构建工具的进化：ant, maven, gradle

在讲解基础知识的过程中，我们也要动手去写。而Java发展到现在，可以帮助我们写程序，构建，发布的工具有一大堆。今天就来讨论一下构建工具。在开始之前，我们先讲点别的。

如何学习琳琅满目的框架和工具

学Java的新人，最头疼的事情，莫过于工具太多，挑花了眼。不管你要做什么，几乎都要面临各种各样的选择。我是应该选hibernate呢？还是mybatis。我新建一个工程，要不要加上spring?mvc, tx都是什么？tomcat，jetty是什么？网络编程要不要用netty？要在服务端布署多个机器，用akka行不行？DMQ呢？protobuf是什么鬼？类似的问题还有很多。

如果利用搜索引擎，想去看看这些工具分别是干嘛的，会发现，搜索结果五花八门，说什么的都有，甚至有些说法都相互矛盾。造成这些乱象的原因，一是Java的应用过于广泛，在不同的软件体系中都能看到Java的身影，而不同的需求，会使用不同的工具，甚至是同样的工具，在不同的环境下，都会有不同的用法。二是，Java的流行已经有很长时间了，随着时间的推移，肯定会有很多工具没有跟上历史的潮流而慢慢被淘汰。比如J2EE现在的市场占有率只有不足5%。再比如java swing的图形界面编程，现在几乎没有公司再使用swing进行图形界面编程了，最早，互联网公司就几乎没有采用过swing的方案。swing只在某些企业级软件里发挥作用，而随着HTML5的兴起，越来越多的软件公司也把自己的界面搬到web前端，现在的html5对2d, 3d都有非常好的支持，而一套简洁的CSS就能定制出漂亮的界面。所以swing被html5挤出历史进程实属正常。再比如JSF，JavaFX等等，也算是出师未捷身先死。有用的，没用的一堆堆地都堆到新手面前，新手的感觉肯定就是“那叫一个乱”啊。

说到这里，吐槽一下，某些培训机构和出版机构。为了凑篇幅，还会把一些已经不常用的技术加上，这就给新手们，尤其是自学的新手们带来误导，以为这些东西很重要。例如《Java核心技术》这本书的第一卷里，还为swing准备了大段的篇幅，甚至还有awt，而这些东西早就不应该被列入学习计划了。这一点《Java编程思想》会好一点，在第4版里，图形界面编程已经压缩到最后一章了，做为参考提醒一下读者，Java里还有这么个玩意。

关于这些框架，工具的学习，我这里有一个建议：什么都别学，从基础开始，把根基搞扎实了。然后自己动手做工程，遇到问题了，再去学习会更好。我觉得一个好的老师，不是手把手地把知识教给你，而是能够指出问题的所在。我举一个例子。我之前指导过一个师弟学习Java，我让他自己用socket写一个web server ，他使用了一个线程一个连接的原始的线程方案，并且使用本机测试，开了十来个客户端，觉得还不错。我就告诉他，你这样的测试是不对的，你要去找一个client端的benchmark，或者自己写个工具，创建成百上千个连接，然后再看看你的web server的表现如何。后来，他发现，当创建几百个连接以后，服务端几乎就跑不动了。然后，我就提醒他，可以考虑一下，业界有哪些解决方案。这时候，他找到了nio，netty， 线程池等等方案。然后自己去重构，重构过程中，发现逻辑和页面合在一起，很难处理，又引入了spring mvc，为了操作数据库，又引入了hibernate等等。

回顾他学习的过程可以发现，对于工具和框架，被动地学习会比主动地学习效果好。到了不得不学的时候再去学习，有具体的场景，学起来必然事半功倍。我再举一个例子，上次在北京和朋友一起吃饭，他抱怨说Java不好招。我说，北京那么多培训班，新人一把一把地，不是随便招吗？他就讲了自己的面试经历。有一个小伙子，简历上写了熟悉servlet, spring，ibatis等框架。他就和这个小伙子聊怎么用这些框架，小伙子答的还可以。然后他就问到了http协议和Java中的Proxy(这是实现Spring的核心机制)以及reflection，小伙子就答不上来了。这就有点舍本逐末了，且不说，是不是所有公司都会使用spring，就算spring是标准配置，被写到Java语言标准中去，那也不能基础太薄弱了，出了诡异BUG，都不知道怎么查。框架这个东西，遇到问题再去学吧，如果你跟着框架走，三天两头有新的东西出来，你只能疲于奔命。今天出个rabbitmq，你要学，明天出个kafka，你还要学，没准哪天又出来个什么样的新DMQ，你还是得学。这学到什么时候是个头了。

回到今天的主题，我们讨论三个构建工程用的工具。

构建工具

我们要写一个Java程序，一般的步骤也就是编译，测试，打包。这个构建的过程，如果文件比较少，我们可以手动使用java, javac, jar命令去做这些事情。但当工程越来越大，文件越来越多，这个事情就不是那么地令人开心了。因为这些命令往往都是很机械的操作。但是我们可以把机械的东西交给机器去做。

在linux上，有一个工具叫make。我们可以通过编写Makefile来执行工程的构建。windows上相应的工具是nmake。这个工具写起来比较罗嗦，所以从早期，Java的构建就没有选择它，而是新建了一个叫做ant的工具。ant的思想和makefile比较像。定义一个任务，规定它的依赖，然后就可以通过ant来执行这个任务了。我们通过例子看一下。下面列出一个ant工具所使用的build.xml:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>  
<project name="HelloWorld" default="run" basedir=".">  
<property name="src" value="src"/>  
<property name="dest" value="classes"/>  
<property name="jarfile" value="hello.jar"/>  
<target name="init">  
   <mkdir dir="${dest}"/>  
</target>  
<target name="compile" depends="init">  
   <javac srcdir="${src}" destdir="${dest}"/>  
</target>  
<target name="build" depends="compile">  
   <jar jarfile="${jarfile}" basedir="${dest}"/>  
</target>  
<target name="test" depends="build">  
   <java classname="test.ant.HelloWorld" classpath="${hello_jar}"/>  
</target>  
<target name="clean">  
   <delete dir="${dest}" />  
   <delete file="${hello_jar}" />  
</target>  
</project>  

可以看到ant的构建脚本还是比较清楚的。ant定义了五个任务，init, compile, build, test, clean。每个任务做什么都定义清楚了。打包之前要先编译，所以通过depends来指定依赖的路径。如果在命令行里执行ant build，那就会先执行compile，而compile又依赖于init，所以就会先执行init。看起来很合理，对吧？有了这个东西以后，我们只要一条命令：

ant test

就可以执行编程，打包，测试了。为开发者带来了很大的便利。

但是ant有一个很致命的缺陷，那就是没办法管理依赖。我们一个工程，要使用很多第三方工具，不同的工具，不同的版本。每次打包都要自己手动去把正确的版本拷到lib下面去，不用说，这个工作既枯燥还特别容易出错。为了解决这个问题，maven闪亮登场。

maven最核心的改进就在于提出仓库这个概念。我可以把所有依赖的包，都放到仓库里去，在我的工程管理文件里，标明我需要什么什么包，什么什么版本。在构建的时候，maven就自动帮我把这些包打到我的包里来了。我们再也不用操心着自己去管理几十上百个jar文件了。

这了达到这个目标，maven提出，要给每个包都标上坐标，这样，便于在仓库里进行查找。所以，使用maven构建和发布的包都会按照这个约定定义自己的坐标，例如：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<project ...xmlns...>
    <groupId>cn.hinus.recruit</groupId>
    <artifactId>Example</artifactId>
    <version>0.1.0-SNAPSHOT</version>
		 
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>4.10</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

这样，我就定义了我自己的包的坐标是cn.hinus.recruit:Example:0.1.0-SNAPSHOT，而我的工程要依赖junit:junit:4.10。那么maven就会自动去帮我把junit打包进来。如果我本地没有junit，maven还会帮我去网上下载。下载的地方就是远程仓库，我们可以通过repository标签来指定远程仓库。

maven里抛弃了ant中通过target定义任务的做法，而是引入了生命周期的概念。这个问题要讲下去，就是一个大的话题了。我们暂时放一下。因为我们要看今天的最终BOSS，gradle

Gradle

maven已经很好了，可以满足绝大多数工程的构建。那为什么我们还需要新的构建工具呢？第一，maven是使用xml进行配置的，语法不简洁。第二，最关键的，maven在约定优于配置这条路上走太远了。就是说，maven不鼓励你自己定义任务，它要求用户在maven的生命周期中使用插件的方式去工作。这有点像设计模式中的模板方法模式。说通俗一点，就是我使用maven的话，想灵活地定义自己的任务是不行的。基于这个原因，gradle做了很多改进。

gradle并不是另起炉灶，它充分地使用了maven的现有资源。继承了maven中仓库，坐标，依赖这些核心概念。文件的布局也和maven相同。但同时，它又继承了ant中target的概念，我们又可以重新定义自己的任务了。(gradle中叫做task)

我们来体验一下，新建一个空目录，在命令行，执行

gradle init --type java-library

可以看到新创建了一个工程，工程根目录下，有这几项：

build.gradle  gradle  settings.gradle  src

我们看一下，build.gradle的内容：

// Apply the java plugin to add support for Java
apply plugin: 'java'

// In this section you declare where to find the dependencies of your project
repositories {
    // Use 'jcenter' for resolving your dependencies.
    // You can declare any Maven/Ivy/file repository here.
    jcenter()
}

// In this section you declare the dependencies for your production and test code
dependencies {
    // The production code uses the SLF4J logging API at compile time
    compile 'org.slf4j:slf4j-api:1.7.21'

    // Declare the dependency for your favourite test framework you want to use in your tests.
    // TestNG is also supported by the Gradle Test task. Just change the 
    // testCompile dependency to testCompile 'org.testng:testng:6.8.1' and add 
    // 'test.useTestNG()' to your build script.
    testCompile 'junit:junit:4.12'
}

内容很简单，引入了java插件，指定仓库，指定依赖。可以看到依赖的设定相比起xml的写法，变得大大简化了。

使用gradle，任务又变成了核心概念了。我们就来体验一下任务。

在build.gradle里添加这样的任务：

task hello << { 
    println 'welcome to gradle';
}

然后在命令行执行

gradle -q hello

就可以看见打印一行"welcome to gradle"。在使用maven构建的时候，如果想临时对某一个构建任务加一点log，会是个非常困难的事情 。但在gradle里，就变得非常简单，因为gradle的背后其实是groovy这个编程语言在起作用。为了验证这一点，我们再改一下：

task hello << {
    3.times {
        println 'welcome to gradle';
    }   
}

然后执行gradle -q hello，就可以看到连续打印了三行。使用脚本语言进行构建，这几乎给了我们任何的能力，我们可以在构建的时候做任何的事情，甚至你可以直接让gradle帮你做表达式求值 :)

导入到 IDE

在Java的开发中，我们不可能脱离集成开发环境(Integrated Develop Environment)。因为IDE提供了代码补全和方便的代码跳转，这是普通的文本编辑软件（比如vim）很难做到的。所以我们还是要通过ide来进行代码开发。

以前在ide里使用spring的时候，我们要手动下载spring的包，如果spring依赖了其他的第三方的库，我们还要去下载那个库并且添加到IDE中去。现在，我们就不必再这样做了。只需要在build.gradle里定义好依赖，然后更新它，IDE就可以自动帮我们把包导进来。

例如，我要在新建的工程里使用spring，只需要在build.gradle里添加一行：

然后，在gradle窗口里，点击更新：

然后，intellij就自动把spring所依赖的所有包都下载下来了。

非常方便。

好了，今天的课程就到这里了。作业：

使用gradle新建一个工程，并把它导入到你喜欢的IDE中去。添加spring依赖，并更新，观察一下，gradle的工作方式。

小密圈《进击的Java新人》中，有更详细的内容，以及我已经建好的一个工程。已经加入小密圈的同学请去git上clone下来，我们接下来的课程会在这个工程上写代码咯。知乎专栏只负责讲解知识，不负责指导动手。

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