1、第三方库

1.1 背景

IT行业流行一句话，叫做“不要重复造轮子”，以Java语言为例：

• JDK已提供的功能，可以通过相应的 API 直接使用，不用自己重新实现。
• JDK没有提供的功能，在富有开源精神的 IT行业，大部分通用功能也都能在开源社区找到。

1.2 概念

某个编程语言在安装好开发环境以后，默认会提供基础API。除此之外，还可以由第三方提供代码库 （我们称为第三方库，一般为后缀为jar的文件），我们可以通过第三方库提供的API来使用某些已有的 功能，而不用重复造轮子。 第三方库jar文件为一个压缩文件，可以使用解压软件打开，里边包含的都是class文件，即编译好 的可在JVM上运行的字节码。 一个Java程序基于某个第三方库来实现某些功能时，该第三方库也称为该Java程序的依赖包。

1.3 第三方库和API的关系

        API，即Application Programming Interface，应用程序接口。为软件库开放出来的功能调用接口。这里的接口指调用方，被调用方约定的一组调用规范定义。大家在JDK API文档中看到的都是API，如：java.util Class Arrays

以上为Arrays工具类提供的静态方法 asList ，包括方法名，方法参数（可变的多个泛型对象），返回类型（实现List接口的对象），整个方法定义构成了Arrays工具类提供的API：将某类型的多个对象转换为填充了这些对象的List。

        第三方库和API的关系，类似于餐馆和点餐，对于餐馆（第三方库，被调用方）提供的点餐服务（API）来说，消费者（调用方）不用关心餐馆内部如何实现。

1.4 如何使用第三方库

        在Java中，使用第三方库，主要体现在开发java代码时引入依赖，编译时添加编译依赖，及运行时添加运行依赖。         示例： jansi 是一个提供控制台输出彩色字符的第三方库，引入该依赖，并输出彩色的内容。 步骤一：开发java程序         使用普通文本编辑器（如记事本，notepad++，Visual Studio Code等）编写java代码后保存在本地先使用 import 引入依赖，再打印彩色内容：

import org.fusesource.jansi.AnsiConsole;
import static org.fusesource.jansi.Ansi.Color.*;
import static org.fusesource.jansi.Ansi.ansi;
public class Main {public static void main(String[] args) {AnsiConsole.systemInstall();int lineNumber = 0;System.out.print( ansi().fg(MAGENTA).a(++lineNumber));System.out.println( ansi().fg(CYAN).a("面试官：").fg(RED).a("你都会什么编程
语言？") );System.out.print( ansi().fg(MAGENTA).a(++lineNumber));System.out.println( ansi().fg(BLUE).a("我：   ").fg(GREEN).a("精通C、
C++、Java、HTML、JavaScript等语言，的单词拼写") );System.out.print( ansi().fg(MAGENTA).a(++lineNumber));System.out.println( ansi().fg(CYAN).a("面试官：").fg(RED).a("就这？会什么系
统嘛？") );System.out.print( ansi().fg(MAGENTA).a(++lineNumber));System.out.println( ansi().fg(BLUE).a("我：   ").fg(GREEN).a("精通
Windows、Mac、Linux系统，的关机") );AnsiConsole.systemUninstall();}
}

步骤二：javac编译 参考下面的javac编译命令说明 先下载 jansi 依赖包，下载好保存在本地任意路径：jansi下载链接 再使用 javac 命令来编译（注意依赖包路径要改成自己的）：

javac -cp "E:/test/lib/jansi-2.3.3.jar" -encoding UTF-8 Main.java

执行成功，cmd不会出现异常报错信息，并且会在当前路径下生成Main.class文件。 步骤三：java运行 参考下面的java运行命令说明 使用 java 命令来运行（注意依赖包路径要改成自己的）：

java -cp ".;E:/test/lib/jansi-2.3.3.jar" Main

输出结果如下：

2、Java程序标准流程

2.1 流程

        对于真实的java程序流程来说，要分为开发环境和测试环境，生产环境等等，不同环境的流程都不一样：

• 开发环境中，一般开发完java代码后，编译并运行即可。
• 生产环境中，不是在开发人员电脑中运行程序，而是在生产的服务器主机中运行

详细流程如下：

2.2 编译：javac

关于 javac 命令的参数说明：javac (oracle.com) 我们主要关注以下几个常用参数：

2.3 运行：java

关于 java 命令的参数说明：爪哇岛 (oracle.com) 我们主要关注以下常用参数：

执行java程序会：

1. 开启java虚拟机 2. 加载class字节码到内存 3. java虚拟机执行字节码指令（翻译为机器码） 4. cpu执行机器码

2.4 打包：jar

在项目代码很多时，常常需要把整个项目代码，包括依赖包，都打包为一个压缩文件：

• 如果是web项目（后边学习，这里简单了解即可），会打包为war文件。
• 一般的项目，打包为jar文件，对于jar文件来说，一般是以下作用：

        作为依赖包提供给其他项目使用         作为应用程序，包含一个入口类（main主函数的类），可以直接使用 java -jar 文件名执行。

jar文件中需要包含 META-INF/MANIFEST.MF 文件，作为描述信息，格式为键: 值，我们主要关注两个： Main-Class: 入口类的全限定名（包名+类名） Class-Path: 指定jar文件运行时依赖包的路径。多个依赖包时：（1）Windows中以 ; 间隔 （2）Mac/Linux中以 : 间隔

对于以上的打包操作来说，jdk提供了jar命令进行打包操作：jar (oracle.com) 我们主要关注以下几个常用参数：

​

jar命令使用格式为：

• 作为依赖包提供给其他项目使用：

jar cvf 生成的文件名 包含的文件或目录[多个之间Windows以 ; 间隔，Mac或Linux以 : 间隔]

• 作为应用程序：

jar cvfe 生成的文件名 入口类的全限定名 包含的文件或目录

以上命令可以生成 META-INF/MANIFEST.MF 及 Main-Class ，但需要手动配置 Class-Path

2.5 示例

将以上使用 jansi 第三方库的 class文件打包为jar文件并执行：

jar cvfe main.jar Main Main.class

以下为执行结果：

        以上命令执行成功会在当前路径下，生成一个main.jar的文件，用解压工具（如WinRAR）打开，再双击使用编辑器打开其中的 META-INF/MANIFEST.MF 文件，添加 Class-Path ：

​​​​​​以下为文件内容：

Manifest-Version: 1.0

Created-By: 1.8.0_281 (Oracle Corporation) Main-Class: Main

在第4行添加 Class-Path ，设置为 jansi 依赖包的路径（建议设置为生成的main.jar包到 jansi 依赖 包的相对路径），修改后为：

Manifest-Version: 1.0 Created-By: 1.8.0_281 (Oracle Corporation) Main-Class: Main Class-Path: lib/jansi-2.3.3.jar

注意修改完成后，在解压工具中更新：

 修改完成后，即可以直接运行：

java -jar main.jar

3、构建工具

3.1 背景（了解）

        通过以上Java程序的流程可以看出，在不同的阶段，需要使用原生的JDK命令来进行相关处理，且使用时并不太方便：

• 依赖包需要手动下载：如果依赖包还有自身的依赖，需要递归下载。
• 编译（javac）、打包（jar）、运行（java）需要指定依赖包路径参数，即便使用IDEA等工具，还需要配置后才能操作，比较麻烦。
• 了解：打包后的结构作为生产环境运行结构，需要和开发环境运行结构一致：除了依赖包，可能还需要在运行时加载配置文件、资源文件等。此时手动操作一般是复制到编译路径，将整个编译路径中的文件打包；或使用IDEA等工具，进行配置后再操作。
• 上传到代码库中的项目代码、依赖包、配置文件和资源文件，其他开发人员下载以后，还需要重新配置，使用非常不方便。

由于以上操作比较繁琐，使用不便，就有了项目构建工具来专门做这种项目构建的工作。

3.2 常见构建工具（了解）

        对于Java项目来说，使用的比较广泛的构建工具主要有三种：

• Ant：比较老的一款构建工具，构建时需要自行指定编译路径，资源路径等，依赖包还是需要自行下载。目前主流的项目都不再使用。
• Maven：采取“约定优于配置”的思想，约定好编译路径，资源路径等（也可以配置修改），依赖包可以从网络自行下载，Maven主要基于XML文件进行配置。目前Java服务端项目大多使用Maven来构建。
• Gradle：和Maven功能非常类似，只是采取基于Groovy脚本语言的DSL语法进行配置。安卓开发几乎都是基于Gradle。

以上构建工具，我们主要学习Maven。

3.3 关于Maven

        Maven是一个项目构建工具，创建的项目只要遵循Maven规范（称为Maven项目），即可使用Maven来进行管理：编译，打包等。

3.4 Maven安装

• 下载解压

        先下载Maven，为了后续开发环境一致，我们使用统一版本：Maven 3.6.3下载链接 将下载的文件用解压工具解压到本地目录中，解压后的结构如下

要在cmd中全局使用Maven命令，需要配置环境变量。

• Maven环境变量配置

        右键”此电脑“，点击”属性“，并打开”高级系统设置“中的”环境变量“，添加Maven环境变量：先定义Maven根路径变量 M2_HOME ：

 再在 Path 环境变量中，添加Maven工具bin目录为全局命令路径

%M2_HOME%\bin

• 检测安装配置是否成功

        在cmd中运行Maven命令

mvn -version

以下为安装配置成功的输出内容：

3.5 Maven使用及作用

        Maven构建工具对Maven项目的管理，我们主要关注以下几点：

• 全局依赖管理

        Maven项目中可以引入依赖包，引入后，加载依赖包的方式为在Maven仓库中搜索。Maven仓库可以理解为存放依赖包的仓库，分为本地仓库和远程仓库两种

        在Maven中可以配置以上仓库：Maven根目录下的 conf 目录中， settings.xml 文件即为Maven的全局配置文件，以上的Maven仓库都可以在其中进行配置。我们主要配置本地仓库，远程仓库暂不配置（此时会使用Maven默认的官方远程仓库）。

以下为 settings.xml 中，本地仓库配置的地方：

        在XML中 为注释结束，以上 标签即为本地仓库的配置，将该标签所有内容全部复制到注释外，并指定为本地某个目录。以下为修改后的内容：

        Maven初次使用从网络中下载大量的依赖包，可以使用我们准备好的本地仓库内容，解压到以上路径即可。注意解压后，在以上路径下的内容为：

• 创建Maven项目

        我们把符合Maven约定规范的项目称为Maven项目。在IDEA中可以方便的创建Maven项目，建议先配置IDEA的Maven本地仓库。 参考后面的：附录 - IDEA配置Maven本地仓库 完成以上配置后，在IDEA中新建 maven 类型的项目

点击 Next 后，需要输入以下信息：

GroupId：组织id、组织名，一般使用公司的域名，如com.alibaba。同时按规范，自己写的 java都在这样的包下。个人使用随便取自己英文名或拼音都行。 ArtifactId：产品id、产品名，项目即产品，所以一般使用本项目名，多个英文之间 - 间隔。 Version：产品的版本号，本项目可能有多个版本提供给别人使用。

        以上三个字段代表了唯一的一个产品，我们创建 Maven 项目，引入其他产品（依赖包）都需要使用这些字段标识唯一的一个产品或项目

 选择项目路径

 创建完成后，如果右下角出现以下弹窗，需要开启自动导入功能：

        至此项目新建完成。

• Maven项目结构的默认约定

观察开发项目结构：

        了解：IDEA创建时，会省略一个 src/test/resources 的目录，代表测试资源目录，用于存放单元测试用的配置文件，可以自行创建。

观察编译后的运行时结构：

1. 在 src/main/resources 目录下，创建一个配置文件（任意文件都行，以下为创建的 test.xml文件）
2. 在 src/main/java 目录下，随便创建一个类，编写 main 方法运行后，会生成编译结构：

• Maven项目配置

Maven配置文件：         以上创建的Maven项目中，项目根路径下，会生成一个 pom.xml 的配置文件，即为Maven项目的配置文件，Maven项目构建工具就是基于该配置文件来对Maven项目进行管理。该XML文件的格式采取一种叫”项目对象模型“的概念（Project Object Model，简称POM），因此Maven给这个文件取名为 pom.xml。xml中可以使用 这样的方式注释，IDEA中和 java注释快捷键一样，Ctrl+/         在该配置文件中，我们暂时只关注两点：

     1.指定JDK版本：默认情况下，maven 会使用 1.5 版本进行代码检查，需要修改为 1.8。在属性标签 中配置即可。

1.81.8

       2.引入依赖包：当前项目需要引入第三方库依赖包时使用。在 标签中配置 标签，每个 标签为一个引入的依赖包，使用组织id，产品id，版本号标识要引入的依赖包。以下引入 jansi 和 mysql 两个依赖包：

org.fusesource.jansijansi2.3.3mysqlmysql-connector-java5.1.49

以下为全部 pom.xml 内容：

4.0.0org.exampleFo1.0-SNAPSHOT1.81.8org.fusesource.jansijansi2.3.3mysqlmysql-connector-java5.1.49

注意 在IDEA中修改了 pom.xml 后，记得在Maven面板中刷新才能生效：

• Maven的生命周期命令

        Maven构建工具主要目的就是对Maven项目进行管理，这些都是通过Maven的生命周期命令来管理的。在IDEA创建的Maven项目中，打开Maven面板，展开项目的Lifecycle即为生命周期命令：

对于以上命令，大家可以双击运行并观察执行结果。

注意：一定要检查控制台输出日志，出现 BUILD SUCCESS 才算执行成果：

4、软件运行时的依赖资源

        软件在运行时，需要以下资源（注意区分软件的开发目录和运行目录）：

4.1 运行时环境

        对于Java程序来说，JRE就是必须的运行时环境。

PS：JDK是Java程序开发需要的环境，JDK包含了JRE。

4.2 程序代码

        对于Java程序来说，class文件就是运行时需要的程序代码。

4.3 外部资源

        在软件外部的任何资源，如果程序代码中会使用，就是运行时必须的外部资源。常见的外部资源如：

• 数据库资源：程序运行时，需要连接某个数据库服务器，并调用服务器提供的服务资源。

数据库包括： 1. 关系型数据库（RDBMS数据库）如MySQL，Oracle，SQL Server，DB2等。 2. 非关系型数据库（NoSQL数据库）如Redis，MongoDB，HBase等。 以上数据库都可以提供服务，让其他程序调用。

• 文件资源：程序代码中可能会使用外部的本地文件/文件夹。如服务端在代码中读取某个本地文件内容并返回给客户端。
• 其他：还有很多类型外部资源，如程序中依赖其他系统提供的URL资源，依赖MQ消息中间件等等。

4.4 内部资源

        对于Java程序来说，在程序内部（运行时目录），除class文件外的其他文件，如果程序运行时会使用，都属于内部资源。常见的内部资源如：

• 配置文件：专门用于配置某些信息，以便于程序运行时加载使用的文件，常见的配置文件格式有xml，properties等。

有些信息虽然可以直接在程序代码中保存，但会存在灵活性，维护性等等问题。在不同的环 境需要灵活调整的信息，在设计上，一般会考虑保存在配置文件中，程序从配置文件读取：

1. 例如数据库URL，账号，密码等信息，不同开发人员可能需要连接本机数据库，或开发 环境数据库；有时候可能需要连接测试数据库调试问题；项目部署到生产环境时，又要调整为连接生产数据库。
2. 例如引用外部本地文件资源的路径，不同开发人员在本机运行程序时，需要调整为本地某个路径；程序在开发环境，测试环境，生产环境运行时，又需要调整为当前环境主机的本地路径。
3. 如果以上信息保存在程序中，那就得重新编译，步骤繁琐，且容易出错。

PS（了解）：更进一步，配置信息也不一定必须保存在程序内的配置文件中，还可以保存在 其他地方，如数据库，其他系统URL资源。

• 其他文件：除配置文件之外的其他文件，如图片，视频，文本文件，Web课程会学习的HTML，JS文件等。

4.5 日志

        生产环境中，如果没有日志文件，那几乎很难定位到程序出现的问题。

1. Java中一般使用日志框架，可以输出到控制台，也可以输出到日志文件。此时不再使用 System.out.print 打印。
2. 日志框架一般提供调试信息，普通信息，警告信息，错误信息等，便于不同模式下打印不同的信息。
3. 还可以使用不同的日志文件，按多种维度来记录：如按日期，按业务，按分层（不同的Java包）等等。以便于更快速的查找到日志信息。

5、IDEA中的软件环境

        idea编辑器集成各个插件，本质还是执行相关指令

5.1 javac指令的集成

5.2 java指令的集成

5.3 maven集成

6、附录

6.1 IDEA配置Maven本地仓库

        首先，随便创建一个普通的 Java 项目，然后打开新建项目设置（该设置对当前项目不生效，对新建的项目生效，配置好以后，新建的Maven项目就会沿用该设置）：

        下载Repository.zip，确保存放在本地某个路径中，之后别移动了。并解压压缩包，解压后是这样的：

6.2 IDEA配置Maven