是什么?
Maven的核心: 下载jar包 + 存放jar包 + 编译jar包。当然,Maven还可以帮助我们完成构建工程,编译代码等工作,但一般来说,我们最看重的还是其管理jar包的能力。
2.2 Maven四大特征:
2.2.1 仓库(repository)
Maven和我们之前学习的git很类似,其也是分布式架构,它有一个全球仓库,称为中央仓库,全球开发者都可以连接它来自动下载jar包,而无需去厂家官网下载了。都到一个中央仓库下载,中央仓库压力山大,于是全球各地做镜像仓库,如中国就有网易、阿里等镜像仓库。但每次都去外网下载,那不成天光交网费了。Maven当然不会这么做了,它还有本地仓库。下载一次后,不会再次下载的,除非你删除了。
当用户需要某个jar包时,先到本地仓库寻找,没有再去镜像仓库,没有再去中央仓库。中央仓库找到后,并不直接返回到本地仓库,而是保存一份到镜像仓库,镜像仓库返回本地仓库,本地仓库也保存一份,然后返回给调用者。这样设计只需维护中央仓库,其它仓库自行维护。这就是Maven的仓库管理,这种设计思想是我们开发者需要琢磨和借鉴的。
因为其全自动化,中央仓库默认,镜像仓库需要配置,而无需写一句代码。
仓库只解决了jar从哪来来和放在哪里,jar包千千万,我们有jdbc驱动,有junit单元测试,有spring框架,有mybatis等等,那如何去给我们的项目调用呢?
2.2.2 依赖管理(dependency)
当我们构建大型项目时,其主体架构下一定会有很多模块,就像一个大型的施工单位一样,一定会有很多的部门组成,而jar包就是各个部门需要使用的一些工具,很多的工作大多数部门都需要,在没有Maven管理之前,为了使各部门能正常办公,我们需要给每个部门都配备其需要的办公设施。但很多设施不是每个部门都一直在使用的,当使用Maven管理后优点就凸显出来了,它就像一个共享办公设施,需要对应办公设施的人根据Maven提供的坐标到指定位置去找对应的办公设施,避免了购置多个相同办公设施而产生的冗余。
Maven工程不直接将jar包导入到工程中,而是通过在pom.xml中添加所需的jar包的坐标,避免jar包的直接引入,在需要用到jar包的时候,只要查找pom.xml文件,再通过pom.xml中的坐标,到一个专门用于存放jar包的仓库中根据坐标从而找到这些jar包,再把这些jar包拿去运行
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<version>5.1.32</version>
</dependency>
并且其依赖具有传递性,用户只需要引入特定的jar包文件,则maven可以通过依赖的传递性,实现其它jar包文件的引入。例如A.jar 依赖 B.jar,B.jar 依赖 C.jar,如果只导入A.jar 则自动依赖B/C。
其实现通过坐标实现,当maven扫描依赖信息时,会根据坐标找到对应的jar包文件,之后扫描当前目录下的xxx.pom文件,根据pom文件中的依赖项dependency 再次查找其它的依赖jar包,直到所有jar包依赖完成为止。
2.2.3 坐标(coordinate)
为什么要有坐标呢?坐标的本质是什么呢?
Maven世界拥有大量构建,我们需要找一个用来唯一标识一个构建的统一规范。拥有了统一规范,就可以把查找工作交给机器,默认查找jar包。
坐标本质就是形成一套文件存放规则,这样全球不同厂商的jar包都可以保存在maven仓库中,而不会冲突,各自在各自的目录中。哪怕自家的因为版本号的不同,也会放在不同的目录中,也就不会自家引起冲突。
同时最重要的是,拥有了统一规范,拥有了唯一命名,就可以把查找工作交给自动查找到所要的jar包。
这设计水平可见一斑。一套目录规则,就把jar自动化处理变成现实。
2.2.4 命令(mvn cmd)
接下来又是一个很牛的设计,这个思想非常值得品味。Maven借鉴前辈定义了一套生命周期。共有3个生命周期:clean、default、site,每个生命周期包含多个阶段phase。这个并没有什么称奇的,而接下来才是厉害的地方。
常用命令:
- clean 清理
- compile 编译
- test 测试
- site 站点文档
- package 打包jar、war
- deploy 部署到私服
- install 安装jar到本地仓库中
- run 运行
每个周期中运行一个命令时,在这个周期里的其他在该命令之前的phase步骤都会执行。如:执行install会自动执行compile(编译java变成了class),test(运行所有单元测试类),package(把整个项目零碎的class文件打包为jar包),最终把成品jar发布到本地仓库中。但执行install并不会自动执行clean。并且,每次使用install打包,都会在2个位置生成jar包文件.
- 位置1: target文件目录中
- 位置2: 根据坐标,在本地仓库中生成具体的jar包文件,该文件可以被其它项目依赖
这意味着什么呢?看看下面命令:
mvn compile、
mvn compile、test
mvn compile、test、package
mvn compile、test、package、install
这意味着一下执行了很多的命令,也称为一键部署,而这过程都是全自动的,以前的开发者每一步都是自己去做的。
还可以一次执行多个命令,各命令又执行它前面的命令:
mvn clean install
注:这些maven命令可以直接在dos窗口中执行的,但需要配置系统变量MAVEN_HOME,但实际开发中我们常和开发IDE环境集成使用,而很少直接dos使用mvn命令,此处就不做介绍了。
2.2.5 jar包传递安全性问题(扩展知识)
我们知道jar包文件都是通过网络下载而来的,那如何保证文件不被篡改呢?
这是因为使用了SHA-1算法对其进行加密,SHA-1(英语:Secure Hash Algorithm 1,中文名:安全散列算法1)是一种密码散列函数,美国国家安全局设计,并由美国国家标准技术研究所(NIST)发布为联邦数据处理标准(FIPS)。SHA-1可以生成一个被称为消息摘要的160位(20字节)散列值,散列值通常的呈现形式为40个十六进制数。
对原始数据进行hash计算,得到摘要信息,,获得数据时,采用hash计算比较2个的摘要信息,如果相同则数据相同,如果不同则数据必然被篡改。在hash计算中,如果数据相同,相同的hash算法 那么hash值必定相同。如果数据不同,相同的hash算法那么hash值可能相同,因为可能产生hash碰撞。常见hash 一般由8位16进制数组成。虽然这样也有可能产生问题,但是概率会大大的降低。
2.3 小结
优点:
- Jar管理起来更加轻松,已经被业界广泛采用,springboot就是maven的延伸
- 仓库的独特设计,实现仓库自行维护
- 依赖管理方便很多,把开发人员从手工导包解脱出来
- 坐标体系使不同厂商的文件也井然有序,不会冲突覆盖
- 生命周期对应命令,使一键做完以前手动的n步事情
缺点:
- 下载异常让初学者手足无措,不得不删掉仓库重新下就好了,为什么好了,不知道
- 部分包因为版本问题,需要手工导入
- 引发新的问题,版本冲突:大型项目中jar中依赖其它jar包,会发生你调3.1,我调3.2,臭名昭著的版本冲突问题,如何解决呢?上面方式手工排除,而Maven采用就近原则
- 本地仓库日积月累巨大,本人的达到2g,很多低版本的jar已经无用,或者过气的技术的jar
- 大型项目中jar冲突非常厉害,仍需手动排除,而且实现方式很多,没有统一规则。如当年加入dubbo的jar时,那冲突叫做满天飞,项目做完也没很良好的解决。但这点springboot却解决了,maven的失败却早就了今天springboot能大行其道的根本原因。
基本概念介绍:
- 远程仓库/中央仓库: 本质上就是一个国外的网址
- 镜像仓库: 就是一个国内的网址,比如:阿里云
- 本地仓库: 需要你在磁盘中创建一个文件夹,存放下载好的jar包
- 坐标: 唯一定位jar包的方式.
- groupId是组id,通常他的值是公司的域名
- artifactId是项目id,通常他的值是项目名称
- version是jar包的版本号
- 依赖: jar包之间也有复杂的依赖关系, maven可以下载所有关联的jar包
3.Maven安装配置
3.1 Maven下载
首先到其官网(http://maven.apache.org/download.html)选择对应版本下载Maven安装文件:
其各版本介绍如下:
- Binary是可执行版本,已经编译好可以直接使用
- Source是源代码版本,需要自己编译成可执行软件才可使用
- tar.gz和zip两种压缩格式,其实这两个压缩文件里面包含的内容是同样的,只是压缩格式不同
- tar.gz格式的文件比zip文件小很多,用于unix操作系统
- zip格式用于Windows操作系统,但在Windows系统使用WinRar工具一样能够解压缩tar.gz格式
3.2 Maven安装
我们这里下载zip压缩格式的免安装版本,将其解压到指定目录后得到下方的文件夹:
对于自己的解压目录一定不要搞混,后续在实际配置环境变量时以自己安装的路径为准。
3.3 配置环境变量
右键我的电脑图标,选择属性中的高级系统设置:
在高级系统设置中打开环境变量:
在环境变量中选择新建系统环境变量:
在用户变量中选中变量名为Path的变量,点击编辑:
点击新建,并输入值为:%MAVEN_HOME%\bin
:
最后点击确定即可,我们使用下列俩种方式启动dos窗口:
- 用户启动,Win+r 输入cmd,Enter
- 管理员启动,Win+r 输入cmd,Ctrl+Shift+Enter
输入mvn -v
如果能正确显示Maven版本,那么就安装成功了,如果没有成功,那么重复上面的步骤即可。
3.4 配置本地仓库
找到settings.xml文件(在apache-maven-3.6.3\conf里),并打开
此文件是Maven的配置文件,Maven相关配置的修改都在此文件中进行设置,找到节点localRepository,修改标签中的路径地址,将其设置为你希望本地保存为jar包的地址即可:
上面也讲过,其本地仓库会随着使用越来越大,所以不建议使用默认地址C:\Users\用户名.m2路径,会占用C盘空间。
localRepository节点用于配置本地仓库,本地仓库其实起到了一个缓存的作用,当我们从maven中获取jar包的时候,maven首先会在本地仓库中查找,如果本地仓库有则返回;如果没有则从远程仓库中获取包,并在本地库中保存。此外,我们在maven项目中运行mvn install,项目将会自动打包并安装到本地仓库中。
3.5 配置镜像
- 在settings.xml配置文件中找到mirrors节点
- 添加如下配置(注意要添加在和两个标签之间,其它配置同理)
<!-- 阿里云仓库 -->
<mirror>
<id>alimaven</id>
<mirrorOf>central</mirrorOf>
<name>aliyun maven</name>
<url>http://maven.aliyun.com/nexus/content/repositories/central/</url>
</mirror>
因为国外的服务器下载jar包很慢所以我们改为阿里云服务器,当然你也可以将其改为网易的服务器。
并且mirrors可以配置多个子节点,但是它只会使用其中的一个节点,即默认情况下当配置多个mirror的情况时,只有第一个生效,只有当前一个mirror无法连接的时候,才会去找后一个;而我们想要的效果是:当a.jar在第一个mirror中不存在的时候,maven会去第二个mirror中查询下载,但是maven不会这样做!
3.6 配置JDK
- 在settings.xml配置文件中找到profiles节点
- 添加如下配置
<!-- java版本 -->
<profile>
<id>jdk-1.8</id>
<activation>
<activeByDefault>true</activeByDefault>
<jdk>1.8</jdk>
</activation>
<properties>
<maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
<maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
<maven.compiler.compilerVersion>1.8</maven.compiler.compilerVersion>
</properties>
</profile>
配置完成,win+R运行cmd,输入mvn help:system测试,配置成功则本地仓库中会出现一些文件,这些文件为Maven自动下载的一些配置文件和类库。
首次执行 mvn help:system 命令,Maven相关工具自动帮我们到Maven中央仓库下载缺省的或者Maven中央仓库更新的各种配置文件和类库(jar包)到Maven本地仓库中。
下载完各种文件后, mvn help:system 命令会打印出所有的Java系统属性和环境变量,这些信息对我们日常的编程工作很有帮助。
4.IDEA使用Maven
4.1 IDEA里创建Maven工程
要在IDEA中使用Maven,首先要安装Maven Helper 插件,其可以帮助我们更加快捷的使用Maven:
插件安装完成后,点击左上角的File–New–Project选择New Project设置相关信息后点击右下角的Create创建我们的Maven工程:
创建新的工程后,右下角会出现自动加载初始配置的进度条,如果是第一次创建Maven工程,可能时间会久一点。
4.2 IDEA里整合Maven
1.File–Settings—给当前的工程配置maven
2.File–New Projects Settings—给所有的新工程统一配置maven,之后创建的所有工程都默认使用此配置
3.Build,Execution…—Build Tools—Maven
4.配置如图
4.3 修改pom.xml文件,添加jar包的坐标
<?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">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<!--groupId是组id,值是公司域名倒叙 -->
<groupId>org.example</groupId>
<!--artifactId是组项目id,值是项目名称 -->
<artifactId>testMaven</artifactId>
<!--version是项目的版本号-->
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<properties>
<maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
<maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
</properties>
<!--pom里可以添加jar包,maven自动去镜像仓库下载jar包到本地仓库-->
<dependencies>
<!--添加MySQL的jar包,groupId,artifactId,version-->
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<version>5.1.48</version>
</dependency>
</dependencies>
</project>
此处要注意添加的版本要与自己实际使用的MySql版本一致,修改pom.xml文件后,右上角会出现刷新按钮,点击此按钮刷新下载新增的依赖:
检查依赖是否下载完成,只要查看pom.xml中和右上角Maven模块中没有红色波浪线即可。
4.4 IDEA中使用Maven命令
IDEA中将Maven命令集成到了Maven模块中,在模块中直接点击即可:
- clean (清理):用于清除之前构建生成的所有文件,其中具体为清除了Target目录中的所有文件,包括该目录,删除了install生成的所有文件
- validate(验证):用于验证项目是否正确,并且其中有必要信息是否都可用
- compile(编译源代码):编译项目的源代码,主要是java文件,一般是编译scr/main/java或是scr/test/java里面的文件
- test (运行测试):用合适的测试框架来进行测试,测试compile中编译出来的代码,测试的东西一般不加包和部署
- package(打包):(生成target目录,编译、测试代码,生成测试报告,生成jar/war文件 ,获取compile中编译好的代码并将其打包成可分类的格式,i.e:jar包或者 war包
- vertify(验证):这步是用来验证test检查test的结果是否满足标准
- install(安装至本地仓库)(在本地Repository中安装jar):将软件包安装到本地存储库中确保本地其他项目可能需要使用他(eg:装了core才能用oms)
- site:生成项目的站点文档
- deploy (复制到远程仓库)(上传到私服):复制最终的包至远程仓库,共享给其它开发人员和项目
4.5 总结
- 解压maven的压缩包
- 找到settings.xml文件,修改了本地仓库和镜像仓库
- 在IDEA里创建Maven工程
- 给Maven工程配置Maven,否则都用的默认位置,jar包会下载到C盘
- 修改pom.xml , 添加jar包的坐标
- 点刷新按钮,下载jar包
- 只要pom.xml文件里没有飘红就行了
5.eclipse集成 maven
5.1 配置
Maven很强大,各大开发工具IDE直接集成,eclipse也不例外。进入eclipse的preferences菜单,选中Maven项,将"Download Artifact Sources"打钩,下载jar包的同时会自动下载器源码,方便开发者查看源码,很贴心的功能。
Eclipse默认已经集成了maven(EMBEDDED),但我们基本不采用,据说有问题,我们习惯自己下载最新版本的maven,自行配置。
选择安装的maven所在根目录,别忘记打钩哦。
5.2 eclipse创建Maven项目
- 创建maven project
- 工程目录结构
Maven提倡一个口号:约定优于配置!
约定优于配置(convention over configuration),也称作按约定编程,是一种软件设计范式,旨在减少软件开发人员需做决定的数量,获得简单的好处,而又不失灵活性。
项目代码放main下,测试代码放test下,源代码文件放java下,资源文件放resources下。项目代码管理结构清晰,分工明确,各归其位,便于管理,最终便于程序的自动化。Maven命令能一键执行其核心要点就依赖于此。Maven如此,Spring/SpringBoot亦如此。
注意:Maven的个别骨架archetype并不会完整创建上述目录,而且每个骨架创建的也稍有不同,bug不断,没有关系,我们自己手动创建补齐即可。
6 常见问题
6.1 搜索maven依赖的坐标
查询最新版本和坐标 http://search.maven.org/
6.2 执行maven命令时内存溢出
在使用maven时,如果报内存溢出,如使用 mvn site会耗费大量内存,则修改默认配置。
D:\javaenv\apache-maven-3.0.5\bin\mvn.cmd
在@REM set MAVEN\_OPTS=……后加入
set MAVEN\_OPTS= -Xms128m -Xmx512m
6.3 版权导致jar远程仓库中没有
例如oracle、全文检索的IKAnalyzer分词器、Dubbox等。
解决办法:按maven坐标手动创建目录结构,将jar单独下载,放入其中。
6.4 下载中断
远程仓库为国外网站,又是众矢之的,全球都到哪里下载。常会因为网络故障导致jar下载不完全:
jsp-api-2.1.jar.lastUpdated --没下载全,不能用,用时会报错
mysql-connector-java-5.1.48.jar –下载OK的,才可以用
遇到这样的情况:
- 刷新后重新下载
- 可以等待网络比较好的时候再下载
- 可以拷贝别人的仓库
- 如果只是个别jar包,可以到jar的官网下载后,然后手动配置
最恶劣的一种情况,下载出异常,也就是pom.xml会提示jar包有问题,可到maven本地仓库,jar也存在。这时可以打开jar包,看是否能打开。如果打不开,则删除,触发maven重新下载。
6.5 避免上网下载这么多jar
注意: Maven不同的myeclipse/eclipse,myclipse的maven的插件会调用不同版本的jar。不会缺少业务使用的jar。
Maven命令实际是一个jar包,运行前必须需下载maven的插件,运行时判断如果不存在会自动下载。
6.6 Maven仓库死活不对之绝招
拷贝环境没问题的 拷贝其他人的配置文件 和 仓库 。
6.7 版本号共享
通常在项目中,我们会同时依赖同一个构件的不同模块,如 spring-orm-3.2.0,spring-context-3.2.0,且多个模块版本相同,为了维护和升级方便,我们可以对其同一管理,这时可以使用到 Maven 属性,类似于变量的概念。
<!-- 集中定义依赖版本号 -->
<properties>
<junit.version>4.10</junit.version>
<spring.version>4.1.3.RELEASE</spring.version>
</properties>
<!--引用的地方 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>spring-context</artifactId>
<version>${spring.version}</version>
</dependency>命令插件
一键部署,执行每个命令会自动调用前面的命令。可以一次执行多个命名。只能执行本生命周期中的前面的命令。
每个maven命令就是一个jar,一个maven插件。在第一次运行时下载。