Spring学习笔记（十二）——SpringBoot基础和快速入门

2022-09-24 10:04:13 浏览数 (1)

一、SpringBoot简介

1.1 原有Spring优缺点分析

1.1.1 Spring的优点分析

Spring是Java企业版（Java Enterprise Edition，JEE，也称J2EE）的轻量级代替品。无需开发重量级的Enterprise JavaBean（EJB），Spring为企业级Java开发提供了一种相对简单的方法，通过依赖注入和面向切面编程，用简单的Java对象（Plain Old Java Object，POJO）实现了EJB的功能。

1.1.2 Spring的缺点分析

虽然Spring的组件代码是轻量级的，但它的配置却是重量级的。一开始，Spring用XML配置，而且是很多XML配置。Spring 2.5引入了基于注解的组件扫描，这消除了大量针对应用程序自身组件的显式XML配置。Spring 3.0引入了基于Java的配置，这是一种类型安全的可重构配置方式，可以代替XML。

所有这些配置都代表了开发时的损耗。因为在思考Spring特性配置和解决业务问题之间需要进行思维切换，所以编写配置挤占了编写应用程序逻辑的时间。和所有框架一样，Spring实用，但与此同时它要求的回报也不少。

除此之外，项目的依赖管理也是一件耗时耗力的事情。在环境搭建时，需要分析要导入哪些库的坐标，而且还需要分析导入与之有依赖关系的其他库的坐标，一旦选错了依赖的版本，随之而来的不兼容问题就会严重阻碍项目的开发进度。

1.2 SpringBoot的概述

1.2.1 SpringBoot解决上述Spring的缺点

SpringBoot对上述Spring的缺点进行的改善和优化，基于约定优于配置的思想，可以让开发人员不必在配置与逻辑业务之间进行思维的切换，全身心的投入到逻辑业务的代码编写中，从而大大提高了开发的效率，一定程度上缩短了项目周期。

1.2.2 SpringBoot的特点
  • 为基于Spring的开发提供更快的入门体验
  • 开箱即用，没有代码生成，也无需XML配置。同时也可以修改默认值来满足特定的需求
  • 提供了一些大型项目中常见的非功能性特性，如嵌入式服务器、安全、指标，健康检测、外部配置等
  • SpringBoot不是对Spring功能上的增强，而是提供了一种快速使用Spring的方式
1.2.3 SpringBoot的核心功能
  • 起步依赖起步依赖本质上是一个Maven项目对象模型（Project Object Model，POM），定义了对其他库的传递依赖，这些东西加在一起即支持某项功能。 简单的说，起步依赖就是将具备某种功能的坐标打包到一起，并提供一些默认的功能。
  • 自动配置 Spring Boot的自动配置是一个运行时（更准确地说，是应用程序启动时）的过程，考虑了众多因素，才决定Spring配置应该用哪个，不该用哪个。该过程是Spring自动完成的。

​ 注意：起步依赖和自动配置的原理剖析会在第三章《SpringBoot原理分析》进行详细讲解

二、SpringBoot快速入门

2.1 代码实现

2.1.1 创建Maven工程

使用idea工具创建一个maven工程，该工程为普通的java工程即可

2.1.2 添加SpringBoot的起步依赖

SpringBoot要求，项目要继承SpringBoot的起步依赖spring-boot-starter-parent

代码语言：javascript复制
<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.0.1.RELEASE</version>
</parent>

SpringBoot要集成SpringMVC进行Controller的开发，所以项目要导入web的启动依赖

代码语言：javascript复制
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>
2.1.3 编写SpringBoot引导类

要通过SpringBoot提供的引导类起步SpringBoot才可以进行访问

代码语言：javascript复制
package com.itheima;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class MySpringBootApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MySpringBootApplication.class);
    }

}
2.1.4 编写Controller

在引导类MySpringBootApplication同级包或者子级包中创建QuickStartController

代码语言：javascript复制
package com.itheima.controller;

import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;

@Controller
public class QuickStartController {

    @RequestMapping("/quick")
    @ResponseBody
    public String quick(){
        return "springboot 访问成功!";
    }

}
2.1.5 测试

执行SpringBoot起步类的主方法，控制台打印日志如下：

代码语言：javascript复制
.   ____          _            __ _ _
 /\ / ___'_ __ _ _(_)_ __  __ _    
( ( )___ | '_ | '_| | '_ / _` |    
 \/  ___)| |_)| | | | | || (_| |  ) ) ) )
  '  |____| .__|_| |_|_| |___, | / / / /
 =========|_|==============|___/=/_/_/_/
 :: Spring Boot ::        (v2.0.1.RELEASE)

2018-05-08 14:29:59.714  INFO 5672 --- [           main] com.itheima.MySpringBootApplication      : Starting MySpringBootApplication on DESKTOP-RRUNFUH with PID 5672 (C:UsersmuzimooIdeaProjectsIdeaTestspringboot_quicktargetclasses started by muzimoo in C:UsersmuzimooIdeaProjectsIdeaTest)
... ... ...
o.s.w.s.handler.SimpleUrlHandlerMapping  : Mapped URL path [/**] onto handler of type [class org.springframework.web.servlet.resource.ResourceHttpRequestHandler]
2018-05-08 14:30:03.126  INFO 5672 --- [           main] o.s.j.e.a.AnnotationMBeanExporter        : Registering beans for JMX exposure on startup
2018-05-08 14:30:03.196  INFO 5672 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path ''
2018-05-08 14:30:03.206  INFO 5672 --- [           main] com.itheima.MySpringBootApplication      : Started MySpringBootApplication in 4.252 seconds (JVM running for 5.583)

通过日志发现，Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path ''

tomcat已经起步，端口监听8080，web应用的虚拟工程名称为空

打开浏览器访问url地址为：http://localhost:8080/quick

2.2 快速入门解析

2.2.2 SpringBoot代码解析
  • @SpringBootApplication：标注SpringBoot的启动类，该注解具备多种功能（后面详细剖析）
  • SpringApplication.run(MySpringBootApplication.class) 代表运行SpringBoot的启动类，参数为SpringBoot启动类的字节码对象
2.2.3 SpringBoot工程热部署

我们在开发中反复修改类、页面等资源，每次修改后都是需要重新启动才生效，这样每次启动都很麻烦，浪费了大量的时间，我们可以在修改代码后不重启就能生效，在 pom.xml 中添加如下配置就可以实现这样的功能，我们称之为热部署。

代码语言：javascript复制
<!--热部署配置-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
</dependency>

注意：IDEA进行SpringBoot热部署失败原因

出现这种情况，并不是热部署配置问题，其根本原因是因为Intellij IEDA默认情况下不会自动编译，需要对IDEA进行自动编译的设置，如下：

然后 Shift Ctrl Alt /，选择Registry

2.2.4 使用idea快速创建SpringBoot项目

通过idea快速创建的SpringBoot项目的pom.xml中已经导入了我们选择的web的起步依赖的坐标

代码语言：javascript复制
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.itheima</groupId>
    <artifactId>springboot_quick2</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>

    <name>springboot_quick2</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.0.1.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <java.version>9</java.version>
    </properties>

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

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>


</project>

默认生成的Spring Boot项目； - 主程序已经生成好了，我们只需要我们自己的逻辑 - resources文件夹中目录结构 - static：保存所有的静态资源； js css images； - templates：保存所有的模板页面；（Spring Boot默认jar包使用嵌入式的Tomcat，默认不支持JSP页面）；可以使用模板引擎（freemarker、thymeleaf）； - application.properties：Spring Boot应用的配置文件；可以修改一些默认设置； 可以使用快速入门的方式创建Controller进行访问，此处不再赘述

三、SpringBoot原理分析

3.1 起步依赖原理分析

3.1.1 分析spring-boot-starter-parent

按住Ctrl点击pom.xml中的spring-boot-starter-parent，跳转到了spring-boot-starter-parent的pom.xml，xml配置如下（只摘抄了部分重点配置）：

代码语言：javascript复制
<parent>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
  <version>2.0.1.RELEASE</version>
  <relativePath>../../spring-boot-dependencies</relativePath>
</parent>

按住Ctrl点击pom.xml中的spring-boot-starter-dependencies，跳转到了spring-boot-starter-dependencies的pom.xml，xml配置如下（只摘抄了部分重点配置）：

代码语言：javascript复制
<properties>
    <activemq.version>5.15.3</activemq.version>
    <antlr2.version>2.7.7</antlr2.version>
    <appengine-sdk.version>1.9.63</appengine-sdk.version>
    <artemis.version>2.4.0</artemis.version>
    <aspectj.version>1.8.13</aspectj.version>
    <assertj.version>3.9.1</assertj.version>
    <atomikos.version>4.0.6</atomikos.version>
    <bitronix.version>2.1.4</bitronix.version>
    <build-helper-maven-plugin.version>3.0.0</build-helper-maven-plugin.version>
    <byte-buddy.version>1.7.11</byte-buddy.version>
    ... ... ...
</properties>
<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot</artifactId>
            <version>2.0.1.RELEASE</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-test</artifactId>
            <version>2.0.1.RELEASE</version>
        </dependency>
        ... ... ...
    </dependencies>
</dependencyManagement>
<build>
    <pluginManagement>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.jetbrains.kotlin</groupId>
                <artifactId>kotlin-maven-plugin</artifactId>
                <version>${kotlin.version}</version>
            </plugin>
            <plugin>
                <groupId>org.jooq</groupId>
                <artifactId>jooq-codegen-maven</artifactId>
                <version>${jooq.version}</version>
            </plugin>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <version>2.0.1.RELEASE</version>
            </plugin>
            ... ... ...
        </plugins>
    </pluginManagement>
</build>

从上面的spring-boot-starter-dependencies的pom.xml中我们可以发现，一部分坐标的版本、依赖管理、插件管理已经定义好，所以我们的SpringBoot工程继承spring-boot-starter-parent后已经具备版本锁定等配置了。所以起步依赖的作用就是进行依赖的传递。

3.1.2 分析spring-boot-starter-web

按住Ctrl点击pom.xml中的spring-boot-starter-web，跳转到了spring-boot-starter-web的pom.xml，xml配置如下（只摘抄了部分重点配置）：

代码语言：javascript复制
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd" xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starters</artifactId>
        <version>2.0.1.RELEASE</version>
    </parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    <version>2.0.1.RELEASE</version>
    <name>Spring Boot Web Starter</name>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
            <version>2.0.1.RELEASE</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-json</artifactId>
            <version>2.0.1.RELEASE</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
            <version>2.0.1.RELEASE</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.hibernate.validator</groupId>
            <artifactId>hibernate-validator</artifactId>
            <version>6.0.9.Final</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-web</artifactId>
            <version>5.0.5.RELEASE</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
            <version>5.0.5.RELEASE</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

从上面的spring-boot-starter-web的pom.xml中我们可以发现，spring-boot-starter-web就是将web开发要使用的spring-web、spring-webmvc等坐标进行了“打包”，这样我们的工程只要引入spring-boot-starter-web起步依赖的坐标就可以进行web开发了，同样体现了依赖传递的作用。

3.2 自动配置原理解析

按住Ctrl点击查看启动类MySpringBootApplication上的注解@SpringBootApplication

代码语言：javascript复制
@SpringBootApplication
public class MySpringBootApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MySpringBootApplication.class);
    }
}

注解@SpringBootApplication的源码

代码语言：javascript复制
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = {
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {

    /**
     * Exclude specific auto-configuration classes such that they will never be applied.
     * @return the classes to exclude
     */
    @AliasFor(annotation = EnableAutoConfiguration.class)
    Class<?>[] exclude() default {};

    ... ... ...

}

其中，

@SpringBootConfiguration：等同与@Configuration，既标注该类是Spring的一个配置类

@EnableAutoConfiguration：SpringBoot自动配置功能开启

按住Ctrl点击查看注解@EnableAutoConfiguration

代码语言：javascript复制
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {
    ... ... ...
}

其中，@Import(AutoConfigurationImportSelector.class) 导入了AutoConfigurationImportSelector类

按住Ctrl点击查看AutoConfigurationImportSelector源码

代码语言：javascript复制
public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
        ... ... ...
        List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata,
                                                                   attributes);
        configurations = removeDuplicates(configurations);
        Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
        checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
        configurations.removeAll(exclusions);
        configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
        fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
        return StringUtils.toStringArray(configurations);
}


protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata,
            AnnotationAttributes attributes) {
        List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(
                getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), getBeanClassLoader());

        return configurations;
}

其中，SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames 方法的作用就是从META-INF/spring.factories文件中读取指定类对应的类名称列表

spring.factories 文件中有关自动配置的配置信息如下：

代码语言：javascript复制
... ... ...

org.springframework.boot.autoconfigure.web.reactive.function.client.WebClientAutoConfiguration,
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.DispatcherServletAutoConfiguration,
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.ServletWebServerFactoryAutoConfiguration,
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.error.ErrorMvcAutoConfiguration,
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.HttpEncodingAutoConfiguration,
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.MultipartAutoConfiguration,

... ... ...

上面配置文件存在大量的以Configuration为结尾的类名称，这些类就是存有自动配置信息的类，而SpringApplication在获取这些类名后再加载

我们以ServletWebServerFactoryAutoConfiguration为例来分析源码：

代码语言：javascript复制
@Configuration
@AutoConfigureOrder(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
@ConditionalOnClass(ServletRequest.class)
@ConditionalOnWebApplication(type = Type.SERVLET)
@EnableConfigurationProperties(ServerProperties.class)
@Import({ ServletWebServerFactoryAutoConfiguration.BeanPostProcessorsRegistrar.class,
        ServletWebServerFactoryConfiguration.EmbeddedTomcat.class,
        ServletWebServerFactoryConfiguration.EmbeddedJetty.class,
        ServletWebServerFactoryConfiguration.EmbeddedUndertow.class })
public class ServletWebServerFactoryAutoConfiguration {
    ... ... ...
}

其中，

@EnableConfigurationProperties(ServerProperties.class) 代表加载ServerProperties服务器配置属性类

进入ServerProperties.class源码如下：

代码语言：javascript复制
@ConfigurationProperties(prefix = "server", ignoreUnknownFields = true)
public class ServerProperties {

    /**
     * Server HTTP port.
     */
    private Integer port;

    /**
     * Network address to which the server should bind.
     */
    private InetAddress address;

    ... ... ...

}

其中，

prefix = "server" 表示SpringBoot配置文件中的前缀，SpringBoot会将配置文件中以server开始的属性映射到该类的字段中。映射关系如下：

spring springboot 网站 maven xml

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