Maven——Maven发展历程

本帖主要介绍以下内容：

• 什么是Maven
• 为什么需要Maven
• Maven与极限编程

1、什么是Maven

Maven这个词可以翻译为“知识的积累”，也可以翻译为“专家”或“内行”。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，Maven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。

1.1、何为构建

不管你是否意识到，构建（build）是每一位程序员每天都在做的工作。早上来到公司，我们做的第一件事情就是从源码库签出最新的源码，然后进行单元测试，如果发现失败的测试，会找相关的同事一起调试，修复错误代码。接着回到自己的工作上来，编写自己的单元测试及产品代码，我们会感激IDE随时报出的编译错误提示。

忙到午饭时间，代码编写得差不多了，测试也通过了，开心地享用午餐，然后休息。下午先在昏昏沉沉中开了个例会，会议结束后喝杯咖啡继续工作。刚才在会上经理要求看测试报告，于是找了相关工具集成进IDE，生成了像模像样的测试覆盖率报告，接着发了一封电子邮件给经理，松了口气。谁料QA小组又发过来了几个bug，没办法，先本地重现再说，于是熟练地用IDE生成了一个WAR包，部署到Web容器下，启动容器。看到熟悉的界面了，遵循bug报告，一步步重现了bug……快下班的时候，bug修好了，提交代码，通知QA小组，在愉快中结束了一天的工作。

仔细总结一下，我们会发现，除了编写源代码，我们每天有相当一部分时间花在了编译、运行单元测试、生成文档、打包和部署等烦琐且不起眼的工作上，这就是构建。如果我们现在还手工这样做，那成本也太高了，于是有人用软件的方法让这一系列工作完全自动化，使得软件的构建可以像全自动流水线一样，只需要一条简单的命令，所有烦琐的步骤都能够自动完成，很快就能得到最终结果。

1.2、Maven是优秀的构建工具

前面介绍了Maven的用途之一是服务于构建，它是一个异常强大的构建工具，能够帮我们自动化构建过程，从清理、编译、测试到生成报告，再到打包和部署。我们不需要也不应该一遍又一遍地输入命令，一次又一次地点击鼠标，我们要做的是使用Maven配置好项目，然后输入简单的命令（如mvn clean install），Maven会帮我们处理那些烦琐的任务。

Maven是跨平台的，这意味着无论是在Windows上，还是在Linux或者Mac上，都可以使用同样的命令。

我们一直在不停地寻找避免重复的方法。设计的重复、编码的重复、文档的重复，当然还有构建的重复。Maven最大化地消除了构建的重复，抽象了构建生命周期，并且为绝大部分的构建任务提供了已实现的插件，我们不再需要定义过程，甚至不需要再去实现这些过程中的一些任务。最简单的例子是测试，我们没必要告诉Maven去测试，更不需要告诉Maven如何运行测试，只需要遵循Maven的约定编写好测试用例，当我们运行构建的时候，这些测试便会自动运行。

想象一下，Maven抽象了一个完整的构建生命周期模型，这个模型吸取了大量其他的构建脚本和构建工具的优点，总结了大量项目的实际需求。如果遵循这个模型，可以避免很多不必要的错误，可以直接使用大量成熟的Maven插件来完成我们的任务（很多时候我们可能都不知道自己在使用Maven插件）。此外，如果有非常特殊的需求，我们也可以轻松实现自己的插件。

Maven还有一个优点，它能帮助我们标准化构建过程。在Maven之前，十个项目可能有十种构建方式；有了Maven之后，所有项目的构建命令都是简单一致的，这极大地避免了不必要的学习成本，而且有利于促进项目团队的标准化。

综上所述，Maven作为一个构建工具，不仅能帮我们自动化构建，还能够抽象构建过程，提供构建任务实现；它跨平台，对外提供了一致的操作接口，这一切足以使它成为优秀的、流行的构建工具。

1.3、Maven不仅仅是构建工具

Java不仅是一门编程语言，还是一个平台，通过JRuby和Jython，我们可以在Java平台上编写和运行Ruby和Python程序。我们也应该认识到，Maven不仅是构建工具，还是一个依赖管理工具和项目信息管理工具。它提供了中央仓库，能帮我们自动下载构件。

在这个开源的年代里，几乎任何Java应用都会借用一些第三方的开源类库，这些类库都可通过依赖的方式引入到项目中来。随着依赖的增多，版本不一致、版本冲突、依赖臃肿等问题都会接踵而来。手工解决这些问题是十分枯燥的，幸运的是Maven提供了一个优秀的解决方案，它通过一个坐标系统准确地定位每一个构件（artifact），也就是通过一组坐标Maven能够找到任何一个Java类库（如jar文件）。Maven给这个类库世界引入了经纬，让它们变得有秩序，于是我们可以借助它来有序地管理依赖，轻松地解决那些繁杂的依赖问题。

Maven还能帮助我们管理原本分散在项目中各个角落的项目信息，包括项目描述、开发者列表、版本控制系统地址、许可证、缺陷管理系统地址等。这些微小的变化看起来很琐碎，并不起眼，但却在不知不觉中为我们节省了大量寻找信息的时间。除了直接的项目信息，通过Maven自动生成的站点，以及一些已有的插件，我们还能够轻松获得项目文档、测试报告、静态分析报告、源码版本日志报告等非常具有价值的项目信息。

使用Maven还能享受一个额外的好处，即Maven对于项目目录结构、测试用例命名方式等内容都有既定的规则，只要遵循了这些成熟的规则，用户在项目间切换的时候就免去了额外的学习成本，可以说是约定优于配置（Convention Over Configuration）。

2、为什么需要Maven

Maven不是Java领域唯一的构建管理的解决方案。本节将通过一些简单的例子解释Maven的必要性，并介绍其他构建解决方案，如IDE、Make和Ant，并将它们与Maven进行比较。

2.1、组装PC和品牌PC

我的第一台计算机是赛扬733的，选购是一个漫长的过程，我先阅读了大量的杂志以了解各类配件的优劣，CPU、内存、主板、显卡，甚至声卡，我都仔细地挑选，后来还跑了很多商家，调货、讨价还价，组装好后自己装操作系统和驱动程序……虽然这花费了我大量时间，但我很享受这个过程。可是事实证明，装出来的机器稳定性不怎么好。

一年前我需要配一台工作站，这时候我已经没有太多时间去研究电脑配件了。我选择了某知名PC供应商的在线商店，大概浏览了一下主流的机型，选择了我需要的配置，然后下单、付款。接着PC供应商帮我组装电脑、安装操作系统和驱动程序。一周后，物流公司将电脑送到我的家里，我接上显示器、电源、鼠标和键盘就能直接使用了。这为我节省了大量时间，而且这台电脑十分稳定，商家在把电脑发送给我之前已经进行了很好的测试。对了，我还能享受两年的售后服务。

使用脚本建立高度自定义的构建系统就像买组装PC，耗时费力，结果也不一定很好。当然，你可以享受从无到有的乐趣，但恐怕实际项目中无法给你那么多时间。使用Maven就像购买品牌PC，省时省力，并能得到成熟的构建系统，还能得到来自于Maven社区的大量支持。唯一与购买品牌PC不同的是，Maven是开源的，你无须为此付费。如果有兴趣，你还能去了解Maven是如何工作的，而我们无法知道那些PC巨头的商业秘密。

2.2、DE不是万能的

当然，我们无法否认优秀的IDE能大大提高开发效率。当前主流的IDE如Eclipse和Net-Beans等都提供了强大的文本编辑、调试甚至重构功能。虽然使用简单的文本编辑器和命令行也能完成绝大部分开发工作，但很少有人愿意那样做。然而，IDE是有其天生缺陷的：

• IDE依赖大量的手工操作。编译、测试、代码生成等工作都是相互独立的，很难一键完成所有工作。手工劳动往往意味着低效，意味着容易出错。
• 很难在项目中统一所有的IDE配置，每个人都有自己的喜好。也正是由于这个原因，一个在机器A上可以成功运行的任务，到了机器B的IDE中可能就会失败。
• 我们应该合理利用IDE，而不是过多地依赖它。对于构建这样的任务，在IDE中一次次地点击鼠标是愚蠢的行为。Maven是这方面的专家，而且主流IDE都集成了Maven，我们可以在IDE中方便地运行Maven执行构建。

2.3、Make

Make也许是最早的构建工具，它由Stuart Feldman于1977年在Bell实验室创建。Stuart Feldman也因此于2003年获得了ACM国际计算机组织颁发的软件系统奖。目前Make有很多衍生实现，包括最流行的GNU Make和BSD Make，还有Windows平台的Microsoft nmake等。

Make由一个名为Makefile的脚本文件驱动，该文件使用Make自己定义的语法格式。其基本组成部分为一系列规则（Rules），而每一条规则又包括目标（Target）、依赖（Prerequisite）和命令（Command）。Makefile的基本结构如下：

TARGET……:PREREQUISITE……COMMAND…….……
COMMAND
…….
……

Make通过一系列目标和依赖将整个构建过程串联起来，同时利用本地命令完成每个目标的实际行为。Make的强大之处在于它可以利用所有系统的本地命令，尤其是UNIX/Linux系统，丰富的功能、强大的命令能够帮助Make快速高效地完成任务。

Make通过一系列目标和依赖将整个构建过程串联起来，同时利用本地命令完成每个目标的实际行为。Make的强大之处在于它可以利用所有系统的本地命令，尤其是UNIX/Linux系统，丰富的功能、强大的命令能够帮助Make快速高效地完成任务。

2.4、Ant

Ant不是指蚂蚁，而是意指“另一个整洁的工具”（Another Neat Tool），它最早用来构建著名的Tomcat，其作者James Duncan Davidson创作它的动机就是因为受不了Makefile的语法格式。我们可以将Ant看成是一个Java版本的Make，也正因为使用了Java,Ant是跨平台的。此外，Ant使用XML定义构建脚本，相对于Makefile来说，这也更加友好。

与Make类似，Ant有一个构建脚本build.xml，如下所示：

＜?xml version="1.0"?＞
＜project name="Hello"default="compile"＞
＜target name="compile"description="compile the Java source code to class files"＞
＜mkdir dir="classes"/＞
＜javac srcdir="."destdir="classes"/＞
＜/target＞＜target name="jar"depends="compile"description="create a Jar file"＞
＜jar destfile="hello.jar"＞
＜fileset dir="classes"includes="**/*.class"/＞
＜manifest＞
＜attribute name="Main-Class"value="HelloProgram"/＞
＜/manifest＞
＜/jar＞
＜/target＞
＜/project＞

build.xml的基本结构也是目标（target）、依赖（depends），以及实现目标的任务。比如在上面的脚本中，jar目标用来创建应用程序jar文件，该目标依赖于compile目标，后者执行的任务是创建一个名为classes的文件夹，编译当前目录的java文件至classes目录。compile目标完成后，jar目标再执行自己的任务。Ant有大量内置的用Java实现的任务，这保证了其跨平台的特质，同时，Ant也有特殊的任务exec来执行本地命令。

和Make一样，Ant也都是过程式的，开发者显式地指定每一个目标，以及完成该目标所需要执行的任务。针对每一个项目，开发者都需要重新编写这一过程，这里其实隐含着很大的重复。Maven是声明式的，项目构建过程和过程各个阶段所需的工作都由插件实现，并且大部分插件都是现成的，开发者只需要声明项目的基本元素，Maven就执行内置的、完整的构建过程。这在很大程度上消除了重复。

Ant是没有依赖管理的，所以很长一段时间Ant用户都不得不手工管理依赖，这是一个令人头疼的问题。幸运的是，Ant用户现在可以借助Ivy管理依赖。而对于Maven用户来说，依赖管理是理所当然的，Maven不仅内置了依赖管理，更有一个可能拥有全世界最多Java开源软件包的中央仓库，Maven用户无须进行任何配置就可以直接享用。

2.5、不重复发明轮子

小张是一家小型民营软件公司的程序员，他所在的公司要开发一个新的Web项目。经过协商，决定使用Spring、iBatis和Tapstry。jar包去哪里找呢？公司里估计没有人能把Spring、iBatis和Tapstry所使用的jar包一个不少地找出来。大家的做法是，先到Spring的站点上去找一个spring-with-dependencies，然后去iBatis的网站上把所有列出来的jar包下载下来，对Tapstry、Apache commons等执行同样的操作。项目还没有开始，WEB-INF/lib下已经有近百个jar包了，带版本号的、不带版本号的、有用的、没用的、相冲突的，怎一个“乱”字了得！

在项目开发过程中，小张不时地发现版本错误和版本冲突问题，他只能硬着头皮逐一解决。项目开发到一半，经理发现最终部署的应用的体积实在太大了，要求小张去掉一些没用的jar包，于是小张只能加班加点地一个个删……

小张隐隐地觉得这些依赖需要一个框架或者系统来进行管理。

小张喜欢学习流行的技术，前几年Ant十分流行，他学了，并成为了公司这方面的专家。小张知道，Ant打包，无非就是创建目录，复制文件，编译源代码，使用一堆任务，如copydir、fileset、classpath、ref、target，然后再jar、zip、war，打包就成功了。项目经理发话了：“兄弟们，新项目来了，小张，你来写Ant脚本！”“是，保证完成任务！”接着，小张继续创建一个新的XML文件。target clean；target compile；target jar；……不知道他是否想过，在他写的这么多的Ant脚本中，有多少是重复劳动，有多少代码会在一个又一个项目中重现。既然都差不多，有些甚至完全相同，为什么每次都要重新编写？

终于有一天，小张意识到了这个问题，想复用Ant脚本，于是在开会时他说：“以后就都用我这个规范的Ant脚本吧，新的项目只要遵循我定义的目录结构就可以了。”经理听后觉得很有道理：“嗯，确实是个进步。”

这时新来的研究生发言了：“经理，用Maven吧，这个在开源社区很流行，比Ant更方便。”小张一听很惊讶，Maven真比自己的“规范化Ant”强大？其实他不知道自己只是在重新发明轮子，Maven已经有一大把现成的插件，全世界都在用，你自己不用写任何代码！

为什么没有人说“我自己写的代码最灵活，所以我不用Spring，我自己实现IoC；我不用Hibernate，我自己封装JDBC”？

3、Maven与极限编程

极限编程（XP）是近些年在软件行业红得发紫的敏捷开发方法，它强调拥抱变化。该软件开发方法的创始人Kent Beck提出了XP所追求的价值、实施原则和推荐实践。下面看一下Maven是如何适应XP的。

首先看一下Maven如何帮助XP团队实现一些核心价值：

• 简单。Maven暴露了一组一致、简洁的操作接口，能帮助团队成员从原来的高度自定义的、复杂的构建系统中解脱出来，使用Maven现有的成熟的、稳定的组件也能简化构建系统的复杂度。
• 交流与反馈。与版本控制系统结合后，所有人都能执行最新的构建并快速得到反馈。此外，自动生成的项目报告也能帮助成员了解项目的状态，促进团队的交流。
• 此外，Maven更能无缝地支持或者融入到一些主要的XP实践中：测试驱动开发（TDD）。TDD强调测试先行，所有产品都应该由测试用例覆盖。而测试是Maven生命周期的最重要的组成部分之一，并且Maven有现成的成熟插件支持业界流行的测试框架，如JUnit和TestNG。
• 十分钟构建。十分钟构建强调我们能够随时快速地从源码构建出最终的产品。这正是Maven所擅长的，只需要一些配置，之后用一条简单的命令就能让Maven帮你清理、编译、测试、打包、部署，然后得到最终的产品。
• 持续集成（CI）。CI强调项目以很短的周期（如15分钟）集成最新的代码。实际上，CI的前提是源码管理系统和构建系统。目前业界流行的CI服务器如Hudson和CruiseControl都能很好地和Maven进行集成。也就是说，使用Maven后，持续集成会变得更加方便。
• 富有信息的工作区。这条实践强调开发者能够快速方便地了解到项目的最新状态。当然，Maven并不会帮你把测试覆盖率报告贴到墙上，也不会在你的工作台上放个鸭子告诉你构建失败了。不过使用Maven发布的项目报告站点，并配置你需要的项目报告，如测试覆盖率报告，都能帮你把信息推送到开发者眼前。

上述这些实践并非只在XP中适用。事实上，除了其他敏捷开发方法如SCRUM之外，几乎任何软件开发方法都能借鉴这些实践。也就是说，Maven几乎能够很好地支持任何软件开发方法。

例如，在传统的瀑布模型开发中，项目依次要经历需求开发、分析、设计、编码、测试和集成发布阶段。从设计和编码阶段开始，就可以使用Maven来建立项目的构建系统。在设计阶段，也完全可以针对设计开发测试用例，然后再编写代码来满足这些测试用例。然而，有了自动化构建系统，我们可以节省很多手动的测试时间。此外，尽早地使用构建系统集成团队的代码，对项目也是百利而无一害。最后，Maven还能帮助我们快速地发布项目。