构建工具

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摘要：IDEA 集成开发环境、Linux 开发工具、Git 版本控制、项目管理/构建工具等。

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[TOC]

项目管理/构建工具

jar 包

Spring Boot 提供了 Maven 插件 spring-boot-maven-plugin，可以方便的将 Spring Boot 项目打成 jar 包或者 war 包。

考虑到部署的便利性，绝大多数场景下，会选择打成 jar 包。这样，就无需在部署项目的服务器上，配置相应的 Tomcat、Jetty 等 Servlet 容器。

Spring Boot jar 包的运行原理：jar 包是如何运行，并启动 Spring Boot 项目的呢？

jar 包的结构

共分成四部分：

  1. org 目录：为 Spring Boot 提供的 spring-boot-loader 项目，很大的一个作用，就是解决 jar 包里嵌套 jar 的情况，如何加载到其中的类。
    • 是 java -jar 启动 Spring Boot 项目的秘密所在，也是稍后将深入了解的部分。
  2. META-INF 目录：通过 MANIFEST.MF 文件提供 jar 包的元数据，声明了 jar 的启动类。
  3. BOOT-INF/lib 目录：Spring Boot 项目中引入的依赖的 jar 包们。
  4. BOOT-INF/classes 目录：Spring Boot 项目中 Java 类所编译的 .class、配置文件等。

Spring Boot 包

运行原理

先简单剧透下，spring-boot-loader 项目需要解决两个问题：

  • 第一，如何引导执行我们创建的 Spring Boot 应用的启动类，例如上述图中的 Application 类。
  • 第二，如何加载 BOOT-INF/class 目录下的类，以及 BOOT-INF/lib 目录下内嵌的 jar 包中的类。

Spring Boot jar 启动的原理是非常清晰的，整体如下图所示：

Spring Boot 启动原理

通过 Launcher 来完成引导和启动，通过 MANIFEST.MF 进行具体配置。具体为：

红色部分，解决 jar 包中的类加载问题：

  1. 创建 Archive，实现 jar 包的遍历，将 META-INF/classes 目录和 META-INF/lib 的每一个内嵌的 jar 解析成一个 Archive 对象。
  2. 设置 Handler，处理 jar: 协议的 URL 的资源读取，也就是读取了每个 Archive 里的内容。
  3. 通过 LaunchedURLClassLoader，实现 META-INF/classes 目录下的类及其内嵌的 jar 包中的类的加载。具体的 URL 来源，是通过 Archive 提供；具体 URL 的读取，是通过 Handler 提供。

橘色部分，解决 Spring Boot 应用的启动问题：

Maven

标准化的 Java 项目管理和构建工具。

Maven 的核心功能包括：

  • 项目构建（编译、测试、打包、部署）；
  • 依赖管理（自动下载和管理第三方库）；
  • 标准化项目结构（约定优于配置）；
  • 插件扩展（支持自定义构建流程）。
依赖管理

pom.xml项目描述文件：

  • 用 <dependency> 声明一个依赖后，Maven就会（从中央仓库、镜像仓库下载）自动下载依赖 jar 包及其父依赖、并缓存在本地（放到 classpath 中）。

  • 插件：<plugins><plugin>

项目结构 / 标准目录结构

执行后生成的项目结构：

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my-first-app/
├── pom.xml           # Maven 项目配置文件
├── src/
│   ├── main/         # 主代码目录
│   │   └── java/     # Java 源代码
│   │       └── com/example/App.java  # 自动生成的示例类
│   └── test/        # 测试代码目录
│       └── java/     # 测试类
│           └── com/example/AppTest.java  # 自动生成的测试类
构建流程

标准化的构建流程，可自动化实现编译，打包，发布等。

常用命令：

  • mvn clean：清理所有生成的class和jar；
  • mvn clean compile：先清理，再执行到compile；
  • mvn clean test：先清理，再执行test，因为执行test前必须执行compile，故不必指定compile；
  • mvn clean package：先清理，再执行package。
模块管理

抽取共用的pom.xml并继承，用<modules>编译多个模块。

快照

maven中的仓库分为两种：

  • SNAPSHOT 快照仓库用于保存开发过程中的不稳定版本，snapshot一般是开发过程中的迭代版本，snapshot更新后，引用的项目可以不修改版本号自动下载构建。
  • release 正式仓库则是用来保存稳定的发行版本。release版本不允许修改，每次进行release版本修改，发布必须提升版本号。

Gradle

下载完 Gradle 工具之后，IDEA 就会使用它自动下载相关的依赖库。

基于 JVM 的富有突破性构建工具。

  • 特点：基于 Groovy/Kotlin DSL，构建脚本更灵活，性能更好；

  • 适用场景：Android、Kotlin 项目，需要自定义构建流程

Docker 容器

Docker 应用容器引擎：是一个虚拟环境容器，可将开发环境、代码、配置文件等一并打包进去，并发布和应用到任意平台中。

  • 一个轻量级、可移植、自给自足的软件环境，用于运行应用程序。
  • Docker 容器将应用程序及其所有依赖项（包括库、配置文件、系统工具等）封装在一个标准化的包中，使得应用能够在任何地方一致地运行。
  • 容器是操作系统级别的虚拟化，不需要运行完整的操作系统，启动和运行更为高效。
  • Docker 是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包应用以及依赖包到一个可移植的镜像中，然后发布到任何流行的 Linux或Windows机器上。
  • 使用Docker可以更方便的打包、测试以及部署应用程序。

主要用途：

  • 提供一次性的环境。如，本地测试他人的软件、持续集成时提供单元测试和构建的环境。
  • 提供弹性的云服务。因为 Docker 容器可随开随关，很适合动态扩容和缩容。
  • 组建微服务架构。通过多个容器，一台机器可跑多个服务，在本机就可模拟出微服务架构。

Docker 镜像：国内从 DockerHub 拉取镜像有时会遇到困难，此时可以配置镜像加速器。

Docker容器和传统VM技术，在技术实现上有所不同。逻辑组成：

  • VM 虚拟机：使用Hypervisor提供虚拟机的运行平台，管理每个VM中操作系统的运行。每个VM都要有自己的操作系统、应用程序和必要的依赖文件等。
  • Docker 容器：使用Docker引擎进行调度和隔离，提高了资源利用率，在相同硬件能力下可以运行更多的容器实例；每个容器拥有自己的隔离化用户空间。

容器编排技术：

  • Kubernetes
  • Swarm
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