Spring Boot——開發新一代Spring Java應用

轉自：https://www.tianmaying.com/tutorial/spring-boot-overview

Spring官方網站本身使用Spring框架開發，隨着功能以及業務邏輯的日益複雜，應用伴隨着大量的XML配置文件以及複雜的Bean依賴關係。隨着Spring 3.0的發佈，Spring IO團隊逐漸開始擺脫XML配置文件，並且在開發過程中大量使用“約定優先配置”（convention over configuration）的思想來擺脫Spring框架中各類繁複紛雜的配置（即時是Java Config）。

Spring Boot正是在這樣的一個背景下被抽象出來的開發框架，它本身並不提供Spring框架的核心特性以及擴展功能，只是用於快速、敏捷地開發新一代基於Spring框架的應用程序。也就是說，它並不是用來替代Spring的解決方案，而是和Spring框架緊密結合用於提升Spring開發者體驗的工具。同時它集成了大量常用的第三方庫配置（例如Jackson, JDBC, Mongo, Redis, Mail等等），Spring Boot應用中這些第三方庫幾乎可以零配置的開箱即用（out-of-the-box），大部分的Spring Boot應用都只需要非常少量的配置代碼，開發者能夠更加專注於業務邏輯。

Spring Boot的一個比較完整的例子請見Spring Boot博客系統。

Hello World

傳統基於Spring的Java Web應用，需要配置web.xml, applicationContext.xml，將應用打成war包放入應用服務器(Tomcat, Jetty等)中並運行。如果基於Spring Boot，這一切都將變得簡單：

以Maven項目爲例，首先引入Spring Boot的開發依賴：

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>1.4.1.RELEASE</version>
</parent>
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

編寫一個類包含處理HTTP請求的方法以及一個main()函數：

@Controller
@EnableAutoConfiguration
public class SampleController {

    @RequestMapping("/")
    @ResponseBody
    String home() {
        return "Hello World!";
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        SpringApplication.run(SampleController.class, args);
    }
}

啓動main函數後，在控制檯中可以發現啓動了一個Tomcat容器，一個基於Spring MVC的應用也同時啓動起來，這時訪問[[http://localhost:8080](http://localhost:8080)]([http://localhost:8080](http://localhost:8080))就可以看到Hello World!出現在瀏覽器中了。

關於Spring MVC，請參考Spring MVC快速入門。

Spring Boot初探

在Maven依賴中引入了spring-boot-starter-web，它包含了Spring Boot預定義的一些Web開發的常用依賴:

spring-web, spring-webmvc Spring WebMvc框架
tomcat-embed-* 內嵌Tomcat容器
jackson 處理json數據
spring-* Spring框架
spring-boot-autoconfigure Spring Boot提供的自動配置功能

Java代碼中沒有任何配置，和傳統的Spring應用相比，多了兩個我們不認識的符號：

@EnableAutoConfiguration
SpringApplication

它們都是由Spring Boot框架提供。在SpringApplication.run()方法執行後，Spring Boot的autoconfigure發現這是一個Web應用（根據類路徑上的依賴確定），於是在內嵌的Tomcat容器中啓動了一個Spring的應用上下文，並且監聽默認的tcp端口8080（默認約定）。同時在Spring Context中根據默認的約定配置了Spring WebMvc：

Servlet容器默認的Context路徑是/
DispatherServlet匹配的路徑(servlet-mapping中的url-patterns)是/*
@ComponentScan路徑被默認設置爲SampleController的同名package，也就是該package下的所有@Controller，@Service, @Component, @Repository都會被實例化後並加入Spring Context中。

沒有一行配置代碼、也沒有web.xml。基於Spring Boot的應用在大多數情況下都不需要我們去顯式地聲明各類配置，而是將最常用的默認配置作爲約定，在不聲明的情況下也能適應大多數的開發場景。

實例：數據庫訪問

除了最基本的Web框架，另一種非常普遍的開發場景是訪問數據庫。在傳統的Spring應用中，訪問數據庫我們需要配置：

類路徑上添加數據庫訪問驅動
實例化DataSource對象，指定數據庫url, username, password等信息
注入JdbcTemplate對象，如果使用Hibernate，Mybatis等框架，還需要進一步配置框架信息

在Spring Boot中，上述過程會被簡化。首先在Maven項目依賴中定義：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web-jdbc</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.h2database</groupId>
    <artifactId>h2</artifactId>
</dependency>

spring-boot-starter-web-jdbc引入了spring-jdbc依賴，h2是一個內存關係型數據庫。在引入了這些依賴並啓動Spring Boot應用程序後，autoconfigure發現spring-jdbc位於類路徑中，於是：

根據類路徑上的JDBC驅動類型（這裏是h2，預定義了derby, sqlite, mysql, oracle, sqlserver等等），創建一個DataSource連接池對象，本例中的h2是內存數據庫，無需任何配置，如果是mysql, oracle等類型的數據庫需要開發者配置相關信息。
在Spring Context中創建一個JdbcTemplate對象（使用DataSource初始化）

接下來開發者的工作就非常簡單了，在業務邏輯中直接引入JdbcTemplate即可：

@Service
public class MyService {

    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;

}

除了spring-jdbc，Spring Boot還能夠支持JPA，以及各種NoSQL數據庫——包括MongoDB，Redis，全文索引工具elasticsearch, solr等等。

配置

Spring Boot最大的特色是“約定優先配置”，大量的默認配置對開發者十分的友好。但是在實際的應用開發過程中，默認配置不可能滿足所有場景，同時用戶也需要配置一些必須的配置項——例如數據庫連接信息。Spring Boot的配置系統能夠讓開發者快速的覆蓋默認約定，同時支持Properties配置文件和YAML配置文件兩種格式，默認情況下Spring Boot加載類路徑上的application.properties或application.yml文件，例如：

spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost/test
spring.datasource.username=dbuser
spring.datasource.password=dbpass
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver

YAML格式更加簡潔：

spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost/test
    username: dbuser
    password: dbpass
    driver-class: com.mysql.jdbc.Driver

一旦發現這些信息，Spring Boot就會根據它們創建DataSource對象。另一個常見的配置場景是Web應用服務器：

# Server settings (ServerProperties)
server:
  port: 8080
  address: 127.0.0.1
  sessionTimeout: 30
  contextPath: /

  # Tomcat specifics
  tomcat:
    accessLogEnabled: false
    protocolHeader: x-forwarded-proto
    remoteIpHeader: x-forwarded-for
    basedir:
    backgroundProcessorDelay: 30 # secs

通過port和address可以修改服務器監聽的地址和端口，sessionTimeout配置session過期時間（再也不用修改web.xml了，因爲它根本不存在）。同時如果在生產環境中使用內嵌Tomcat，當然希望能夠配置它的日誌、線程池等信息，這些現在都可以通過Spring Boot的屬性文件配置，而不再需要再對生產環境中的Tomcat實例進行單獨的配置管理了。

@EnableAutoCongiguration

從Spring 3.0開始，爲了替代繁瑣的XML配置，引入了@Enable...註解對@Configuration類進行修飾以達到和XML配置相同的效果。想必不少開發者已經使用過類似註解：

@EnableTransactionManagement開啓Spring事務管理，相當於XMl中的<tx:*>
@EnableWebMvc使用Spring MVC框架的一些默認配置
@EnableScheduling會初始化一個Scheduler用於執行定時任務和異步任務

Spring Boot提供的@EnableAutoCongiguration似乎功能更加強大，一旦加上，上述所有的配置似乎都被包含進來而無需開發者顯式聲明。它究竟是如何做到的呢，先看看它的定義：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Import({ EnableAutoConfigurationImportSelector.class,
        AutoConfigurationPackages.Registrar.class })
public @interface EnableAutoConfiguration {

    /**
     * Exclude specific auto-configuration classes such that they will never be applied.
     */
    Class<?>[] exclude() default {};

}

EnableAutoConfigurationImportSelector使用的是spring-core模塊中的SpringFactoriesLoader#loadFactoryNames()方法，它的作用是在類路徑上掃描META-INF/spring.factories文件中定義的類：

# Initializers
org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\
org.springframework.boot.autoconfigure.logging.AutoConfigurationReportLoggingInitializer

# Auto Configure
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
org.springframework.boot.autoconfigure.aop.AopAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.amqp.RabbitAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.MessageSourceAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.PropertyPlaceholderAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.batch.BatchAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.JpaRepositoriesAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.MongoRepositoriesAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.redis.RedisAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jms.JmsTemplateAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jmx.JmxAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.mobile.DeviceResolverAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.mongo.MongoAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.mongo.MongoTemplateAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.orm.jpa.HibernateJpaAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.reactor.ReactorAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.security.SecurityAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.security.FallbackWebSecurityAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.thymeleaf.ThymeleafAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.EmbeddedServletContainerAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.DispatcherServletAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.ServerPropertiesAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.MultipartAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.HttpMessageConvertersAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.WebMvcAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.websocket.WebSocketAutoConfiguration

實際上這就是Spring Boot會自動配置的一些對象，例如前面提到的Web框架由EmbeddedServletContainerAutoConfiguration,DispatcherServletAutoConfiguration, ServerPropertiesAutoConfiguration等配置完成，而DataSource的自動配置則是由DataSourceAutoConfiguration完成。現在我們以Mongo的配置MongoAutoConfiguration爲例，來探索Spring Boot是如何完成這些配置的：

@Configuration
@ConditionalOnClass(Mongo.class)
@EnableConfigurationProperties(MongoProperties.class)
public class MongoAutoConfiguration {

    @Autowired
    private MongoProperties properties;

    private Mongo mongo;

    @PreDestroy
    public void close() throws UnknownHostException {
        if (this.mongo != null) {
            this.mongo.close();
        }
    }

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean
    public Mongo mongo() throws UnknownHostException {
        this.mongo = this.properties.createMongoClient();
        return this.mongo;
    }

}

首先這是一個Spring的配置@Configuration，它定義了我們訪問Mongo需要的@Bean，如果這個@Configuration被Spring Context掃描到，那麼Context中自然也就有兩個一個Mongo對象能夠直接爲開發者所用。

但是注意到其它幾個Spring註解：

@ConditionOnClass表明該@Configuration僅僅在一定條件下才會被加載，這裏的條件是Mongo.class位於類路徑上
@EnableConfigurationProperties將Spring Boot的配置文件（application.properties）中的spring.data.mongodb.*屬性映射爲MongoProperties並注入到MongoAutoConfiguration中。
@ConditionalOnMissingBean說明Spring Boot僅僅在當前上下文中不存在Mongo對象時，纔會實例化一個Bean。這個邏輯也體現了Spring Boot的另外一個特性——自定義的Bean優先於框架的默認配置，我們如果顯式的在業務代碼中定義了一個Mongo對象，那麼Spring Boot就不再創建。

接下來看一看MongoProperties：

@ConfigurationProperties(prefix = "spring.data.mongodb")
public class MongoProperties {

    private String host;
    private int port = DBPort.PORT;
    private String uri = "mongodb://localhost/test";
    private String database;

    // ... getters/ setters omitted
}

顯然，它就是以spring.data.mongodb作爲前綴的屬性，然後通過名字直接映射爲對象的屬性，同時還包含了一些默認值。如果不配置，那麼mongo.uri就是mongodb://localhost/test。

Production特性

從前面的例子可以看出，Spring Boot能夠非常快速的做出一些原型應用，但是它同樣可以被用於生產環境。爲了添加生產環境特性支持，需要在Maven依賴中引入：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>

加入actuator依賴後，應用啓動後會創建一些基於Web的Endpoint：

/autoconfig，用來查看Spring Boot的框架自動配置信息，哪些被自動配置，哪些沒有，原因是什麼。
/beans，顯示應用上下文的Bean列表
/dump，顯示線程dump信息
/health，應用健康狀況檢查
/metrics
/shutdown, 默認沒有打開
/trace

總結

Spring Boot是新一代Spring應用的開發框架，它能夠快速的進行應用開發，讓人忘記傳統的繁瑣配置，更加專注於業務邏輯。現在Spring官方文檔中所有的Guide中的例子都是使用Spring Boot進行構建，這也是一個學習Spring, Spring Boot非常好的地方。如果想進一步深度學習Spring Boot，可以參考：

Spring Boot——開發新一代Spring Java應用

Hello World

Spring Boot初探

實例：數據庫訪問

配置

@EnableAutoCongiguration

Production特性

總結

進一步閱讀

DAPPER 事務 TRANSACTION

Java中線程的創建方式

Spring MVC快速入門教程

Spring Boot——開發新一代Spring Java應用

mybatis-spring官方中文教程文檔

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Maven 搭建spring boot多模塊項目

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