SpringBoot：快速入门

什么是Spring

Spring是一个开源框架，2003 年兴起的一个轻量级的Java 开发框架，作者：Rod Johnson 。

Spring是为了解决企业级应用开发的复杂性而创建的，简化开发。

Spring是如何简化Java开发的

为了降低Java开发的复杂性，Spring采用了以下4种关键策略：

1、基于POJO的轻量级和最小侵入性编程；

2、通过IOC，依赖注入（DI）和面向接口实现松耦合；

3、基于切面（AOP）和惯例进行声明式编程；

4、通过切面和模版减少样式代码；

什么是SpringBoot

学过javaweb的同学就知道，开发一个web应用，从最初开始接触Servlet结合Tomcat, 跑出一个Hello Wolrld程序，是要经历特别多的步骤；后来就用了框架Struts，再后来是SpringMVC，到了现在的SpringBoot，过一两年又会有其他web框架出现；不知道你们有没经历过框架不断的演进，然后自己开发项目所有的技术也再不断的变化、改造，反正我是都经历过了，哈哈。言归正传，什么是SpringBoot呢，就是一个javaweb的开发框架，和SpringMVC类似，对比其他javaweb框架的好处，官方说是简化开发，约定大于配置， you can "just run"，能迅速的开发web应用，几行代码开发一个http接口。

所有的技术框架的发展似乎都遵循了一条主线规律：从一个复杂应用场景衍生一种规范框架，人们只需要进行各种配置而不需要自己去实现它，这时候强大的配置功能成了优点；发展到一定程度之后，人们根据实际生产应用情况，选取其中实用功能和设计精华，重构出一些轻量级的框架；之后为了提高开发效率，嫌弃原先的各类配置过于麻烦，于是开始提倡“约定大于配置”，进而衍生出一些一站式的解决方案。

是的这就是Java企业级应用->J2EE->spring->springboot的过程。

随着 Spring 不断的发展，涉及的领域越来越多，项目整合开发需要配合各种各样的文件，慢慢变得不那么易用简单，违背了最初的理念，甚至人称配置地狱。Spring Boot 正是在这样的一个背景下被抽象出来的开发框架，目的为了让大家更容易的使用 Spring 、更容易的集成各种常用的中间件、开源软件；

Spring Boot 基于 Spring 开发，Spirng Boot 本身并不提供 Spring 框架的核心特性以及扩展功能，只是用于快速、敏捷地开发新一代基于 Spring 框架的应用程序。也就是说，它并不是用来替代 Spring 的解决方案，而是和 Spring 框架紧密结合用于提升 Spring 开发者体验的工具。Spring Boot 以约定大于配置的核心思想，默认帮我们进行了很多设置，多数 Spring Boot 应用只需要很少的 Spring 配置。同时它集成了大量常用的第三方库配置（例如 Redis、MongoDB、Jpa、RabbitMQ、Quartz 等等），Spring Boot 应用中这些第三方库几乎可以零配置的开箱即用，

简单来说就是SpringBoot其实不是什么新的框架，它默认配置了很多框架的使用方式，就像maven整合了所有的jar包，spring boot整合了所有的框架。

Spring Boot 出生名门，从一开始就站在一个比较高的起点，又经过这几年的发展，生态足够完善，Spring Boot 已经当之无愧成为 Java 领域最热门的技术。

Spring Boot的主要优点：

为所有Spring开发者更快的入门
开箱即用，提供各种默认配置来简化项目配置
内嵌式容器简化Web项目
没有冗余代码生成和XML配置的要求

使用 Spring Boot 到底有多爽，用下面这幅图来表达

微服务

什么是微服务？

微服务是一种架构风格，它要求我们在开发一个应用的时候，这个应用必须构建成一系列小服务的组合；可以通过http的方式进行互通。要说微服务架构，先得说说过去我们的单体应用架构。

单体应用架构

所谓单体应用架构（all in one）是指，我们将一个应用的中的所有应用服务都封装在一个应用中。

无论是ERP、CRM或是其他什么系统，你都把数据库访问，web访问，等等各个功能放到一个war包内。

这样做的好处是，易于开发和测试；也十分方便部署；当需要扩展时，只需要将war复制多份，然后放到多个服务器上，再做个负载均衡就可以了。
单体应用架构的缺点是，哪怕我要修改一个非常小的地方，我都需要停掉整个服务，重新打包、部署这个应用war包。特别是对于一个大型应用，我们不可能吧所有内容都放在一个应用里面，我们如何维护、如何分工合作都是问题。

微服务架构

all in one的架构方式，我们把所有的功能单元放在一个应用里面。然后我们把整个应用部署到服务器上。如果负载能力不行，我们将整个应用进行水平复制，进行扩展，然后在负载均衡。

所谓微服务架构，就是打破之前all in one的架构方式，把每个功能元素独立出来。把独立出来的功能元素的动态组合，需要的功能元素才去拿来组合，需要多一些时可以整合多个功能元素。所以微服务架构是对功能元素进行复制，而没有对整个应用进行复制。

这样做的好处是：

节省了调用资源。
每个功能元素的服务都是一个可替换的、可独立升级的软件代码。

Martin Flower 于 2014 年 3 月 25 日写的《Microservices》，详细的阐述了什么是微服务。

原文地址：http://martinfowler.com/articles/microservices.html
翻译：https://www.cnblogs.com/liuning8023/p/4493156.html

如何构建微服务

一个大型系统的微服务架构，就像一个复杂交织的神经网络，每一个神经元就是一个功能元素，它们各自完成自己的功能，然后通过http相互请求调用。比如一个电商系统，查缓存、连数据库、浏览页面、结账、支付等服务都是一个个独立的功能服务，都被微化了，它们作为一个个微服务共同构建了一个庞大的系统。如果修改其中的一个功能，只需要更新升级其中一个功能服务单元即可。

但是这种庞大的系统架构给部署和运维带来很大的难度。于是，spring为我们带来了构建大型分布式微服务的全套、全程产品：

构建一个个功能独立的微服务应用单元，可以使用springboot，可以帮我们快速构建一个应用；
大型分布式网络服务的调用，这部分由spring cloud来完成，实现分布式；
在分布式中间，进行流式数据计算、批处理，我们有spring cloud data flow。
spring为我们想清楚了整个从开始构建应用到大型分布式应用全流程方案。

HelloWorld

准备工作

我们将学习如何快速的创建一个Spring Boot应用，并且实现一个简单的Http请求处理。通过这个例子对Spring Boot有一个初步的了解，并体验其结构简单、开发快速的特性。

我的环境准备：

java version "1.8.0_181"
Maven-3.6.1
SpringBoot 2.x 最新版

开发工具：

IDEA

创建基础项目

Spring官方提供了非常方便的工具

Spring Initializr：https://start.spring.io/ 来帮助我们创建Spring Boot应用。

【目标一：使用Spring Initializr页面创建项目】

步骤：

打开 https://start.spring.io/
填写项目信息
点击”Generate Project“按钮生成项目；下载此项目
解压项目包，并用编译器以Maven项目导入，以IntelliJ IDEA为例：
导入这个Maven项目，一路下一步即可，直到项目导入完毕。如果是第一次使用，可能速度会比较慢，需要耐心等待一切就绪

项目结构分析

通过上面步骤完成了基础项目的创建。就会自动生成以下文件。

程序的主程序类
一个 application.properties或者是application.yml 配置文件
一个测试类

生成的DemoApplication和测试包下的DemoApplicationTests类都可以直接运行来启动当前创建的项目，由于目前该项目未配合任何数据访问或Web模块，程序会在加载完Spring之后结束运行。

pom.xml 分析

打开pom.xml，看看Spring Boot项目的依赖：

<?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 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.1.9.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.kuang</groupId>
    <artifactId>springboot-01-helloworld</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>springboot-01-helloworld</name>
    <description>springboot-01-helloworld</description>

    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>

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

如上所示，主要有四个部分：

项目元数据信息：创建时候输入的Project Metadata部分，也就是Maven项目的基本元素，包括：groupId、artifactId、version、name、description等
parent：继承spring-boot-starter-parent的依赖管理，控制版本与打包等内容
dependencies：项目具体依赖，这里包含了spring-boot-starter-web用于实现HTTP接口（该依赖中包含了Spring MVC），官网对它的描述是：使用Spring MVC构建Web（包括RESTful）应用程序的入门者，使用Tomcat作为默认嵌入式容器。；spring-boot-starter-test用于编写单元测试的依赖包。更多功能模块的使用我们将在后面逐步展开。
build：构建配置部分。默认使用了spring-boot-maven-plugin，配合spring-boot-starter-parent就可以把Spring Boot应用打包成JAR来直接运行。

编写HTTP接口

在主程序的同级目录下，新建一个controller包【一定要在同级目录下，否则识别不到】

在包中新建一个Controller类

package com.kuang.springboot.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class HelloController {

    @RequestMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Hello World";
    }
    
}

编写完毕后，从主程序启动项目，浏览器发起请求，看页面返回；
- 控制台输出了SpringBoot 的 banner
- 控制条输出了 Tomcat 访问的端口号！
- 访问 hello 请求，字符串成功返回！
将项目打成jar包
打成了jar包后，就可以在任何地方运行了！OK

小结

简单几步，就完成了一个web接口的开发，SpringBoot就是这么简单。所以我们常用它来建立我们的微服务项目！

彩蛋

如何更改启动时显示的字符拼成的字母，SpringBoot呢？

点击这个链接，直接输入要生成的字母，系统会自动转换，然后复制下面转换好的字符；

到项目下的 resources 目录下新建一个txt文件就可以，banner.txt

 ///                            /                     
|   / |                         /                       
|  /  |                       /                         
|  /  |----------------------|     /     |              
| /   |                      |    /      |              
|/    |                      |   /       |              
|    /|                      |  | (  ) |  |              
|   / |                      |  | (  ) |  |              
|  /  |                 /   |  |      |  |   /         
|  /  |                /    |  |      |  |  /          
| /   |               |----| |  |      |  | |----|       
|/    |---------------|    | | /|   .  | | |    |       
|    /|               |    | /  |   .  |   |    |       
|   / |               |    /    |   .  |        |       
|  /  |               |  /      |   .  |        |       
|  /  |---------------|/        |   .  |        |       
| /   |              /   NASA   |   .  |  NASA          
|/    |              (          |      |           )     
|///|               |    | |--|      |--| |    |       
------------------------/  -----/  /  -----/  --------
                        \//     \//\//     \//        
                         /       /  /       /

然后重启试试吧！

使用IDEA快速构建项目

之前，我们在官网上直接快速构建了一个springboot项目，IDEA也可以做到，我们来看下具体步骤：

创建一个新项目
选择spring initalizr ，可以看到默认就是去官网的快速构建工具那里实现
填写项目信息
选择初始化的组件
填写项目路径
等待项目构建成功
我们在SpringBootApplication的同路径下，建一个包 controller ，建立一个类HelloSpringBoot

编写代码

//@RestController 的意思就是 Controller 里面的方法都以 json 格式输出
@RestController
public class HelloSpringBoot {

    @RequestMapping("/hello")
    public String hello(){
        return "Hello,SpringBoot!";
    }
}

启动主程序，打开浏览器访问 http://localhost:8080/hello，就可以看到效果了！

我们在之后的学习中，直接使用IDEA创建项目即可，方便快捷！这么简单的东西背后一定有故事，我们之后去进行一波源码分析！

运行原理探究

pom.xml

我们之前写的HelloSpringBoot，到底是怎么运行的呢，我们来看pom.xml文件

其中它主要是依赖一个父项目

<parent>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
   <version>2.1.9.RELEASE</version>
   <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>

进入父项目

<parent>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
  <version>2.1.9.RELEASE</version>
  <relativePath>../../spring-boot-dependencies</relativePath>
</parent>

这里才是真正管理SpringBoot应用里面所有依赖版本的地方，SpringBoot的版本控制中心；

以后我们导入依赖默认是不需要写版本；但是如果导入的包没有在依赖中管理着就需要手动配置版本了；

启动器

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

springboot-boot-starter：就是spring-boot的场景启动器

spring-boot-starter-web 帮我们导入了web模块正常运行所依赖的组件；

SpringBoot将所有的功能场景都抽取出来，做成一个个的starter （启动器），只需要在项目中引入这些starter即可，所有相关的依赖都会导入进来，我们要用什么功能就导入什么样的场景启动器即可；

主程序

//@SpringBootApplication 来标注一个主程序类 ， 说明这是一个Spring Boot应用
@SpringBootApplication
public class Springboot01HelloworldApplication {

   public static void main(String[] args) {
     //将SpringBoot应用启动起来
      SpringApplication.run(Springboot01HelloworldApplication.class, args);
   }

}

但是一个简单的启动类并不简单！我们来分析一下这些注解都干了什么

1、@SpringBootApplication

意义：SpringBoot应用标注在某个类上说明这个类是SpringBoot的主配置类， SpringBoot就应该运行这个类的main方法来启动SpringBoot应用；

进入这个注解：可以看到上面还有很多其他注解！

@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(
    excludeFilters = {@Filter(
    type = FilterType.CUSTOM,
    classes = {TypeExcludeFilter.class}
), @Filter(
    type = FilterType.CUSTOM,
    classes = {AutoConfigurationExcludeFilter.class}
)}
)
public @interface SpringBootApplication {
    //.....
}

2、@ComponentScan

这个注解在Spring中很重要，它对应XML配置中的元素。@ComponentScan的功能就是自动扫描并加载符合条件的组件或者bean ，将这个bean定义加载到IOC容器中；

3、@SpringBootConfiguration

意义：SpringBoot的配置类；标注在某个类上，表示这是一个SpringBoot的配置类；

我们继续进去这个注解查看

@Configuration //点进去得到下面的 @Component
public @interface SpringBootConfiguration {
}
@Component
public @interface Configuration {
}

@Configuration：配置类上来标注这个注解，说明这是一个配置类，配置类---即----配置文件；

我们继续点进去，发现配置类也是容器中的一个组件。@Component 。这就说明，启动类本身也是Spring中的一个组件而已，负责启动应用！

4、@EnableAutoConfiguration

我们回到 SpringBootApplication 注解中继续看。

@EnableAutoConfiguration ：开启自动配置功能

以前我们需要自己配置的东西，而现在SpringBoot可以自动帮我们配置； @EnableAutoConfiguration告诉SpringBoot开启自动配置功能，这样自动配置才能生效；

我们点击去查看。发现注解@AutoConfigurationPackage ：自动配置包

@AutoConfigurationPackage //自动配置包
@Import({AutoConfigurationImportSelector.class}) //导入哪些组件的选择器
public @interface EnableAutoConfiguration {
}

再点进去看到一个 @Import({Registrar.class})

@Import({Registrar.class})
public @interface AutoConfigurationPackage {
}

@import ：Spring底层注解@import ，给容器中导入一个组件

Registrar.class 将主配置类【即@SpringBootApplication标注的类】的所在包及包下面所有子包里面的所有组件扫描到Spring容器；

退到上一步，继续看：@Import({AutoConfigurationImportSelector.class}) ：给容器导入组件；

AutoConfigurationImportSelector ：自动配置导入选择器，那么它会导入哪些组件的选择器呢？ ;

我们点击去这个类看源码：

这个类中有一个这样的方法

// 获得候选的配置
protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
    //这里的getSpringFactoriesLoaderFactoryClass（）方法
    //返回的就是我们最开始看的启动自动导入配置文件的注解类；EnableAutoConfiguration
    List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), this.getBeanClassLoader());
    Assert.notEmpty(configurations, "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories. If you are using a custom packaging, make sure that file is correct.");
    return configurations;
}

这个方法又调用了 SpringFactoriesLoader 类的静态方法！我们进入SpringFactoriesLoader类loadFactoryNames() 方法

public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
    String factoryClassName = factoryClass.getName();
    //这里它又调用了 loadSpringFactories 方法
    return (List)loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList());
}

我们继续点击查看 loadSpringFactories 方法

private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
    //获得classLoader ， 我们返回可以看到这里得到的就是EnableAutoConfiguration标注的类本身
    MultiValueMap<String, String> result = (MultiValueMap)cache.get(classLoader);
    if (result != null) {
        return result;
    } else {
        try {
            //去获取一个资源 "META-INF/spring.factories"
            Enumeration<URL> urls = classLoader != null ? classLoader.getResources("META-INF/spring.factories") : ClassLoader.getSystemResources("META-INF/spring.factories");
            LinkedMultiValueMap result = new LinkedMultiValueMap();

            //将读取到的资源遍历，封装成为一个Properties
            while(urls.hasMoreElements()) {
                URL url = (URL)urls.nextElement();
                UrlResource resource = new UrlResource(url);
                Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
                Iterator var6 = properties.entrySet().iterator();

                while(var6.hasNext()) {
                    Entry<?, ?> entry = (Entry)var6.next();
                    String factoryClassName = ((String)entry.getKey()).trim();
                    String[] var9 = StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String)entry.getValue());
                    int var10 = var9.length;

                    for(int var11 = 0; var11 < var10; ++var11) {
                        String factoryName = var9[var11];
                        result.add(factoryClassName, factoryName.trim());
                    }
                }
            }

            cache.put(classLoader, result);
            return result;
        } catch (IOException var13) {
            throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [META-INF/spring.factories]", var13);
        }
    }
}

我们根据源头打开spring.factories的配置文件，看到了很多自动配置的文件；这就是自动配置根源所在！

WebMvcAutoConfiguration

我们在上面的自动配置类随便找一个打开看看，比如： WebMvcAutoConfiguration

可以看到这些一个个的都是JavaConfig配置类，而且都注入了一些Bean，可以找一些自己认识的类，看着熟悉一下！

所以，自动配置真正实现是从classpath中搜寻所有的META-INF/spring.factories配置文件，并将其中对应的 org.springframework.boot.autoconfigure. 包下的配置项，通过反射实例化为对应标注了 @Configuration的JavaConfig形式的IOC容器配置类，然后将这些都汇总成为一个实例并加载到IOC容器中。

结论：

SpringBoot在启动的时候从类路径下的META-INF/spring.factories中获取EnableAutoConfiguration指定的值
将这些值作为自动配置类导入容器，自动配置类就生效，帮我们进行自动配置工作；
以前我们需要自己配置的东西，自动配置类都帮我们解决了
整个J2EE的整体解决方案和自动配置都在springboot-autoconfigure的jar包中；
它将所有需要导入的组件以全类名的方式返回，这些组件就会被添加到容器中；
它会给容器中导入非常多的自动配置类（xxxAutoConfiguration）, 就是给容器中导入这个场景需要的所有组件，并配置好这些组件；
有了自动配置类，免去了我们手动编写配置注入功能组件等的工作；

Run

我最初以为就是运行了一个main方法，没想到却开启了一个服务；

@SpringBootApplication
public class SpringbootDemo02Application {

    public static void main(String[] args) {
        //该方法返回一个ConfigurableApplicationContext对象
        //参数一：应用入口的类     参数类：命令行参数
        SpringApplication.run(SpringbootDemo02Application.class, args);
    }

}

SpringApplication.run分析

分析该方法主要分两部分，一部分是SpringApplication的实例化，二是run方法的执行；

SpringApplication

这个类主要做了以下四件事情

推断应用的类型是普通的项目还是Web项目
查找并加载所有可用初始化器，设置到initializers属性中
找出所有的应用程序监听器，设置到listeners属性中
推断并设置main方法的定义类，找到运行的主类

查看构造器

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class... primarySources) {
    this.sources = new LinkedHashSet();
    this.bannerMode = Mode.CONSOLE;
    this.logStartupInfo = true;
    this.addCommandLineProperties = true;
    this.addConversionService = true;
    this.headless = true;
    this.registerShutdownHook = true;
    this.additionalProfiles = new HashSet();
    this.isCustomEnvironment = false;
    this.resourceLoader = resourceLoader;
    Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
    this.primarySources = new LinkedHashSet(Arrays.asList(primarySources));
    this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
    this.setInitializers(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
    this.setListeners(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
    this.mainApplicationClass = this.deduceMainApplicationClass();
}