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Angular CLI-Build in Spring Boot Maven-Lifecycle integrieren

Zu diesen Beitrag existiert ein GitHub Repository, welches die einzelnen Abschnitte als Tag gepflegt hat.

Vor einiger Zeit habe ich mir vorgenommen eine Applikation in Angular zu entwickeln, die mit Hilfe von Spring Boot ausgeliefert wird. Ziel der Übung war es die benötigten CLI Commands für ng in den Maven-Lifecycle1 so zu integrieren, dass beim Aufruf von mvn clean package eine Spring Boot Applikation herausfällt, die eine transpilierte, also mit ng build --prod gebaute SPA enthält. In diesem Blogpost beschreibe ich das grundlegende Vorgehen und lege meine Überlegungen diesbezüglich offen und begründe auch einen Teil meiner Entscheidungen entsprechend.

1. Neues Spring Boot Web Projekt anlegen

Um ein neues Spring Boot Web Projekt zu erzeugen habe ich zum Spring Initializrs2 gegriffen und mir ein Spring 2.0.0 Projekt generieren lassen. Als dependency habe ich ausschließlich Web eingegeben und anschließend das resultierende ZIP-File als Basis verwendet. Führt man auf diesem Projekt mvn spring-boot:run aus, wird die Spring Boot Applikation unter Port 8080 gestartet und kann im Browser aufgerufen werden. Da bisher keine HTML-Seite hinterlegt wurde, wird eine vordefinierte Fehlerseite ausgegeben.

2. Erste statische Inhalte ausliefern

Spring Boot Web erlaubt es auf verschiedenste Arten statischen Inhalt auszuliefern. Der einfachste Weg ist es, unter src/main/resources einen Ordner anzulegen, der static heißt. In diesem Ordner habe ich testweise eine HTML-Datei index.html angelegt, welche den Klassiker Hello, World! ausgibt. Startet man die Applikation nun neu, wird die index.html automatisch von Spring Boot als Startseite ausgeliefert und entsprechend im Browser angezeigt.

Wirft man einen Blick in das target Verzeichnis des Projektes, findet sich die index.html-Datei unter classes/static wieder. Wollen wir also eine Angular Applikation von Spring Boot ausliefern lassen, muss die App nach classes/static transpiliert werden. Im Umkehrschluss heißt das aber auch, dass unsere Angular Sourcen nicht im Ordner src/main/static liegen sollten, da diese ansonsten untranspiliert in das JAR einfließen und sie es nur unnötig aufblähen. Ich verwende daher den Ordner src/main/webapp als Basisordner, da dieser semantisch genau das ausdrückt, was die Angular App darstellt und dieser Ordner nach Maven-Konvention genau hierfür vorgesehen ist.

Anmerkung: An dieser Stelle sei angemerkt, dass das webapp-Verzeichnis nur dann verwendet werden sollte, wenn das maven-war-plugin3 nicht verwendet wird, da dies sonst davon ausgeht, dass sich in dem webapp-Ordner eine JSP/Java-basierte Webapplikaton befindet und versucht diese zu kompilieren.

3. Erzeugen eines initialen Angular CLI-Projekts

Nun da klar ist, dass sich die Angular App Sourcen im src/main/webapp Ordner befinden sollen, erzeuge ich entsprechend dort eine neue Angular App über die CLI ng new webapp. In dem neu erzeugten Angular Projekt kann nun wie gewohnt mit der Entwicklung der SPA angefangen werden und diese auch separat vom Spring Boot Projekt entwickelt werden.

4. Ausliefern der Angular App

Führt man den Befehl mvn clean package aus und schaut in das target Verzeichnis, sieht man, dass dort noch keine Spur der Angular App zu finden ist, da das webapp-Verzeichnis nicht wie das static-Verzeichnis automatisch im target-Ordner landet. Ziel ist es also nun, die Angular App wie in Schritt 2 beschrieben in den Ordner classes/static zu transpilieren. Hierfür reicht es aus in der angular-cli.json das Property outDir so anpassen, dass es auf das target-Verzeichnis zeigt: ../../../target/classes/static. Führt man nun ng build aus, wird die Angular App in das static-Verzeichnis geschrieben und nach einem Neustart der Spring Boot Applikation auch ausgeliefert.

5. Automatisieren der Schritte

Wenn man nun das Projekt ausschließlich mit Hilfe von Maven bauen will, muss natürlich auch das ng build Command in den Build-Lifecycle von Maven integriert werden. Dies hat mehrere Vorteile: Zum einen muss man als Entwickler nicht mehrere Befehle nacheinander ausführen (mvn package && ng build && maven spring-boot:run), zum anderen kann die Entwicklung beider Projekte transparent voneinander stattfinden. Als Java Entwickler brauche ich mich nicht mit den Angular CLI-Befehlen auseinanderzusetzen, da ich meine gewohnten Maven-Befehle benutzen kann und völlig transparent im Hintergrund die Angular CLI-Befehle ausgeführt werden und als Angular Entwickler kann ich mich ausschließlich auf den Ordner src/main/webapp konzentrieren und hier meine Angular CLI wie gewohnt nutzen.

Im Hinblick auf die Buildpipeline des Projekts bietet es sich an, die Abhängigkeiten zu benötigten Tools wie Maven, Java, Node, npm und Angular-CLI so weit zu reduzieren wie möglich. Statt also auf ein global installiertes Angular CLI zu bauen, verwende ich das unter den node_modules befindliche Angular CLI-Paket. Mit Hilfe des Befehls node node_modules/@angular/cli/bin/ng build --prod erreiche ich dasselbe Ergebnis wie mit dem Befehl ng build --prod mit dem Unterschied, dass ich die Angular CLI im ersten Fall nicht vorher mit dem Befehl npm install -g @angular/cli habe installieren müssen. Für Entwickler, die mit Node, npm oder Angular nicht sehr vertraut sind, wäre es mit diesem Ansatz nun völlig ausreichend Node.JS zu installieren, was genau wie Maven und Java sowieso benötigt würde - der Aufwand neue Tools zu lernen und die Rüstzeit entfallen bzw. werden hierdurch auf ein Minimum reduziert.

Nun bleibt noch die Frage, wann und wie diese Befehle auszuführen sind.

Welche Lifecycle-Phasen sollen verwendet werden?

Nach Durchsicht des Maven-Lifecycles scheinen sich die Phasen verify und compile anzubieten. Die Phase verify gewährlistet, dass das Projekt korrekt ist und alle erforderlichen Informationen und Abhängigkeiten vorhanden sind. In dieser Phase kann also npm install eingebaut werden, damit bei fehlenden oder falschen Dependencies im Angular Projekt der Build gemäß des Prinzips “fail fast” frühzeitig abbricht. Das Transpilieren der Angular App hingegen implementiere ich in die Phase compile, da hier auch die Java Klassen kompiliert werden (compile the source code of the project).

Achtung: Wird mit dem spring-boot-plugin gearbeitet (bspw. mvn spring-boot:run), muss das npm install in eine Phase zwischen generate-resources und compile integriert werden, da das spring-boot-plugin nicht nochmal die Phase verify aufruft. Im verlinkten GitHub Repository ist daher der npm install-Befehl in die Phase generate-resources eingebunden.

Wie können die erforderlichen Befehle zu einer bestimmten Phase ausgeführt werden?

Um sich in den Maven-Build einzuhängen existiert für das Ausführen von Befehlen das Maven Plugin exec-maven-plugin4. Über dieses Plugin werden executions definiert, welche zu einer konfigurierbaren phase in der Reihenfolge ausgeführt werden, wie sie in der pom.xml definiert sind. Daher werden zwei executions definiert: npm-install und ng-build, welche entsprechend mit den Commands npm install bzw. nb build --prod konfiguriert werden.

Führt man nun, nachdem das exec-maven-plugin eingebunden und konfiguriert wurde, mvn clean package aus, erzeugt Maven ein JAR-File im target-Verzeichnis welches man mit Hilfe des Befehls java -jar <filename>.jar ausführen kann. Durch die skizzierte Integration der Angular CLI in den Maven-Lifecycle erhalten wir eine Spring Boot Applikation die über einen integrierten Tomcat unsere Angular App ausliefert. Der Buildlifecycle hierbei ist völlig transparent!

6. Noch einen Schritt weiter: Tests

Zwar ist das eigentliche Ziel meines Vorhabens bereits erreicht, doch möchte ich nun auch noch ein weiteres Detail in den Buildlifecycle einbauen: Tests! Angular erlaubt es Tests zu schreiben und mit Hilfe des Commands ng test auszuführen. Wie in den vorherigen Schritten gezeigt ist es ein Leichtes diesen Aufruf auch noch einzubauen. Maven bietet die dedizierte Phase test an, in welcher man ng test -sr implementiert habe. Das Flat -sr steht für single-run und führt die Tests einmalig aus.