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SpringBoot核心技术 之 基础入门

news 来源：原创 2024/5/9 0:06:54

SpringBoot2核心技术 — 基础入门

1、Spring与SpringBoot

1.1、Spring能做什么

1.1.1、Spring的能力

image-20221013195418921

1.1.2、Spring的生态

https://spring.io/projects/spring-boot

  • web开发
  • 数据访问
  • 安全控制
  • 分布式
  • 消息服务
  • 移动开发
  • 批处理

1.1.3、Spring5重大升级

① 响应式编程
② 内部源码设计

基于Java8的一些新特性，如：接口默认实现。重新设计源码架构。

1.2、为什么使用SpringBoot

能快速创建出生产级别的Spring应用

1.2.1、SpringBoot的优点

  • 创建独立Spring应用
  • 内嵌web服务器
  • 自动starter依赖，简化构建配置
  • 自动装配Spring以及第三方功能
  • 提供生产级别的监控、健康检查及外部化配置
  • 无代码生产，无需编写XML

SpringBoot是整合Spring技术栈的一站式框架

SpringBoot是简化Spring技术栈的快速开发脚手架

1.2.2、SpringBoot缺点

  • 迭代快，需要时刻关注变化
  • 封装太深，内部原理复杂，不容易精通

1.3、时代背景

1.3.1、微服务

  • 微服务是一种架构风格
  • 一个应用拆分为一组小型服务
  • 每个服务运行在自己的进程内，也就是可以独立部署和升级
  • 服务之间使用轻量级HTTP交互
  • 服务围绕业务功能拆分
  • 可以由全自动部署机制独立部署
  • 去中心化，服务自治。服务可以使用不同的语言、不同的存储技术

1.3.2、分布式

分布式的困难

  • 远程调用
  • 服务发现
  • 负载均衡
  • 服务容错
  • 配置管理
  • 服务监控
  • 链路追踪
  • 日志管理
  • 任务调度
  • ……

分布式的解决

  • SpringBoot + SpringCloud
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1.3.3、云原生

原生应用如何上云。Cloud Native

上云的困难

  • 服务自愈
  • 弹性伸缩
  • 服务隔离
  • 自动化部署
  • 灰度发布
  • 流量治理
  • ……

上云的解决

1.4、如何学习SpringBoot

官方文档

查看新版本特性

2、SpringBoot2入门

2.1、系统要求

  • Java 8 +
  • Maven 3.5 +
  • IDEA 2019.1.2

2.2、HelloWorld

2.2.1、创建Maven工程

2.2.2、引入依赖

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.7.4</version>
</parent>

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

2.2.3、创建主程序

@SpringBootApplication
public class MainApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MainApplication.class, args);
    }
}

2.2.4、编写业务

@RestController
public class HelloController {
    @RequestMapping("/hello")
    public String handle01(){
        return "Hello, SpringBoot!";
    }
}

2.2.5、测试

直接运行main方法

2.2.6、简化配置

application.properties

server.port=8888

2.2.7、简化部署

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

项目打包成 jar 包，直接在目标服务器执行即可。

3、了解自动配置原理

3.1、SpringBoot特点

3.1.1、依赖管理

  • 父项目做依赖管理

    依赖管理    
<parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.7.4</version>
</parent>

他的父项目
 <parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
    <version>2.7.4</version>
  </parent>

几乎声明了所有开发中常用的依赖的版本号,自动版本仲裁机制

  • 开发导入starter场景启动器

    1. 见到很多 spring-boot-starter-* ： *就某种场景
    2. 只要引入starter，这个场景的所有常规需要的依赖我们都自动引入
    3. SpringBoot所有支持的场景
      https://docs.spring.io/spring-boot/docs/current/reference/html/using-spring-boot.html#using-boot-starter
    4. 见到的 *-spring-boot-starter： 第三方为我们提供的简化开发的场景启动器。
    5. 所有场景启动器最底层的依赖
    <dependency>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
  	<artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
	<version>2.7.4</version>
	<scope>compile</scope>
</dependency>

  • 无需关注版本号，自动版本号仲裁

    1. 引入依赖默认都可以不写版本
    2. 引入非版本仲裁的jar，要写版本号

  • 可以修改默认版本号

    1. 查看spring-boot-dependencies里面规定当前依赖的版本 用的 key。

    2. 在当前 项目里面重写配置

    <properties>
    <mysql.version>5.1.43</mysql.version>
</properties>

3.1.2、自动配置

  • 自动配置Tomcat

    • 引入Tomcat依赖
    • 配置Tomcat
    <dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
    <version>2.7.4</version>
    <scope>compile</scope>
</dependency>

  • 自动配置好SpringMVC

    • 引入SpringMVC全套组件
    • 自动配置好SpringMVC常用组件

  • 自动配置好Web常见功能，如：字符编码问题

    • SpringBoot帮助我们配置好了所有Web开发常见场景

  • 默认的包结构

    • 主程序所在包及其下面的所有子包里面的组件都会被默认扫描进来

    • 无需以前的包扫描配置

    • 想要改变扫描路径

      @SpringBootApplication(scanBasePackages=“com.jignchao”)

      或者 @ComponentScan指定扫描路径

    @SpringBootApplication 等同于
    @SpringBootConfiguration
    @EnableAutoConfiguration
    @ComponentScan(“com.jingchao.boot”)

  • 各种配置拥有默认值

    • 默认配置最终都是映射到每个类上，如MultipartProperties
    • 配置文件的值最终会绑定到每个类上，这个类会在容器中创建对象

  • 按需加载所有自动配置项

    • 非常多的starter
    • 引入了那些场景这个场景的自动配置才会开启
    • SpringBoot所有的自动配置功能都在 spring-boot-autoconfigure 包里面

  • ……

3.2、容器功能

3.2.1、组件添加

① @Configuration
  • 基本使用
  • Full模式与Lite模式
    • 示例
    • 最佳实战
      • 配置类组件之间无依赖关系用Lite模式加速容器启动过程，减少判断
      • 配置类组件之间有依赖关系，方法会被调用得到之前单实例组件，用Full模式
  1. 配置类里面使用@Bean标注在方法上面给容器注册组件，默认也是单实例的
  2. 配置类本身也是组件
  3. proxyBeanMethods：代理bean的方法
  • Full（proxyBeanMethods = true）每个@Bean方法调用多少次返回的组件都是单实例的
  • Lite（proxyBeanMethods = false）每个@Bean方法被调用多少次返回的组件都是新创建的
  • 注意：组件依赖必须使用Full模式（默认），其他情况Lite模式
@Configuration(proxyBeanMethods = false)
public class MyConfig {

    @Bean
    public User user01(){
        User zhangsan = new User("zhangsan", 18);
        // user 组件依赖 Pet 组件
        zhangsan.setPet(tomcatPet());
        return zhangsan;
    }

    @Bean("tom")
    public Pet tomcatPet(){
        return new Pet("tomcat");
    }
}

@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan("com.jingchao.boot")
public class MainApplication {
    public static void main(String[] args) {
        // 返回我们的IOC容器
        ConfigurableApplicationContext run = SpringApplication.run(MainApplication.class, args);

        // 查看容器里面的组件
        String[] names = run.getBeanDefinitionNames();
        for (String name : names) {
            System.out.println(name);
        }

        // 从容器中获取组件
        Pet tom01 = run.getBean("tom", Pet.class);
        Pet tom02 = run.getBean("tom", Pet.class);
        System.out.println(tom01 == tom02);

        //
        MyConfig bean = run.getBean(MyConfig.class);
        System.out.println(bean);


        User user01 = bean.user01();
        User user02 = bean.user01();
        System.out.println(user02 == user01);


        User user011 = run.getBean("user01", User.class);
        Pet tom = run.getBean("tom", Pet.class);
        System.out.println(user011.getPet() == tom);
    }
}
② @Bean、@Component、@Controller、@Service、@Repository
③ @ComponentScan、@Import

@Import 给容器中自动创建组件，默认组件名字是全类名

@Import({User.class, DBHelper.class})
@Configuration(proxyBeanMethods = false)
public class MyConfig(){
    
}
④ @Conditional

条件装配：满足Conditional指定的条件，则进行组件注入

eg：@ConditionalOnBean

@Configuration(proxyBeanMethods = false)
public class MyConfig {
    @ConditionalOnBean(name = "tom")
    @Bean
    public User user01(){
        User zhangsan = new User("zhangsan", 18);
        // user 组件依赖 Pet 组件
        zhangsan.setPet(tomcatPet());
        return zhangsan;
    }
    // @Bean("tom")
    public Pet tomcatPet(){
        return new Pet("tomcat");
    }
}

@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan("com.jingchao.boot")
public class MainApplication {

    public static void main(String[] args) {
        // 返回我们的IOC容器
        ConfigurableApplicationContext run = SpringApplication.run(MainApplication.class, args);

        // 查看容器里面的组件
        String[] names = run.getBeanDefinitionNames();
        for (String name : names) {
            System.out.println(name);
        }

        boolean tom = run.containsBean("tom");
        System.out.println("tom = " + tom);		// false

        boolean user01 = run.containsBean("user01");
        System.out.println("user01 = " + user01);	// false
    }
}

3.2.2、原生配置文件引入

① @ImportResource
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

	<bean id="j" class="com.jingchao.boot.bean.User">
		<property name="name" value="zhangsan"/>
		<property name="age" value="18"/>
	</bean>

	<bean id="c" class="com.jingchao.boot.bean.Pet">
		<property name="name" value="tomcat"/>
	</bean>
</beans>

直接将 xml 中的组件迁移成注解的方式

@ImportResource("classpath:bean.xml")
public class MyConfig{}

boolean j = run.containsBean("j");
System.out.println(j);				//true
boolean c = run.containsBean("c");
System.out.println(c);				//true

3.2.3、配置绑定

使用 Java 读取到properties文件中的内容，并且把它封装到 JavaBean中哦，以供随时使用

public class getProperties {
     public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, IOException {
         Properties pps = new Properties();
         pps.load(new FileInputStream("a.properties"));
         Enumeration enum1 = pps.propertyNames();//得到配置文件的名字
         while(enum1.hasMoreElements()) {
             String strKey = (String) enum1.nextElement();
             String strValue = pps.getProperty(strKey);
             System.out.println(strKey + "=" + strValue);
             //封装到JavaBean
         }
     }
 }
① @ConfigurationProperties
② @EnableConfigurationProperties + @ConfigurationProperties
@EnableConfigurationProperties(Car.class)
//1、开启Car配置绑定功能
//2、把这个Car这个组件自动注册到容器中
public class MyConfig {
    
}

@ConfigurationProperties(prefix = "mycar")
public class Car {
    ......
}
③ @Component + @ConfigurationProperties
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "mycar")
public class Car {

    private String brand;

    private Integer price;

    public String getBrand() {
        return brand;
    }

    public void setBrand(String brand) {
        this.brand = brand;
    }

    public Integer getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(Integer price) {
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car{" +
                "brand='" + brand + '\'' +
                ", price=" + price +
                '}';
    }
}

3.3、自动配置原理入门

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

3.3.1、引导加载自动配置类

① @SpringBootConfiguration

@Configuration：代表当前是一个配置类

② @ComponentScan

指定扫描那些组件

③ @EnableConfiguration
@AutoConfigurationPackage
@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})
public @interface EnableAutoConfiguration {
    
}

@AutoConfigurationPackage

自动配置包：指定默认的包规则

@Import({AutoConfigurationPackages.Registrar.class})
public @interface AutoConfigurationPackage {
    
}
/**
* 利用Registrar给容器中导入一系列组件
* 将MainApplication所在包下的所有组件导入进来， 	
*/

@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})

  1. 利用getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata);给容器中批量导入一些组件
  2. 调用List configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes)获取到所有需要导入到容器中的配置类
  3. 利用工厂加载 Map<String, List> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader)；得到所有的组件
  4. 从META-INF/spring.factories位置来加载一个文件。
    默认扫描我们当前系统里面所有META-INF/spring.factories位置的文件
    spring-boot-autoconfigure-2.3.4.RELEASE.jar包里面也有META-INF/spring.factories

3.3.2、按需开启自动配置项

虽然我们127个场景的所有自动配置启动的时候默认全部加载。xxxxAutoConfiguration
按照条件装配规则（@Conditional），最终会按需配置。

3.3.3、修改默认配置

@Bean
@ConditionalOnBean(MultipartResolver.class)  //容器中有这个类型组件
@ConditionalOnMissingBean(name = DispatcherServlet.MULTIPART_RESOLVER_BEAN_NAME) //容器中没有这个名字 multipartResolver 的组件
public MultipartResolver multipartResolver(MultipartResolver resolver) {
    // 给@Bean标注的方法传入了对象参数，这个参数的值就会从容器中找。
    // SpringMVC multipartResolver。防止有些用户配置的文件上传解析器不符合规范
    // Detect if the user has created a MultipartResolver but named it incorrectly
    return resolver;
}
// 给容器中加入了文件上传解析器；

SpringBoot默认会在底层配好所有的组件。但是如果用户自己配置了以用户的优先

@Bean
@ConditionalOnMissingBean
public CharacterEncodingFilter characterEncodingFilter() {
}

总结：

  • SpringBoot先加载所有的自动配置类 xxxxxAutoConfiguration

  • 每个自动配置类按照条件进行生效，默认都会绑定配置文件指定的值。xxxxProperties里面拿。xxxProperties和配置文件进行了绑定

  • 生效的配置类就会给容器中装配很多组件

  • 只要容器中有这些组件，相当于这些功能就有了

  • 定制化配置

    • 用户直接自己@Bean替换底层的组件
      • 用户去看这个组件是获取的配置文件什么值就去修改。

xxxxxAutoConfiguration --> 组件 --> xxxxProperties里面拿值 --> application.properties

3.3.4、最佳实战

  • 引入场景依赖

    • https://docs.spring.io/spring-boot/docs/current/reference/html/using-spring-boot.html#using-boot-starter

  • 查看自动配置了哪些（选做）

    • 自己分析，引入场景对应的自动配置一般都生效了
    • 配置文件中 debug=true 开启自动配置报告。Negative（不生效）\Positive（生效）

  • 是否需要修改

    • 参照文档修改配置项

      • https://docs.spring.io/spring-boot/docs/current/reference/html/appendix-application-properties.html#common-application-properties
      • 自己分析。xxxxProperties绑定了配置文件的哪些。

    • 自定义加入或者替换组件

      • @Bean、@Component、……

    • 自定义器 XXXXXCustomizer；

    • …

4、开发小技巧

4.1、Lombok

<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
</dependency>

简化JavaBean开发

4.2、dev-tools

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
    <optional>true</optional>
</dependency>

项目或者页面修改以后：Ctrl+F9

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