Spring Boot系列 - 1. 简介

快来打我* 2022-07-16 13:07 379阅读 0赞

# 一、导览 #

本文主要介绍以下几部分：   
1. 什么是[spring][] Boot?   
2. 为什么使用Spring Boot?   
3. Spring Boot提供哪些功能？   
4. Spring Boot有哪些模块？   
5. 如何使用Spring Boot？   
6. Spring Boot有哪些不足？

# 二、什么是Spring Boot? #

Spring Boot是由Pivotal团队提供的全新框架，其设计目的是用来简化新Spring应用的初始搭建以及开发过程。   
该框架使用了特定的方式(继承starter，约定优先于配置)来进行配置，从而使开发人员不再需要定义样板化的配置。通过这种方式，Boot致力于在蓬勃发展的快速应用开发领域（rapid application development）成为领导者。   
Spring Boot并不是一个框架，从根本上将，它就是一些库的集合，maven或者gradle项目导入相应依赖即可使用Spring Boot，而且无需自行管理这些库的版本。   
目前最新的稳定版本是1.4.2.RELEASE，github地址：[https://github.com/spring-projects/spring-boot][https_github.com_spring-projects_spring-boot]

# 三、为什么使用Spring Boot? #

Spring Boot是为简化Spring项目配置而生，使用它使得jar依赖管理以及应用编译和部署更为简单。Spring Boot提供自动化配置，使用Spring Boot，你只需编写必要的代码和配置必须的属性。   
使用Spring Boot，只需20行左右的代码即可生成一个基本的Spring Web应用，并且内置了tomcat，构建的fat Jar包通过[Java][spring] -jar就可以直接运行。   
如下特性使得Spring Boot非常契合微服务的概念，可以结合Spring Boot与Spring Cloud和[Docker][]技术来构建微服务并部署到云端：

*  一个可执行jar即为一个独立服务
 *  很容易加载到容器，每个服务可以在自己的容器（例如docker）中运行
 *  通过一个脚本就可以实现配置与部署，很适合云端部署，并且自动扩展也更容易

简单而言，即Spring Boot使编码更简单，使配置更简单，使部署更简单，使监控更简单。

# 四、Spring Boot提供哪些功能？ #

## 1.无需手动管理依赖jar包的版本 ##

Spring boot通过spring boot starter项目管理其提供的所有依赖的版本，当升级spring boot时，这些依赖的版本也会随之升级。个人无需指定版本号，但是也可以自定义版本号覆盖springboot的默认值。每个版本的boot都有对应的base spring version，不建议明确地指定spring版本。   
例如，使用maven时，只需简单的在pom中包含spring-boot-starter-web即引入了Spring MVC和Tomcat的依赖。   
下面是Spring Boot在 org.springframework.boot 组下提供的一些Starters：

<table style="width:948px; border-collapse:collapse; border-spacing:0px; border:1px solid rgb(238,238,238); color:rgb(85,85,85); font-family:&quot;microsoft yahei&quot;; font-size:14px"> 
 <thead style=""> 
  <tr style=""> 
   <th style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> 名称</th> 
   <th style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> 描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody style=""> 
  <tr style=""> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> spring-boot-starter</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> 核心Spring Boot starter，包括自动配置支持，日志和YAML</td> 
  </tr> 
  <tr style=""> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> spring-boot-starter-actuator</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> 生产准备的特性，用于帮你监控和管理应用</td> 
  </tr> 
  <tr style=""> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> spring-boot-starter-web</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> 对全栈web开发的支持，包括Tomcat和 spring-webmvc</td> 
  </tr> 
  <tr style=""> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> spring-boot-starter-aop</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> 对面向切面编程的支持，包括 spring-aop 和AspectJ</td> 
  </tr> 
  <tr style=""> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> spring-boot-starter-data-jpa</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> 对”Java持久化API”的支持，包括 spring-data-jpa ， spring-orm 和Hibernate</td> 
  </tr> 
  <tr style=""> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> spring-boot-starter-jdbc</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> 对JDBC数据库的支持</td> 
  </tr> 
  <tr style=""> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> spring-boot-starter-security</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> 对 spring-security 的支持</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 1.1 starter poms ###

每个starter都包含特定的依赖集，并且都遵循统一的命名模式：spring-boot-starter-\*。

> 如何修改依赖的版本？   
> 1. 如果你使用Maven进行一个直接或间接继承 spring-boot-dependencies （比如 spring-boot-starter-parent ）的构建，并想覆盖一个特定的第三方依赖，那你可以添加合适的 properties元素。浏览 [spring-boot-dependencies POM][] 可以获取一个全面的属性列表。例如，想要选择一个不同的slf4j版本，你可以添加以下内容：   
> <properties>   
> <slf4j.version>1.7.5<slf4j.version>   
> </properties>   
> 2. 如果你使用 <scope>import</scope>将 spring-boot-dependencies 添加到自己的 dependencyManagement 片段，那你必须自己重新定义artifact而不是覆盖属性。   
> ※ 每个Spring Boot发布都是基于一些特定的第三方依赖集进行设计和[测试][Link 1]的，覆盖版本可能导致兼容性问题。

### 1.2 spring-boot-starter-parent提供的特性 ###

*  默认的编译级别是java1.6
 *  source编码是UTF-8
 *  一个dependency management 区域，继承自spring-boot-dependencies POM。用户可以省略普通依赖的 <version> 标签。
 *  资源过滤 （maven中的filter）。
 *  插件配置（exec, surefile, git commit ID, shade）
 *  针对application.properties和application.yml的资源过滤。   
    ※ 因为默认的配置文件接受spring表达式$\{\}，因此maven的资源过滤符号被修改为@..@。可使用maven属性resource.delimiter来修改。

## 2.自动配置，无需xml ##

Spring Boot尝试根据你添加的jar依赖自动配置你的应用。例如，如果HSQLDB在类路径中，并且你没有手动配置任何db连接bean，则Spring Boot会自动配置一个内存db。   
使用@EnableAutoConfiguration或者@SpringBootApplication注解，配合@Configuration注解类，即可达到自动配置的目的。   
Spring Boot的这种自动配置是非侵入式的，你可以定义自己的配置或bean来替代自动配置的内容。

## 3.可执行jar包 ##

Spring Boot默认将应用打包成一个可执行的jar包文件，构建成功后使用java -jar命令即可运行应用。   
Java并没有提供任何标准的方式来加载jar包中内嵌的jar包。一般开发者使用影子jar技术来解决这种问题。一个影子jar只是简单的将所有jar的类打包到一个单独的超级jar包中。由此带来的问题是它很难分辨在你的应用中实际可以使用哪些库，并且多个jar文件中的同名文件也是一个问题。   
Spring Boot则另辟蹊径，使用如下文件格式让你能够直接嵌套jar包：   
![Spring Boot可执行jar的文件结构][Spring Boot_jar]   
依赖需要放到放到内部的lib文件夹下。

> Spring Boot可执行jar的原理是什么？   
> Spring Boot用于支持加载内嵌jars的核心类是 org.springframework.boot.loader.jar.JarFile（继承   
> 自 java.util.jar.JarFile） 。它允许你从一个标准的jar文件   
> 或内嵌的子jar数据中加载jar内容。当首次加载的时候，每个JarEntry的位置被映射到一个偏移于外部jar的物理文件：   
> ![这里写图片描述][20160712105446798]   
> 上面的示例展示了如何在myapp.jar的0063处找到A.class。来自于内嵌jar的B.class实际可以在myapp.jar的3452处找到，C.class可以在3980处找到。

## 4.外部化配置 ##

Spring Boot可以使用properties文件，YAML文件，环境变量，命令行参数等来外部化配置。属性值可以使用@Value注解直接注入到bean中，并通过Spring的Environment抽象或经过@ConfigurationProperties注解绑定到结构化对象来访问。   
例子：   
YAML配置文件内容：   
![YAML文件][YAML]   
使用@Value注解注入单个属性：   
![@Value注解][Value]   
使用@ConfigurationProperties注入属性组：   
![这里写图片描述][20160712110817831]

## 5.嵌入式servlet容器 ##

Spring Boot的web模块内置嵌入的Tomcat, Jetty, Undertow来构建自包含的Servlet容器。web应用打包成可执行jar包时，相应的servlet 容器也会被嵌入到应用jar中。并且servlets, filters和listeners都可以通过声明为bean来被容器注册。servlet容器还可以通过外部化配置来相关定制属性，如server.port, server.session.persistence等。

## 6.无缝集成Spring security，Spring data, Spring Message等 ##

Spring Boot通过stater pom来导入这些依赖，当发现相关jar在classpath中时，Spring Boot将启动相应的自动配置。例如，如果security的jar在classpath中，Spring Boot的web应用将自动启动安全限制，并且默认启动basic认证（默认用户名是user，密码在启动log里会显示）。后面教程里会演示Spring jpa，Spring DATA REST，Spring Security的集成。

## 7.devtools提供的开发时特性 ##

Spring Boot的devtools模块可以为应用增加开发时（development time）特性，例如开发环境属性默认值，自动重启，LiveReload（在自愿发生变化时触发浏览器刷新），全局设置等。

### 7.1 开启devtools特性 ###

pom中引入spring-boot-devtools依赖即可打开devtools特性。   
developer tools在运行完整的packaged app时是自动关闭的，即若使用java –jar时会被当做生产应用。安全起见，可以在maven中增加excludeDevtools编译属性来移除jar包。

### 7.2 devtools的自动重启 ###

要想在Eclipse中使用Devtools的重启功能，需要将自动编译功能打开。每次保存文件并自动编译后，devtools会检测到classpath内容的修改，并触发应用重启。重启时实际只重新加载了一部分类，因此速度会非常快。详细原理会在后面教程里介绍。

### 7.3 devtools的livereload ###

开启devtools特性的应用在启动时会启动一个livereload的server，在浏览器（如chrome，Firefox）安装livereload插件后，该插件会监测到livereload server的更新，并自动刷新页面。详细介绍会在后面教程里介绍。

## 8.Actuator提供的生产特性（health，metrics等） ##

Actuator是个机器术语，目前没有统一的翻译，可以直译为促动器或执行器，Actuator通过微小的改变就可以产生很大的移动。   
Spring Boot Actuator为你的应用提供一些生产环境必需的特性，如审计(audit)，健康(health)和数据采集(metrics)等。使你可以在部署应用到生产环境后，通过HTTP（需要SpringMVC），JMX甚至remote shell(SSH, Telnet)等来管理和监视应用。例如，HTTP环境下，访问 contextUrl/health 路径即可查询当前环境的磁盘空间，应用和[数据库][Link 2]的状态等；访问contextUrl/metrics路径即可查询当前jvm的内存使用情况，线程池的状态等。

# 五、Spring Boot各模块介绍 #

Spring Boot由一些模块构成，如spring-boot, spring-boot-autoconfigure, spring-boot-starters, spring-boot-cli, spring-boot-actuator等。下面简单介绍以下各模块。

## 1. spring-boot ##

主库，为其他模块提供特性支持。包括以下内容：   
SpringApplication类，提供静态方法，方便编写独立运行的Spring应用。唯一的任务是创建和刷新一个合适的Spring ApplicationContext。   
[嵌入式][Link 3]web应用，自带容器(Tomcat, Jetty等)。

## 2. spring-boot-autoconfigure ##

Spring Boot可以基于classpath下的内容配置通用应用的大部分模块。一个@EnableAutoConfiguration注解触发Spring上下文的自动配置。   
自动配置尝试推测用户可能需要的bean。例如，如果H2DB在classpath中，但是用户没有配置任何db连接，那么spring-boot-autoconfigure推断用户需要一个in-memory的db，因此自动配置为用户配置（默认创建的h2db的db名为testdb, 用户名为sa，密码无）。自动配置优先级低于用户自定义的bean。

## 3. spring-boot-starters ##

starters是一系列便利的依赖描述，用户可以增加到应用中，并由此取得Spring和相关技术的 一站式配置体验，无需查看sample代码并贴来贴去。例如，若用户想要使用Spring和JPA来访问db，则只需包含spring-boot-starter-data-jpa依赖到pom中即可。

## 4. spring-boot-cli ##

Spring的命令行应用，编译和运行Groovy源码，只需极少的代码就可以运行应用，Spring CLI还可以监视文件，在它们改变时自动重新编译和重启。

## 5. spring-boot-actuator ##

spring boot actuator提供额外的自动配置，为你的应用装饰一些特性，使应用在生产环境下也可以快速部署和支持。例如，若你正在编写一个JSON web服务，该模块会提供一个服务器，安全，日志，外部化配置，管理端点(management endpoints)，评审等。关闭这些内建特性，或者扩展或替代它们都很容易。

## 6. spring-boot-loader ##

Spring Boot Loader提供秘籍允许你构建可用java –jar直接运行的jar包。一般无需直接使用spring-boot-loader,而是通过Gradle或Maven插件使用。

# 六、如何使用Spring Boot? #

## 1. 系统要求 ##

默认情况下，Spring Boot 1.3.6.RELEASE 需要Java7和Spring框架4.2.7.RELEASE或以上。你可以在Java6下使用Spring Boot，不过需要添加额外配置。明确支持的构建工具是Maven（3.2+）和Gradle（1.12+）。   
注：尽管你可以在Java6或Java7环境下使用Spring Boot，通常我们建议你如果可能的话就使用Java8。

## 2. 内嵌Servlet容器要求 ##

下列内嵌容器在满足对应的Servlet和JDK版本要求时，支持开箱即用（out of the box）：

<table style="width:948px; border-collapse:collapse; border-spacing:0px; border:1px solid rgb(238,238,238); color:rgb(85,85,85); font-family:&quot;microsoft yahei&quot;; font-size:14px"> 
 <thead style=""> 
  <tr style=""> 
   <th style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> 名称</th> 
   <th style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> Servlet版本</th> 
   <th style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> Java版本</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody style=""> 
  <tr style=""> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> Tomcat 8</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> 3.1</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> Java7+</td> 
  </tr> 
  <tr style=""> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> Tomcat 7</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> 3.0</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> Java6+</td> 
  </tr> 
  <tr style=""> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> Jetty 9</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> 3.1</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> Java7+</td> 
  </tr> 
  <tr style=""> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> Jetty 8</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> 3.0</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> Java6+</td> 
  </tr> 
  <tr style=""> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> Undertow 1.1</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> 3.1</td> 
   <td style="padding:8px; line-height:20px; vertical-align:top; border:1px solid rgb(238,238,238)"> Java7+</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

※ Undertow 是一个采用 Java 开发的灵活的高性能 Web 服务器，提供包括阻塞和基于 NIO 的非堵塞机制。Undertow 是红帽公司的开源产品，是 Wildfly 默认的 Web 服务器。

你也可以将Spring Boot应用部署到任何兼容Servlet 3.0+的容器。

## 3. 使用Spring Boot ##

### 3.1 直接在Spring Boot CLI上运行，或者在[http://start.spring.io/][http_start.spring.io]上构建。 ###

### 3.2 Eclipse上使用Spring IDE插件提供的 New -> Spring Stater Project菜单。 ###

此方法和3.1中的start.spring.io是一样的。

### 3.3 Maven的pom直接继承spring-boot-starter-parent。 ###

Spring Boot依赖的groupId为 org.springframework.boot 。通常你的Maven POM文件需要继承 spring-boot-starter-parent ，然后声明一个或多个“Starter POMs”依赖。   
典型的spring boot项目的pom文件结构如下所述：   
![Spring Boot Pom文件][Spring Boot Pom]

### 3.4 不使用继承，使用import ###

Scope=import可以使你无需继承spring-boot-starter-parent，而又保留spring-boot-starter-parent提供的依赖管理（插件管理除外）：   
![import Spring Boot][]

※ 除了3.4以外，3.1到3.3最终形成的pom文件和项目结构是一样的。

# 七、Spring Boot有哪些不足？ #

![Spring Boot不足][Spring Boot]   
如图所示，Spring Boot没有提供相应的服务发现和注册的配套功能（例如需要借助Spring Cloud和Netflix的Eureka），自身的Actuator所提供的监控功能，也需要与现有的监控对接。没有配套的安全管控方案，对于REST的落地，还需要自行结合实际进行URI的规范化工作。   
可见Spring Boot作为一个微框架，离微服务的实现还是有些距离的。

# 八、参考链接： #

[http://www.infoq.com/cn/articles/microframeworks1-spring-boot?utm\_source=infoq\_en&utm\_medium=link\_on\_en\_item&utm\_campaign=item\_in\_other\_langs][http_www.infoq.com_cn_articles_microframeworks1-spring-boot_utm_source_infoq_en_utm_medium_link_on_en_item_utm_campaign_item_in_other_langs]   
[http://docs.spring.io/spring-boot/docs/current/reference/htmlsingle/][http_docs.spring.io_spring-boot_docs_current_reference_htmlsingle]   
[http://www.csdn.net/article/a/2016-05-12/15838098][http_www.csdn.net_article_a_2016-05-12_15838098]   
[https://github.com/spring-projects/spring-boot][https_github.com_spring-projects_spring-boot]

[spring]: http://lib.csdn.net/base/javaee
[https_github.com_spring-projects_spring-boot]: https://github.com/spring-projects/spring-boot
[Docker]: http://lib.csdn.net/base/docker
[spring-boot-dependencies POM]: https://github.com/spring-projects/spring-boot/blob/master/spring-boot-dependencies/pom.xml
[Link 1]: http://lib.csdn.net/base/softwaretest
[Spring Boot_jar]: /images/20220715/64c0bf9def854e76a5df702b51178e13.png
[20160712105446798]: /images/20220715/cc009137c3764923b6721301ca9a3bda.png
[YAML]: /images/20220715/9ffdc356daf543c2b98c836e48a8a2a7.png
[Value]: /images/20220715/34a18f19540c4d268c118dcec79fb8c1.png
[20160712110817831]: /images/20220715/5509617e18a74129b94929ed59b07d99.png
[Link 2]: http://lib.csdn.net/base/mysql
[Link 3]: http://lib.csdn.net/base/embeddeddevelopment
[http_start.spring.io]: http://start.spring.io/
[Spring Boot Pom]: /images/20220715/f3042fec7de4414ab93fe752b9b50744.png
[import Spring Boot]: /images/20220715/0cd51067388a4a76a652d863235a49fa.png
[Spring Boot]: /images/20220715/566c782c292a478dabb655f592ee6488.png
[http_www.infoq.com_cn_articles_microframeworks1-spring-boot_utm_source_infoq_en_utm_medium_link_on_en_item_utm_campaign_item_in_other_langs]: http://www.infoq.com/cn/articles/microframeworks1-spring-boot?utm_source=infoq_en&utm_medium=link_on_en_item&utm_campaign=item_in_other_langs
[http_docs.spring.io_spring-boot_docs_current_reference_htmlsingle]: http://docs.spring.io/spring-boot/docs/current/reference/htmlsingle/
[http_www.csdn.net_article_a_2016-05-12_15838098]: http://www.csdn.net/article/a/2016-05-12/15838098