中级02 - Java的包管理与Maven初步

1. 包和类路径

这里说的包是一个更宽的概念， 可以理解为把许多 Java 的 package 和其中的类放在一起打的压缩包（.jar其实就是zip）。

JVM 的工作被设计地相当简单：
执行一个类的字节码，假如过程中碰到了新的类，就加载它。
去哪里找呢？
根据类（搜索）路径（Classpath）查找，也就是 -classpath/-cp参数。

但这存在一些问题：

• 传递性依赖：你依赖的类还以来了别的类，子子孙孙，无穷尽也。
• 类的全限定类名（目录层级）是类的唯一标识，唯一确定了一个类，当多个同名类同时出现在 Classpath 中，就会产生包冲突（如果两个类库 jar 包的不同版本），JVM 会选择靠前的，因为找到了这个新的类就开始进一步执行它了。

2. Maven 之前的年代

• 手动写命令进行编译运行
• 使用 Apache Ant，但还是要手动下载每个第三方类库，写 XML 配置，指定编译的源码目录、依赖的 jar 包和输出目录等，当有成百上千上万个第三方类库，依然是噩梦，还是没有解决 Classpath 地狱的问题。

2. 什么是包管理

你要使用的第三方类，要告诉 JVM 查找的路径，因此包管理的本质就是告诉 JVM 如何找到所需的第三方类库，以及成功地解决其中的冲突问题。

3. Maven—划时代的包管理

Convention over configuration 约定优于配置，Maven 远远不⽌是包管理⼯具。
Maven 的中央仓库，按照⼀定的约定存储包。Maven 的本地仓库默认位于~/.m2，下载的第三⽅包放在这⾥进⾏缓存。
Maven 按照约定为所有的包编号，⽅便检索：

• groupId/artifactId/version 语义化版本
• SNAPSHOT 快照版本

Maven 会对传递性依赖进行自动管理，管理原则是：
绝对不允许最终的 classpath 出现同名不同版本的 jar 包

解决 Maven 的包冲突

当你看到如下异常时要考虑是否存在包冲突：

AbstractMethodError
NoClassDefFoundError
ClassNotFoundException
LinkageError

可以通过mvn dependency:tree在命令行中查看依赖树，或者在 IDEA 的 Maven 栏目中查看。

Maven 自动解决包冲突的原则：

• 依赖树中离项目最近的（越浅的）胜出
• 若深度相同，则先声明的胜出

手动解决 Maven 不能解决的包冲突问题：

• 直接引入较新的版本
• 通过<exclusions></exclusions>声明强行干掉子依赖

<dependency>
    <groupId>com.github.xxx<groupId>
    <artifactId>test-library-a</artifactId>
    <version>0.1</version>
    <!-- test-library-c 被干掉了 -->
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>com.github.xxx<groupId>
            <artifactId>test-library-c</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>

• 最后还可以使用 IDEA 的插件maven helper：
  点击

Maven 依赖中的 scope

scope 用于在不同代码目录中隔离第三方依赖，选项有compile/test/provided等：

  <dependencies>
    <!-- testing -->
    <dependency>
      <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
      <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
      <version>5.5.0</version>
      <scope>test</scope>
    </dependency>
  </dependencies>

• Maven 默认的依赖配置项中，scope 的默认值是compile（可以省略不写），会参与当前项目的编译，当然也包括测试，打包时候通常也需要包含进去，在main和test中都可见；
• test表示依赖项目仅仅参与测试相关的工作，包括测试代码的编译，典型的如junit，只在test层级中可见；
• provided表示只参与编译，不参与运行，使用 IDEA 尝试运行就能看到报错NoClassDefFoundError，说明在运行时 IDEA 构建java可执行程序时，并没有将这个声明为provided的包的查找路径添加到-classpath中，这印证了其不参与运行。

4. Maven—⾃动化构建⼯具

核心概念：坐标和依赖、生命周期、仓库、聚合和继承
《Maven实战》5、6、7、8章核心概念要看， 13、14、17、18章可以略读。

练习：实现语义化版本

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Version {
    /**
     * 请根据语义化版本的要求 https://semver.org/lang/zh-CN/ ，比较两个"语义化版本"
     *
     * <p>传入两个形如x.y.z的字符串，比较两个语义化版本的大小。如果version1小于version2，返回-1；如果version1大于
     * version2，返回1。如果二者相等，返回0。
     *
     * <p>注意，如果传入的字符串形如x，则其等价于x.0.0。 如果传入的字符串形如x.y，则其等价于x.y.0。
     *
     * @param version1 传入的版本字符串1，支持x/x.y/x.y.z，你可以假定传入的字符串一定是合法的语义化版本
     * @param version2 传入的版本字符串2，支持x/x.y/x.y.z，你可以假定传入的字符串一定是合法的语义化版本
     * @return -1/0/1 当version1 小于/等于/大于 version2时
     */

    private static List<String> stylizeVersion(String version) {
        List<String> vList = new ArrayList<>(Arrays.asList(version.split("\\.")));
        while (vList.size() < 3) {
            vList.add("0");
        }
        return vList;
    }

    public static int compare(String version1, String version2) {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            int v1 = Integer.parseInt(stylizeVersion(version1).get(i));
            int v2 = Integer.parseInt(stylizeVersion(version2).get(i));
            if (v1 < v2) {
                return -1;
            } else if (v1 > v2) {
                return 1;
            }
        }
        return 0;
    }
}