[Java] Apache Ant 构建基础教程

youngfan007

　　环境：Ubuntu 12.04, java 1.7.0, ant 1.8.2。
　　

前言
　　Apache Ant 是一个软件自动化构建工具，构建过程包括编译、测试和部署等。它和 Make 工具相似，但由 Java 实现，所以要求 Java 运行环境，非常适合构建 Java 程序。




    Ant 和 Make 明显不同之处在于 Ant 使用 XML 来表述构建过程与依赖关系，而 Make 使用 Makefile 格式文件。Ant 默认的构建文件名为 build.xml。每一个 build.xml 文件包含一个  和至少一个默认的 ， 中包含许多 task elements。每个 task element 有一个作为引用的唯一 ID。



    Ant 是 Apache 开源项目，以 Apache License 发行。


历史




    Ant（意为 Another Neat Tool，另一个好用的工具。）最初的构想来自于 James Duncan Davidson，当时他正在开发 Sun 公司的 JSP/Servlet 引擎，也就是后来的 Apache Tomcat。当时 Solaris 平台有一个专属版本的 make 可以用来构建 JSP/Servlet，但是在开源世界不能对使用那个平台来构建 Tomcat 做出控制，因此 Ant 被开发出来，作为一个与平台无关的工具来构建 Tomcat，并使用 XML 文件作为其构建文件。Ant 1.1 在 2000 年 7 月 19 日作为独立产品公开发行。



    有一些提案被用于 Ant 2，例如 James Duncan Davidson 的 AntEater， Peter Donald 的 Myrmidon，Conor MacNeill 的 Mutant。但它们都没有被开发者社区广泛接受。



    在 2002 年的时候，Ant 是大部分 Java 项目的构建工具。大多数开源项目开发者都将 build.xml 文件包含在他们的发行版本中。



    因为 Ant 可以轻松将 JUnit 集成到构建过程，这给测试驱动开发甚者极限编程的开发者带来极大意愿来使用它。


搭建环境
　　1. 安装 JDK。
　　我们将安装 Oracle JDK 而不是 Open JDK（也可以用安装 Open JDK），因此首先添加第三方库：



$ sudo add-apt-repository ppa:webupd8team/java
$ sudo apt-get update
　　
　　然后安装 oracle-java7-set-default：



$ sudo apt-get install oracle-java7-set-default
　　
　　2. 安装 ant（Another Neat Tool）：



$ sudo apt-get install ant-optional
　　

准备项目
　　我们将源代码文件和生成的文件分开保管，我们将源代码文件保存在 src 目录，所有生成的文件保存在 build 目录，其子目录 classes 用以保存编译后的 Java 类文件，子目录 jar 用以保存 JAR 文件。
　　
　　首先创建 src 目录：



$ mkdir src
　　
　　接下来让我们创建一个 Java 类，该类会使用标准输出打印一句话 Hello World。让我们创建保存该类的源代码文件 src/oata/HelloWorld.java：



package oata;
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World");
}
}
　　
　　编译 HelloWorld.java 源代码并运行：



$ mkdir build/classes
$ javac -sourcepath src -d build/classes src/oata/HelloWorld.java
$ java -cp build/classes oata.HelloWorld
Hello World
　　
　　接着我们创建一个 jar 文件，要创建一个 jar 文件并不难。但要创建一个可启动的 jar 文件则需要有以下几步：创建一个 manifest 文件，其中包括启动类，创建目标目录并将文件归档。



$ echo Main-Class: oata.HelloWorld>myManifest
$ mkdir build/jar
$ jar cfm build/jar/HelloWorld.jar myManifest -C build/classes .
$ java -jar build/jar/HelloWorld.jar
Hello World
　　
　　注意：在 echo Main-Class 语句中 > 字符的两边不要有空格。
　　

运行 Java 程序的四个步骤
　　我们现在来考虑一下我们的构建过程。
　　1. 编译 - 编译源代码，否则无法启动程序。
　　2. 执行 - 运行程序或者编译命令，下文 build.xml 中每个 target 对应着一个执行。
　　3. 打包 - 虽然目前我们的程序只有一个类，但如果我们要对外发布我们的程序，没人愿意下载几百个文件。因此我们要创建 jar 文件，最好是可执行 jar 文件。
　　4. 清理 - 清理自动生成的东西。事实证明许多错误都是没有做好清理工作导致。
　　
　　Ant 默认的构建文件是 build.xml，构建过程中每一个步骤就是一个 target。现在为我们的项目新建一个构建文件 ./build.xml：























　　
　　现在可以使用 Ant 进行编译、打包和运行程序：



# 编译
$ ant compile
# 打包
$ ant jar
# 运行
$ ant run
　　
　　也可以简化为：



$ ant compile jar run
　　
　　对比一下使用 JDK 自身工具和使用 Ant 的构建过程：

java-onlyAnt


$ mkdir build/classes
$ javac
-sourcepath src
-d build/classes
src/oata/HelloWorld.java
$ echo Main-Class: oata.HelloWorld>myManifest
$ mkdir build/jar
$ jar cfm
build/jar/HelloWorld.jar
mf
-C build/classes
.

$ java -jar build/jar/HelloWorld.jar
















　　

增强版构建文件
　　许多时候，我们在构建过程中会反复引用相同的目录，main-class 和 jar 文件，这些目前都是硬编码在构建文件中，另外我们还得记住构建步骤不能搞错。
　　
　　为解决反复引用相同的东西和避免硬编码，我们可以使用 properties，而主类我们可以使用  标签的属性来指定，另外使用依赖包来保持构建过程稳步有序。让我们重新编辑我们的 build.xml：































　　
　　现在只需要执行 ant：





$ ant
Buildfile: /home/xavier/Exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build.xml
clean:
[delete] Deleting directory /home/xavier/Exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build
compile:
[mkdir] Created dir: /home/xavier/Exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build/classes
[javac] /home/xavier/Exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build.xml:19: warning: 'includeantruntime' was not set, defaulting to build.sysclasspath=last; set to false for repeatable builds
[javac] Compiling 1 source file to /home/xavier/Exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build/classes
jar:
[mkdir] Created dir: /home/xavier/Exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build/jar
[jar] Building jar: /home/xavier/Exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build/jar/HelloWorld.jar
run:
[java] Hello World
main:
BUILD SUCCESSFUL
Total time: 5 seconds
View Code　　

使用第三方库
　　总是有人会告诉你不要使用 syso-statements，即不要使用 System.out.println() 来记录日志，而应该使用日志 API。下面我们就在我们的项目引入一个第三方库记录日志 Log4J。
　　
　　我们将第三方库文件放在 lib 目录下。你可以点击这里下载 Log4J 库。创建 lib 目录，并将 log4j-1.2.13.jar 放到 lib 目录下。



$ wget https://archive.apache.org/dist/logging/log4j/1.2.13/logging-log4j-1.2.13.tar.gz

$ cd lib
$ tar zvxf logging-log4j-1.2.13.tar.gz
$ mv logging-log4j-1.2.13/dist/lib/log4j-1.2.13.jar .
　　
　　接下来要修改我们的源代码和构建文件，使得在编译和运行我们的程序时可以访问到这个第三方库。
　　$ vi src/oata/HelloWorld.java



package oata;
import org.apache.log4j.Logger;
import org.apache.log4j.BasicConfigurator;
public class HelloWorld {
static Logger logger = Logger.getLogger(HelloWorld.class);
public static void main(String[] args) {
        BasicConfigurator.configure();
logger.info("Hello World");          // the old SysO-statement
    }
}
　　
　　现在还不能执行 ant，因为 Log4J 还不在我们的类搜索路径中。我们要做的不是修改 CLASSPATH 环境变量，因为这样做可能会影响到其他项目，我们只是在这个项目中引入 Log4J，我们要告诉 ant 所有第三方库（jar 文件）都放在 ./lib 目录下：
　　$ vi build.xml









　　
   






　　













　　


            








　　
　　运行 ant：



$ ant run
...
run:
[java] 1 [main] INFO oata.HelloWorld  - Hello World
　　
　　以上内容表示名为 run 的任务日志为：[java] 1 [main] INFO oata.HelloWorld  - Hello World
　　1. [java]：表示 ant 任务正在运行 java 命令。
　　2. 1：Log4J 库定义的字段，详情请查阅 Apache Log4J。
　　3. [main]：表示当前线程为主线程。
　　4. INFO：表示日志级别。
　　5. oata.HelloWorld：日志消息来自的类名。
　　6. -：分隔符。
　　7. Hello World：日志消息。
　　

配置文件
　　虽然我们使用了 Log4J，但目前为止我们仍然是硬编码，因为我们只是简单调用了 BasicConfigurator.configure()，如果我们想输出不同格式的日志消息，那我们就应该使用一个 property 文件。
　　
　　我们在源代码删除 BasicConfigurator.configure() 所在行，以及相关的 import 语句。此时运行 ant 会提示：



...
[java] log4j:WARN No appenders could be found for logger (oata.HelloWorld).
[java] log4j:WARN Please initialize the log4j system properly.
　　
　　现在让我们为 Log4J 创建一个配置文件 src/log4j.properties，这是 Log4J 默认的配置文件名，它会自动搜索该配置文件。



log4j.rootLogger=DEBUG, stdout
log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%m%n
　　
　　以上配置文件表示创建一个输出通道（Appender）到控制台的标准输出 stdout，标准输出流将打印出日志消息（%m），消息末尾添加一个换行符（%n）。这个和之前的 System.out.println() 效果相同。
　　创建了配置文件，我们还要激活该配置文件，编辑构建文件 build.xml，修改 ：



   


        



　　
　　 节点表示复制所有的非 .java 后缀的资源文件到 build 目录，这样我们就可以启动 build 目录下的程序并且将这些资源文件包含到 jar 文件中。运行 ant：



$ ant
Buildfile: /home/xavier/exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build.xml
clean:
[delete] Deleting directory /home/xavier/exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build
compile:
[mkdir] Created dir: /home/xavier/exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build/classes
[javac] /home/xavier/exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build.xml:20: warning: 'includeantruntime' was not set, defaulting to build.sysclasspath=last; set to false for repeatable builds
[javac] Compiling 1 source file to /home/xavier/exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build/classes
[copy] Copying 2 files to /home/xavier/exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build/classes
jar:
[mkdir] Created dir: /home/xavier/exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build/jar
[jar] Building jar: /home/xavier/exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build/jar/HelloWorld.jar
run:
[java] Hello World
　　
　　log4j.properties 被复制到了 build/classes 目录，run 的输出日志为 [java] Hello World。
　　

测试 Java 类
　　Ant 内置了 JUnit，你可以直接使用 JUnit 测试框架来测试你的代码。新建一个测试类 src/HelloWorldTest.java：



public class HelloWorldTest extends junit.framework.TestCase {
public void testNothing() {
}
public void testWillAlwaysFail() {
fail("An error message");
}
}
　　
　　　　注：本文直接使用 ant 内置 JUnit 导致了 package junit.framework does not exist 的报错。尝试将 /usr/share/java/ant-junit4-1.8.2.jar 复制到 ./lib 目录依然无法解决报错。最后只能下载一个 junit.jar 到 ./lib 目录中才解决该问题。



$ wget http://search.maven.org/remotecontent?filepath=junit/junit/4.11/junit-4.11.jar -O ./lib
　　
　　因为我们的项目还没有真正的业务逻辑，所以这个测试类非常简单，只是展示如何使用它而已。要了解更多关于 JUnit 测试框架，请查阅 junit 手册。
　　让我们把 juni 指令添加到我们的构建文件 build.xml 中：



    ...









   










...
　　
　　我们给我们这项目生成的 jar 文件路径一个 ID，并让它成为一个全局变量，这样我们在 target run 中就可以使用它的 ID 来引用它。printsummary=yes 可以输出更多的信息给我们，而不是简单的 FAILED 或 PASSED，例如失败了多少项，什么失败了，printsummary 都可以提供。classpath 是用来寻找我们的类。batchtest 是为了更方便测试在将来你添加了新的测试用例，约定俗成的测试类命名为 *Test.java。





$ ant junit
Buildfile: /home/xavier/exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build.xml
compile:
[javac] /home/xavier/exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build.xml:20: warning: 'includeantruntime' was not set, defaulting to build.sysclasspath=last; set to false for repeatable builds
[copy] Copying 1 file to /home/xavier/exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build/classes
jar:
[jar] Building jar: /home/xavier/exploration/000_build_java_application_with_ant/AntHelloWorld2/build/jar/HelloWorld.jar
junit:
[junit] Running HelloWorldTest
[junit] Tests run: 2, Failures: 1, Errors: 0, Time elapsed: 0.02 sec
[junit] Test HelloWorldTest FAILED
BUILD SUCCESSFUL
Total time: 4 seconds
View Code　　
　　为方便阅读测试结果，我们可以生成一个测试报告。首先，让  负责记录测试数据；其次，将数据转换为可阅读文本。编辑构建文件 build.xml：



    ...

...













   





　　
　　因为我们可能会产生大量的文件，而这些文件默认都保存在当前目录下，因此我们定义了一个 report 目录，ant 会在运行 junit 之前创建该目录并将日志输出到该目录。因为日志格式为 XML，这可以让 junitreport 对其进行解析。另外一个 target junitreport 会将 report 目录下所有 XML 文件创建相应的可阅读的 HTML 格式文档。你可以打开 ${report.dir}/index.html 文件查看所有测试结果（看起来很像 JavaDoc）。
　　
　　你可以将测试与制作测试报告分为两个任务，因为生成 HTML 报告需要一定的时间，而你完全没有必要在测试的时候停下来等待报告生成。
　　
　　
　　附：
　　1. Tutorial Hello World with Ant
　　2. Ant 入门教程