最流行的 Java 后端工具

在 Java 应用程序的后端（服务器端）组件开发中使用的任何应用程序/程序、框架或库都称为 Java 后端工具。程序员借助这些 Java 后端工具来创建、管理和维护应用程序的服务器端逻辑、数据库和其他后端功能。

我们为什么需要 Java 后端工具？

1. 高质量代码
2. 效率
3. 可扩展性
4. 安全性
5. 生产力
6. 集成和部署
7. 测试和质量

i. 高质量代码

软件程序源代码的整体质量称为高质量代码。它包含多种质量，包括可读性、可维护性、效率、可靠性以及符合最佳实践和编码标准。各种技术维护编码标准、设计模式和最佳实践。由于高质量代码，代码易于维护，且不易出错。

ii. 效率

在描述 Java 后端工具时，效率是指工具最大化 Java 后端应用程序整体性能和资源利用率的能力。后端工具经常处理服务器管理、构建自动化和数据库交互等常见操作。开发人员无需从头开始构建，就可以专注于创建业务逻辑。

iii. 可扩展性

可扩展性是指系统处理不断增长的工作量或请求的能力。这可能涉及客户、数据或事务的增加。应用程序的可扩展性在很大程度上依赖于 Java 后端工具。易于扩展组织良好的代码。可以轻松增加功能或添加新功能，而不会影响现有功能。

iv. 安全性

用于保护基于 Java 的后端程序免受各种威胁和漏洞的方法和过程称为安全性措施。为了保护敏感数据、维护客户信任并防止危险攻击或未经授权的访问，应确保安全性。借助 Java 后端技术，可以实现并维护安全的应用程序。通过使用 Spring Security 等工具提供的强大身份验证和授权技术，应用程序可以免受常见的安全漏洞的侵害。

v. 生产力

这些技术提高开发过程的有效性和效率的能力称为生产力。这些工具的目的是简化许多后端开发过程，使开发人员能够更快、更轻松地创建、测试、部署和管理基于 Java 的后端应用程序。这些技术经常提供预先构建的框架和解决方案，以改进和加速开发过程。它们缩短了手动编码所需的时间，从而加快了改进周期。

vi. 集成和部署

在现代软件程序开发中，部署和集成是重要的过程。为了确保代码更改能够轻松合并、测试和部署，它们包括自动化开发和部署过程中的关键步骤。集成和部署管道方法主要依赖于 Java 后端工具。Jenkins 等工具支持自动化测试、集成和部署，有助于维护开发和交付管道。

vii. 测试和质量

测试和质量是软件开发过程的重要组成部分。它们确保程序没有错误，满足所有要求，并按预期运行。Java 后端工具简化了测试和质量流程。通过代码质量工具，可以自动化测试流程，以确保代码符合要求，并且更新不会导致错误。

流行的 Java 后端工具

Java 是一种流行且灵活的编程语言，用于开发后端应用程序。Java 生态系统包含一些常用于后端开发的流行框架和技术。

注意：构建可靠、可扩展且有效的 Java 应用程序后端系统需要使用 Java 后端工具。根据项目的具体要求，可以使用许多工具组合来实现所需的功能和整体性能。

1. Spring 框架
2. Hibernate
3. Gradle
4. Junit
5. Jenkins
6. Apache Maven
7. Google Web Toolkit

i. Spring 框架

Spring 框架是最流行和最全面的企业级 Java 应用程序开发框架之一。它为创建 Java 应用程序（尤其是服务器端应用程序）提供了一个高效且适应性强的框架。Spring 框架由涵盖广泛功能的各种模块组成。

用途

• Spring 的 IoC 和 DI 容器处理应用程序中各种元素之间的依赖关系。这实现了松耦合，从而可以进行代码库的开发和维护。
• Spring 提供了一个处理各种数据访问方法事务的标准 API。这使得设计事务行为更加容易，并确保在复杂情况下数据的一致性。
• Spring 的 Spring Security 模块为基于 Java EE 的应用程序提供了全面的安全服务。它对于应用程序安全至关重要，因为它处理授权、身份验证，并防止常见的安全风险。

优点

• Spring 支持的数据访问技术包括 JDBC、JPA、Hibernate 等。通过简化数据库交互，可以减少样板代码。
• Spring 框架的最新更新简化了 Spring 应用程序的构建和部署。它提供了生产级功能、嵌入式服务器以及自动配置功能。
• Spring 对模拟对象和依赖注入的支持简化了单元测试的创建。此外，它还提供集成测试工具，提供全面的测试覆盖。

缺点

• Spring 使用动态代理和反射的常见做法可能导致运行时性能略有下降。这可以在整体性能很重要的某些应用程序中加以考虑。
• 由于 Spring 最初是用 Java 创建的，因此对 Groovy 和 Kotlin 等其他 JVM 的支持有限。然而，使用非 Java 语言的开发人员可能会找到更合适的替代方案。
• 在 Spring 框架的早期版本中，XML 配置很常见。与更近期的基于注解的设计相比，一些开发人员认为这种方法成本较高。

ii. Hibernate

Hibernate 是一个流行的对象关系映射 (ORM) 框架。它提供了一种可靠且适应性强的方法，用于将数据库表映射到 Java 对象，反之亦然。因此，开发人员无需创建大量手动、低级代码，数据库接口也变得更加简单。一个对象关系映射 (ORM) 框架，允许开发人员处理 Java 对象而不是直接的 SQL 查询，同时也减少了数据库交互。

用途

• Hibernate 的主要目标是将 Java 对象转换为数据库表，反之亦然。这使得开发人员无需在应用程序代码中处理 Java 对象即可轻松处理数据库事务。
• Hibernate 消除了不同数据库系统之间的差异。通过生成特定于所用数据库的 SQL 查询，它允许在不转换应用程序代码的情况下在数据库之间进行迁移。
• Hibernate 可以根据 Java 类自动生成数据库模式。这大大减少了设置和处理数据库所需的时间和工作量。

优点

• 开发人员可以处理代码中的 Java 对象，而不是与低级 SQL 查询进行交互。这提高了代码的可访问性和可靠性。
• Hibernate 通过提供从继承层次结构到数据库表的各种映射方法，支持在数据库中有效地表示类层次结构。
• 借助 Hibernate，将 Java 对象存储和检索到数据库中的过程变得更加容易。通常涉及数据库交互的大部分样板代码都被消除了。

缺点

• 在配置 Hibernate 时，尤其是在更复杂的情况下，可能需要配置许多 XML 文件或注解。在大型项目中，这可能会导致难以管理的复杂方法。
• 某些数据库结构或数据库中的命名约定可能并不总是与 Hibernate 的默认映射策略兼容。可能需要更详细地进行配置。
• Hibernate 在较长时间内可能需要将大量对象保留在内存中，这可能导致内存问题。会话管理是开发人员的一个重要考虑因素。

iii. Gradle

Gradle 是 Java 后端工具中常用的构建自动化工具。其目的是自动化软件项目开发、测试和部署过程。Gradle 使用 Kotlin 或基于 Groovy 的领域特定语言 (DSL) 进行脚本编写，为构建者提供了一种高度可定制且灵活的方式来设计构建过程。它与 Maven 类似。与 Maven 相比，Gradle 提供了一个更可靠、更适应的构建系统。

用途

• 由于其构建设计，Gradle 只重新构建上一个构建中已更改的项目部分。这可以显著改进开发过程。
• 作为构建过程的一部分，Gradle 支持执行单元测试、集成测试和其他类型的自动化测试。这确保了代码修改不会导致回归。
• Gradle 支持多项目构建，开发人员可以使用多个子项目来管理复杂的项目。这对于大型项目或具有多个模块的应用程序尤其有用。

优点

• Gradle 可以通过大量的插件进行扩展。提供了用于测试、代码分析、部署等多种用途的插件。可扩展性允许与不同的服务和设备进行定制和集成。
• Gradle 是一个基于 Groovy 的 DSL，允许开发人员声明式地定义依赖项和构建任务。因此，构建脚本更易于阅读和管理。
• 开发人员可以使用 Gradle 创建自定义任务，并根据项目要求进行配置。这种灵活性使得自动化复杂流程和工作流成为可能。

缺点

• 与更简单的构建工具相比，为新项目设置 Gradle 构建可能需要更长的时间。这是由于 Gradle 的灵活性，允许采用多种方法，这可能需要更多的初始设置。
• 由于 Gradle 等流行 IDE 的存在，不同 IDE 处理 Gradle 构建的方式可能存在一些差异。使用不同的 IDE 时，这可能导致行为或功能发生变化。
• 验证 Gradle 构建中使用的插件是否与正在使用的 Gradle 版本兼容很重要。在更新 Gradle 时，验证和更新插件版本可能需要一些时间。

iv. JUnit

JUnit 是一个常用的 Java 测试框架。它为编写和执行 Java 程序（包括后端代码）的自动化测试提供了一种简单有效的方法。JUnit 是 Java 开发框架的重要组成部分，有助于确保代码的准确性和可靠性。一个流行的 Java 单元测试框架，提供断言和注解来创建和执行测试。

用途

• 通过创建和管理 JUnit 测试，开发人员可以快速确定代码库中的任何更改或添加是否可能导致意外错误或干扰现有功能。
• 通过使用 JUnit 测试，代码库提供了可执行的文档。它们包含有关如何使用不同部分和功能以及如何与之交互的详细说明。
• 由于 JUnit，开发人员可以使用不同的输入参数运行相同的测试。这有利于通过不同的数据输入来测试不同的场景。

优点

• 当测试失败时，JUnit 会提供关于特定断言失败的详细数据。这使得开发人员更容易识别和修复问题，从而减少了调试所需的时间。
• 可以使用 JaCoCo 等工具测量代码覆盖率，这些工具可能与 JUnit 相关。这允许用户观察代码库的哪些部分正在被测试，哪些部分可能需要进一步测试。
• 在 TDD（测试驱动开发）中，开发人员在编写代码之前进行测试，JUnit 是一个重要的工具。这种方法使开发人员在代码执行之前考虑预期的输出。

缺点

• 单元测试，即单独测试代码单元或组件，是 JUnit 的主要目的。对于更高级别的测试，例如端到端测试或集成测试，它可能不那么合适。
• 单元测试可能依赖于特定类或方法的实际实现，这使得很难分离代码单元进行测试。
• 我们可能会创建过多的测试，这可能导致维护成本增加以及构建时间变慢。

v. Jenkins

Jenkins 是一个开源自动化服务器，软件开发人员经常使用它来进行持续集成 (CI) 和持续交付 (CD)。它提供了一个平台，用于在软件开发生命周期的各个阶段自动化代码部署、测试和构建。

用途

• Jenkins 简化了将不同开发人员的代码修改合并到单个源的过程。它确保代码定期得到测试和集成，这有助于及早发现集成错误。
• 每次将代码更新提交到 Git 等版本控制系统时，Jenkins 都可以自动启动测试。这确保了代码库始终可以执行。
• Jenkins 可以在构建过程中启用自动执行测试。这包括自动化测试以确保代码质量，例如单元测试和集成测试。

优点

• Jenkins 通过提供用户身份验证和授权，允许管理员管理谁可以访问特定任务和功能。它也支持第三方身份验证源。
• Jenkins 确保部署、测试和构建始终如一地按照标准程序进行。因此，人为错误的可能性降低，开发方法也更有效。
• 有大量的插件可用于扩展和定制 Jenkins。使用 API，开发人员可以利用 Jenkins 与其他工具和服务集成，或创建自定义插件。

缺点

• Jenkins 提供基本的代码质量分析支持；然而，更高级的代码质量工具可能需要更高的配置或使用插件。
• 与互联网上提供的其他软件一样，Jenkins 需要适当的安全配置和持续监控，以防止任何漏洞和未经授权的访问。
• 如果组织不当和命名约定不合适，Jenkins 可能会出现作业膨胀，导致大量作业出现问题。

vi. Apache Maven

Apache Maven 是项目管理和构建自动化的最佳工具。它提供了一种结构化的方法来开发和管理 Java 项目，处理编译、测试、打包和依赖管理等任务。一个构建自动化工具，可以处理依赖关系，管理构建生命周期，并自动化各种构建过程。

用途

• Maven 简化了将外部框架和库（依赖项）添加到项目的过程。它通过从远程存储库自动下载依赖项，简化了管理复杂依赖项图的过程。
• Maven 改进了 Java 项目的开发过程。它管理多种功能，如构建源代码、运行测试、打包构件（如 JAR 或 WAR 文件）以及生成文档。
• Maven 定义了一个标准的构建生命周期，包括编译、测试、打包等阶段。每个阶段代表按特定顺序执行的操作序列，可以以结构化的方式处理项目构建和打包。

优点

• Maven 提供了构建配置文件的概念，允许开发人员为特定情况或需求指定各种配置和依赖项。这有助于管理跨开发、测试和生产环境的配置。
• Maven 可以在各种情况下重复构建。这确保了无论在哪里构建，相同的代码库都会产生一致的结果。
• Maven 提供了原型（项目模板），可作为新项目的基础。这确保了项目生成的 Consistency 并加快了任务设置。

缺点

• 在 Maven 被用作单实例且没有可用性安全的情况下，Maven 服务器的故障可能导致使用它的所有项目的构建过程中断。
• 尽管 Maven 在一定程度上支持并行构建，但它可能不像某些其他构建工具那样提供大量的并行化，这可能会影响构建性能。
• 使用 Maven 提供的标准构建生命周期，可能会出现需要自定义或非标准构建过程的情况。可能需要使用插件或更复杂的配置来实现某些结果。

vii. Google Web Toolkit

Google Web Toolkit (GWT) 是一个基于 Java 的开源开发平台，使开发人员能够创建和改进复杂的基于浏览器的应用程序。其主要应用在于开发具有详细用户界面的动态、交互式 Web 应用程序。

用途

• 开发人员可以使用 Google Web Toolkit (GWT) 编写客户端 Java 代码，它将编译成高度优化且高效的 JavaScript。Java 开发人员可以利用这一点并利用现有的 Web 开发技能。
• GWT 支持本地化和国际化，这使得开发可以翻译成多种语言和地理区域的应用程序变得容易。
• 由于其开发模式，开发人员可以直接从 IDE 运行和调试他们的应用程序。这使得编写和测试代码更快。

优点

• GWT 会生成针对各种浏览器进行优化的 JavaScript 代码，以解决浏览器兼容性问题。这确保了程序在各种类型的 Web 浏览器中都能一致运行。
• 使用 GWT，开发人员可以将他们的应用程序代码分成更小的模块，这些模块仅在需要时加载。这加快了应用程序的初始加载时间。
• 单元测试对于确保程序的可靠性和准确性很重要，GWT 提供了编写和执行这些测试的工具。

缺点

• 某些浏览器的功能可能无法通过 GWT 开发模式完全模拟，尽管其调试价值很高。在生产模式下可能会出现一些浏览器特定的问题。
• 大型 GWT 应用程序的编译时间可能比使用传统基于 JavaScript 的框架开发的应用程序更长。另一方面，代码拆分和增量编译可能有助于缩短总体构建时间。
• GWT 抽象了许多浏览器特定的 API。这可能导致跨浏览器兼容性，但对 GWT API 未提供的某些浏览器功能的直接访问可能受到限制。