项目部署与运维

前置知识

在阅读本章前，你需要对 Java 基础语法、Maven/Gradle 构建工具有初步了解，同时熟悉 Linux 基础命令会非常有帮助。

为什么需要项目部署与运维？

想象你刚写完了一个很棒的 Java 应用——它功能完善、代码优雅。激动地等待用户上线使用，结果……你的程序在服务器上崩溃了，日志一团乱麻，服务器资源被占满。是不是很令人抓狂？

这正是项目部署与运维领域的意义所在，我们不是只写代码，更要让程序“活”起来，稳定、高效地运行在实际环境上。今天我们就从打包程序开始，逐步走到服务器部署、监控和日志分析，帮你掌握上线后的“生存之道”。

1. 应用打包

简单定义

应用打包，就是把我们写好的代码和它运行需要的依赖，打包成一个可以直接运行的文件或文件集合。

为什么需要它？

开发环境和生产环境可能差很多，直接“扔”代码到服务器通常会出问题。打包让你的程序和依赖整合在一起，方便部署。

基础用法：使用 Maven 打包一个简单的 Java 应用

// HelloWorld.java
public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, deployment!");
    }
}

假设上面是我们的应用入口。我们写好 pom.xml，执行：

mvn clean package

这个命令会帮你编译代码，下载依赖，最终生成一个 target/your-app.jar。

这段代码做了什么：

1. HelloWorld 是程序的主类，打印一条简单信息。
2. mvn clean package 清理老旧文件并重新打包。

进阶：创建可执行的 fat JAR（含所有依赖）

普通 jar 包不包含依赖，部署时还要额外准备依赖库，不够方便。下面是在 pom.xml 中配置 Maven Shade 插件，合并依赖：

<!-- pom.xml 中的部分配置 -->
<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
            <artifactId>maven-shade-plugin</artifactId>
            <version>3.2.4</version>
            <executions>
                <execution>
                    <phase>package</phase>
                    <goals><goal>shade</goal></goals>
                    <configuration>
                        <transformers>
                            <transformer implementation="org.apache.maven.plugins.shade.resource.ManifestResourceTransformer">
                                <mainClass>HelloWorld</mainClass>
                            </transformer>
                        </transformers>
                    </configuration>
                </execution>
            </executions>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

执行

mvn clean package

生成的 target/your-app.jar 就是包含所有依赖和主类声明的“大胖 JAR”，直接用

java -jar your-app.jar

就能跑起来。

这段代码做了什么：

• 配置 Shade 插件把所有依赖合并进一个 JAR
• 声明程序入口主类，方便一键启动

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2. 服务器部署

简单定义

服务器部署，就是将打包好的应用上传到云服务器或物理机，并配置运行环境让它能启动。

为什么需要它？

代码在本地跑没问题，到了服务器可能缺环境依赖或者配置错误就崩溃。部署过程保证环境一致，实现应用平稳上线。

基础用法：用 SCP 和 SSH 部署启动 Java 应用

这是最“原始”，也最能理解的部署方式。

步骤：

1. 将打包好的 fat JAR 复制到服务器

scp target/your-app.jar user@your-server:/home/user/apps/

2. 远程登录服务器，启动程序

ssh user@your-server
cd /home/user/apps
nohup java -jar your-app.jar > app.log 2>&1 &

• nohup 让程序关闭终端后依然运行。
• > app.log 2>&1 & 把控制台输出重定向到日志文件，并在后台运行。

这段代码做了什么：

• 远程上传文件
• 远程启动 Java 应用并异步运行

进阶：使用 Systemd 管理 Java 服务

让应用更专业一点，自动随服务器启动/停止。写个 systemd 服务配置

# /etc/systemd/system/my-java-app.service
[Unit]
Description=My Java Application
After=network.target

[Service]
User=youruser
WorkingDirectory=/home/youruser/apps
ExecStart=/usr/bin/java -jar /home/youruser/apps/your-app.jar
SuccessExitStatus=143
Restart=on-failure
RestartSec=10

[Install]
WantedBy=multi-user.target

操作流程：

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl start my-java-app
sudo systemctl enable my-java-app

优点：

• 服务器启动时自动起应用
• 若崩溃自动重启
• 可以用 systemctl status my-java-app 查看状态，方便管理

这段代码做了什么：

• 定义了一个服务器服务单元，自动启动 java 应用
• 设置失败后自动重启，提升稳定性

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3. 监控告警

简单定义

监控告警是实时检查应用状态和性能，出现异常时及时通知运维人员。

为什么需要它？

没人天天盯着服务器，一旦应用内存泄漏、CPU 飙升、响应变慢，自动监控就能第一时间发现，防止故障扩大。

典型做法

代码示例：引入 Micrometer 监控指标

Micrometer 是 Java 应用监控的事实标准，它可以把应用指标发送到 Prometheus、Grafana 等。

添加依赖（Maven）：

<dependency>
    <groupId>io.micrometer</groupId>
    <artifactId>micrometer-core</artifactId>
    <version>1.10.4</version>
</dependency>

示例代码：

import io.micrometer.core.instrument.Counter;
import io.micrometer.core.instrument.MeterRegistry;
import io.micrometer.core.instrument.simple.SimpleMeterRegistry;

public class MonitoringExample {
    private final Counter requestCounter;

    public MonitoringExample(MeterRegistry registry) {
        this.requestCounter = Counter.builder("requests_total")
                                     .description("Total number of requests")
                                     .register(registry);
    }

    public void handleRequest() {
        requestCounter.increment(); // 每收到一个请求，计数器+1
        // 处理请求逻辑...
    }

    public static void main(String[] args) {
        MeterRegistry registry = new SimpleMeterRegistry(); // 简单内存型注册表
        MonitoringExample app = new MonitoringExample(registry);

        app.handleRequest();

        System.out.println("Requests counted: " + registry.get("requests_total").counter().count());
    }
}

这段代码做了什么：

• 创建了一个计数器指标 requests_total
• 每处理一次请求，调用 increment() 递增计数器
• 打印当前请求总数

进阶：告警策略简述

监控本身不够，还得设置告警，比如：

• CPU 利用率 > 90% 持续 5 分钟，触发报警邮件
• 应用响应时间超过阈值，触发手机短信

具体实现通常结合 Prometheus Alertmanager 或云服务的监控平台。

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4. 日志分析

简单定义

日志是程序运行时记录的重要信息，通过分析它我们能排查故障、洞察行为。

为什么需要它？

如果服务「崩了」，没有日志你就像盲人摸象。好的日志可以精准定位问题根源。

基础用法：用 Log4j2 记录日志

Log4j2 是经典、功能强大的日志框架。

示例：

import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;

public class LoggingExample {
    private static final Logger logger = LogManager.getLogger(LoggingExample.class);

    public static void main(String[] args) {
        logger.info("程序启动");
        try {
            int result = 10 / 0; // 故意制造异常
        } catch (Exception e) {
            logger.error("捕获异常", e);
        }
        logger.info("程序结束");
    }
}

这段代码做了什么：

• 记录程序开始的 info 级别日志
• 捕获并记录异常详细堆栈信息
• 记录程序结束的信息

进阶：集中式日志收集与分析

在生产环境，一般会用 ELK（Elasticsearch + Logstash + Kibana）或 Loki + Grafana 来收集、存储和分析日志。

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⚠️ 常见陷阱

• 启动程序时不写日志重定向（> app.log 2>&1），导致控制台输出看不到，排查异常困难。
• 打包没有包含依赖，导致服务器启动时找不到类。
• Systemd 配置文件权限问题，导致服务无法启动。
• 监控指标采样过于频繁，反而压垮应用性能。
• 日志不规范，缺少关键上下文信息，影响排查效率。

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💡 实战建议

• 打包时优先使用 fat JAR，减少依赖缺失问题。
• 搭建自动化部署流水线（CI/CD），提升部署一致性和效率。
• 使用 Systemd 或容器编排管理 Java 应用，减少人工干预风险。
• 结合 Prometheus 和 Grafana 建立性能监控面板，及时了解应用健康状况。
• 采用结构化日志格式（如 JSON），方便日志索引和自动分析。

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🔍 深入理解：为什么 fat JAR 如此流行？

如果把 Java 应用比作一本书，依赖库就是附录。普通 JAR 只包含正文，得把附录单独带上。fat JAR 把正文 + 附录一起装订成“加厚版”，方便携带和阅读，尤其在运维环境中没有原始依赖库的情况下非常实用。

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小结

• 项目部署从打包开始，fat JAR 简化依赖管理。
• 服务器部署推荐用 SSH + Systemd，实现自动化和稳定运营。
• 监控告警帮你早发现潜在风险，使用 Micrometer 等库能方便集成。
• 日志是排查问题利器，规范记录和集中分析同等重要。
• 少踩坑，多实践，用好工具，让你的 Java 应用“活力四射”。

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祝你项目上线顺利，服务器稳定运行！如果遇到部署运维的棘手问题，随时来聊，我们一起攻克。