Java的包管理与Maven

前言：在Java的世界中，【包】是最基本的结构，因此包管理就是Java项目中的一件特别重要的事情。本文介绍的就是Java世界中的包管理，以及最流行的包管理工具Maven。

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Java的包管理

要介绍Java的包管理，我们就要先知道什么是包：

包管理中的【包】指的是什么？

• 首先，我要知道JVM（Java Virtual Machine，即Java虚拟机）的工作原理。实际上，JVM的工作被设计的相当简单：

  1. 执行一个类的字节码
  2. 假如这个过程中碰到了新的类，就加载它，然后执行第一个步骤

• 那么，我们从哪儿加载这些类呢？
  答案是【class path】
  在IDEA中，我们执行了一段程序，在界面的下方，我们没有注意到的一段灰色的代码，里面就藏着classpath

  
  idea界面
  

  在这段命令中，-classpath 或者 -cp后面接的就是这段程序找包的地方。

• 类的全限定类名（目录层级）唯一确定了一个类

• 包，就是把许多类放在一起打的压缩包

包的传递性依赖

• 何为传递性依赖，即：你依赖的类还依赖了别的类
• 于是，恐怖的事情发生了：classpath hell（依赖地狱）
  • 全限定类名是类的唯一标识
  • 如果，我引用了A包和B包，B包中又引用了A包，就会出现多个同名类（A包）出现在classpath中，这就是下文即将说到的【包冲突】
  • 如果出现了包冲突，默认的解法就是：优先使用classpath排在前面的包。
• pom.xml （pom，就是Project Object Model）就是一份项目的说明书，看了pom.xml就知道这个项目是如何工作的。

什么是包管理

简单来说包管理的本质就是下面三点：

• 你要使用一些第三方类，总要告诉JVM从哪里找吧？
• 包管理的本质就是告诉JVM如何找到所需的第三方类库
• 以及成功的解决其中的冲突问题

Maven的包管理

Apache Maven，是一个软件（特别是Java软件）项目管理及自动构建工具，由Apache软件基金会所提供。基于项目对象模型（缩写：POM）概念，Maven利用一个中央信息片断能管理一个项目的构建、报告和文档等步骤。

Maven是一个划时代的成就，必须强调，Maven远远不止是包管理工具，还是一个自动化构建工具。Java在经历了很多年的发展后，Maven的应运而生，是我们在庞大的Java项目中管理包不再是一件令人头疼的事情。

Maven —— 划时代的包管理

• Maven的中央仓库（即远程仓库），按照一定的约定存储包，我们可以在中央仓库中，找到所有的已经发布了的包，用于我们查找及下载。
• Maven的本地仓库，默认位于~/.m2，下载的第三方包放在这里缓存
• 而Maven最优秀的地方就是，它规定了每一个包的命名规范，按照这种约定，我们就能方便的在中央仓库找到不同团队、不同版本的包，在项目中，也可以确定的引入我们想要引入的包。而Maven的命名规范主要是按照以下三个维度：
  • groupId / artifactId / version

groupid和artifactId被统称为“坐标”是为了保证项目唯一性而提出的，如果你要把你项目弄到maven本地仓库去，你想要找到你的项目就必须根据这两个id去查找。

groupId一般分为多个段，这里我只说两段，第一段为域，第二段为公司名称。域又分为org、com、cn等等许多，其中org为非营利组织，com为商业组织。举个apache公司的tomcat项目例子：这个项目的groupId是org.apache，它的域是org（因为tomcat是非营利项目），公司名称是apache，artifactId是tomcat。

比如我创建一个项目，我一般会将groupId设置为cn.enoch，cn表示域为中国，enoch是我的名字，artifactId设置为testProj，表示你这个项目的名称是testProj，依照这个设置，你的包结构最好是cn.enoch.testPro打头的，如果有个StudentDao，它的全路径就是cn.enoch.testProj.dao.StudentDao

拓展：语义化版本

5.0.0-M1 【milestone 里程碑】
5.0.0-RC1 【Release candiate，正式版本的候选版本】
alpha：内部版本
beta：公测版本
SNAPSHOT：快照版本，用于开发联调的包

Maven 包冲突及解决

什么是包冲突

简单的来说就是因为传递性依赖导致某一个包被引入了两次，在classpath中出现了两次，从而导致我们在运行Java程序时，classpath中后出现的那次引入的包不会被引入到项目中来。

包冲突可能会出现的异常

• AbstractMethodError
• NoClassDefFoundError
• ClassNotFoundException
• LinkageError

Maven传递性依赖的自动管理：

• 原则：绝不允许最终的classpath出现同名不同版本的jar包
• 依赖冲突的解决原则：最近的胜出
  远，还是近？
  上图中，最终形成的classpath，【C0.2】会被舍弃，即，包冲突导致我们被迫使用了低版本的jar包

怎么解决呢？

• 首先：需要理清项目中的依赖关系，找到哪一个依赖因为maven自动给舍弃导致的问题
• 然后可能需要去看一下这个包的不同版本的源码，找到为什么maven自动舍弃一些包依赖后会报异常（比如上面的例子：高版本被舍弃，但是我们用到了高版本才有的方法）
• 解决它（两种解法）
  1. 在我的项目中，直接依赖【C0.2】版本，这样maven就会选择最近的【C0.21】，即在项目pom中直接引入该版本包的dependency。

  2. 排除掉【D包】的传递性依赖，这样我们的依赖树就只有一个【C0.2】包了 。使用exclusions，排除掉D包依赖的C包。

     
     exclusions的用法

如果两个发生冲突的包”距离“一样呢？

距离一样，怎么办

这张图，【C0.1】和【C0.2】具体相同，那么maven为了保证classpath同名包只有一个，就会选择最先声明的包，舍弃后者（比如先依赖的A，就会选择C0.1）

Maven的其他知识

scope

• 依赖的scope（指定依赖只在scope中有效），实现依赖的隔离
  • compile/test/provided等等
  • main 生产代码 / test 测试代码
• 最重要的有三个：(test / compile / provided)
  • <scope>test</scope>
    只有在测试代码中（@TEST）才看得到这个包，在main里面无法使用这个包
  • <scope>compile</scope>
    在main和test都可见，即编译时候可见，运行时候可见，测试代码可见，生产代码可见
  • <scope>provided</scope>
    只在编译的时候有效，运行的时候就无效了，即只把这个包用于编译。
    • 编译：把源代码变成字节码的过程
    • 运行：jvm加载字节码并开始运行的过程
    • NoClassDefFoundError
    • tomcat
      比如你的代码经过编译以后要部署到tomcat容器中，tomcat容器会帮你添加一些第三方依赖包，为了防止包冲突，我们就需要把这些包设置成provided

Maven查看依赖树

• mvn dependency:tree
  展示的是解决冲突后的依赖树
• 在idea中看
• 安装maven helper插件
  pom文件中，选择dependency analyzer --》all dependencies as tree

（完）