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立 政 治 大 學
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N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y 第 2 章
相關研究探討
此章節主要介紹相關研究領域，以及本研究所使用到的理論與技術。首先，於 2.1 節介紹自動化建構工具(包含：Gradle、Maven)。接著，於 2.2 節介紹程式儲存庫(包含：
Nexus Repository)。然後，於 2.3 節介紹輔助工具介面(包含：JavaFX)。之後，於 2.4 節 介紹程式測試工具簡介(包含：Junit、Spock)。接著，於 2.5 節介紹模板引擎框架(包括：
Apache Velocity)。然後，於 2.6 節介紹應用程式框架(包括：Spring framework、Spring Boot)。最後，於 2.7 節介紹相似系統的分析與簡介(包括：Moodle VPL、Jupyter nbgrader)。
2.1 自動化建構工具
現代化的自動化建構工具提供各種能力，讓開發者可以自動化程式開發過程中各種 必須的軟體工具操作，例如相依程式的收集管理與載入，程式編譯與測試，各種文檔生 成與存放，測試報告，以及程式包裹與佈建等。自動化建構工具協助程式開發者處理各 項繁冗的工作，能夠節省大量時間，加速軟體開發的進行，並且使開發人員更專注於軟 體程式的開發工作。
目前市面上有許多常見的自動化建構工具，例如 Maven[8]、Gradle[9]、Ant[10]、
Sbt[11]、Gulp[12]、SCons[13]、CMake[14]、Grunt[15]。接下來將簡單介紹本系統使用到 的自動化建構工具 Maven 與 Gradle 的核心概念，及其優點和缺點。
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基於專案物件模型概念(Project Object Model，縮寫為 POM)，Maven 透過設定檔(pom.xml) 管理整個專案的建構。Maven 也可被使用於建構和管理各種 Java 語言以外的專案，例 如：C#[38]、Ruby[39]、Scala[40]。Maven 有四項重要的精神與觀念，分別為慣例先於設 定(Convention over configuration)、相依性管理(Dependency management)、以 plugin 作為 基礎的架構、專案物件模型(Project Object Model)。
1. 慣例先於設定(Convention over configuration)：Maven 認為軟體專案開發必須遵循某些 慣例，例如：固定的目錄名稱與架構、固定的變數名稱、固定的專案建構流程等。因 為一般軟體專案的建構流程相仿，大同小異，所以 Maven 認為程式開發者不應耗費 大量時間於例行性的設定上。因此，檔案架構、建構流程、參數屬性等，只需於特定 條件下進行微調參數即可。Maven 認為程式開發者應將精神和資源全力挹注於更重要 的工作項目。
2. 相依性管理(Dependency management)：過去 Java 語言的開發者，經常於網路中，為 專案找尋適當的 library 檔案(*.jar)，將其檔案下載並放置於專案的 lib 資料夾。如果
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3. 以 plugin 作為基礎的架構：Maven 提供固定的專案建構流程，例如：default、clean、
site 流程等。於每項專案建構流程中，又區分為多個階段(phase)，舉例：default 建構 流程中，會有例如：validate、compile、test、package、integration test、verify、install、
deploy 等階段。每個階段會有相對應的 plugin 可作使用。Maven 本身會有一些系統預 設的 plugin。程式開發者能夠於設定檔中依需求來宣告 plugin，以及執行 plugin 的時 機。當專案建構的過程中，Maven 將會自動取得 plugin 並作執行。
4. 專案物件模型(Project Object Model，縮寫為 POM)：POM 為 Maven 專案主要的設定 檔(pom.xml)，決定該專案建構的所有相關設定，包含：專案名稱、組織名稱、屬性變 數、相依檔案、編譯執行等資訊。設定檔中的程式碼能夠維持精簡，因為位於 Maven 核心函式內的 super-pom.xml 檔案，已經預先完成相關慣例的設定。透過設定檔 (pom.xml)能夠覆寫 super-pom.xml 檔案的設定，或是附加新的定義和參數。
2.1.2 Gradle
Gradle 是一個以 Apache Ant 和 Apache Maven 概念為基礎的專案自動化建構工具。
Gradle 俱有簡單易用、豐富的軟體套件、以及跨平台等三項主要的優點，以下詳述介紹。
1. 簡單易用：Gradle 以 Groovy 語言為基礎，用簡易的領域特定語言(DSL，Domain Specific Language) 語法定義任務。程式開發者可不需具備 Java 語言基礎，即能夠快 速開發程式，縮短軟體開發時間。
2. 豐富的軟體套件：由於 Java 語言的長久發展而累積豐富的函式庫，使用者透過 Gradle 內建的 Plug-in 設計，使專案可依照需求來選擇適合的軟體套件，或是自行研發套件
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作使用。例如：JasperReport 套件用於產生專業報表、JavaMail API 用作處理電子郵 件、可執行 Jetty 內嵌網頁伺服器、以 JGit 處理專案版本控管任務等。
3. 俱有跨平台的特性：於任何裝有 JVM(Java Virtual Machine)的作業系統中，無論系統 是否有安裝 Gradle 工具，都能夠透過 gradlew 執行檔，去運行以 Gradle 為基礎的專 案。