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Spring Boot

Spring Boot 主要是为了解决 Spring Framework 在易用性、部署复杂性以及微服务支持等方面的不足,进一步提升了 Java 开发的效率和体验。

Spring Boot 解决的问题

Spring Framework 没有解决的问题

  1. 繁重的配置:虽然 Spring 通过 DI 和 AOP 等机制简化了代码结构,但早期版本的 Spring 应用往往需要编写大量的 XML 配置文件或使用复杂的 Java 配置类。这种配置过程既繁琐又容易出错,尤其是对于大型项目来说,配置管理变得相当复杂。

  2. 依赖管理复杂:在构建 Spring 应用时,开发者需要手动管理各个库的版本和依赖关系,确保它们相互兼容。特别是在项目初期,设置和维护这些依赖关系可能耗费大量时间。

  3. 项目启动与部署:传统的 Spring 应用通常需要打包成 WAR 文件部署到外部应用服务器(如 Tomcat、Jetty),这个过程涉及多个步骤,且每个项目的启动参数和配置可能有所不同,导致部署不够标准化和便捷。

  4. 微服务架构支持不够直接:虽然 Spring Framework 提供了构建单个服务所需的基础功能,但对于构建和管理包含多个微服务的分布式系统,缺乏开箱即用的服务发现、配置管理、熔断限流等微服务特性的支持。

Spring Boot 的解决方案

  1. 简化配置:Spring Boot 强调"约定优于配置",提供了大量的默认配置,大幅减少了手动编写配置的需求。许多常见的应用配置(如数据库连接、HTTP 缓存、安全性等)只需简单的属性设置或注解即可完成。

  2. 自动化依赖管理:通过引入"Starter"依赖,Spring Boot 为特定类型的应用提供了预配置的依赖集合,确保了依赖版本的一致性和兼容性,避免了手动管理依赖的复杂性。

  3. 独立运行与快速部署:Spring Boot 应用可以被打包为一个自包含的可执行 JAR 或 WAR 文件,其中包含了嵌入式服务器(如 Tomcat)。这样,开发者可以直接通过 java -jar 命令启动应用,无需部署到外部应用服务器,简化了部署流程,加快了开发迭代速度。

  4. 微服务支持:Spring Boot 与 Spring Cloud 生态紧密结合,为构建微服务架构提供了诸多开箱即用的解决方案,包括服务注册与发现、配置中心、负载均衡、熔断降级、API 网关等,极大地简化了微服务系统的开发和运维工作。

版本特性

Spring Boot 1.x 特性与功能

  1. 自动配置:Spring Boot 1.x提供了自动配置功能,可以自动配置许多常见的Spring功能,如数据库连接、消息传递和安全性,帮助开发人员避免编写大量样板代码。
  2. 起步依赖项:Spring Boot 1.x提供了起步依赖项,这些依赖项封装了常用的框架和库,并定义了一组默认的依赖关系,使开发人员能够方便地引入所需的功能模块。
  3. 嵌入式容器:Spring Boot 1.x支持使用嵌入式容器(如Tomcat、Jetty等),使开发人员无需在本地安装和配置Web服务器。
  4. 命令行界面:Spring Boot 1.x提供了命令行界面(CLI),帮助开发人员在开发过程中执行常见的任务,如启动和停止应用程序。

Spring Boot 2.x 特性与功能

  1. 响应式编程支持:Spring Boot 2.x引入了响应式编程的支持,特别是通过WebFlux框架,它使用非阻塞的IO模型,可以处理更多的并发请求,提供更好的性能和可伸缩性。
  2. 自动配置的改进:在自动配置方面,Spring Boot 2.x进行了许多改进,引入了条件注解的增强,可以根据一组条件来自动配置应用程序。
  3. Web安全性增强:Spring Boot 2.x在Web安全性方面进行了增强,引入了PasswordEncoder接口等新的特性和改进,帮助开发者更容易地实现安全性需求。

Spring Boot 3.x 特性与功能

  1. 性能优化:Spring Boot 3.X大幅提高了应用的启动速度和运行时内存效率。
  2. 容器编排支持:Spring Boot 3.X优化了对容器编排环境(如Kubernetes)的服务发现与生命周期管理,如支持Kubernetes的CRDs(CustomResourceDefinitions)。
  3. 全面支持新JDK特性:Spring Boot 3.X与时俱进,全面支持最新的JDK版本,并充分运用模块化、Lambda表达式等新特性提高代码质量和执行效率。

启动过程

启动入口

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

@SpringBootApplication
public class Application {

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

这是典型的Spring Boot启动入口,主类Application使用@SpringBootApplication注解,并在main()方法中调用SpringApplication.run()启动应用程序。

配置属性

外部配置文件(如application.properties)中定义的属性可以通过@Value注解注入到Bean中:

java
@Service
public class MyService {

    @Value("${my.service.config.value}")
    private String configValue;

    // ...
}

自动配置

Spring Boot自动配置基于@EnableAutoConfiguration注解。例如,当检测到HSQLDB依赖时,会自动配置一个内存数据库:

java
@Configuration
@EnableAutoConfiguration
public class DatabaseConfig {

    @Autowired
    private DataSource dataSource; // 自动配置的DataSource

    // ...
}

启动任务

实现CommandLineRunnerApplicationRunner接口,可以在应用启动后执行特定任务:

java
@Component
public class StartupTask implements CommandLineRunner {

    @Override
    public void run(String... args) throws Exception {
        System.out.println("Application started with arguments: " + Arrays.toString(args));
        // 执行其他启动任务...
    }
}

Spring Boot Actuator

Actuator提供了一系列生产就绪的功能,如健康检查、指标监控、审计日志等。启用Actuator只需添加相应依赖,并在配置文件中开启端点:

yaml
# application.properties
management.endpoints.web.exposure.include=health,metrics

然后可以在应用运行时访问/actuator/health/actuator/metrics等端点获取相关信息。

嵌入式Web容器

Spring Boot支持内嵌的Web容器。以下示例展示了如何使用WebMvcConfigurer自定义MVC配置:

java
@Configuration
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Override
    public void addResourceHandlers(ResourceHandlerRegistry registry) {
        registry.addResourceHandler("/static/**")
                .addResourceLocations("classpath:/static/");
    }

    // ...
}

Spring Boot DevTools

启用DevTools以实现自动重启、LiveReload等功能,只需添加相关依赖:

xml
<!-- pom.xml -->
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
</dependencies>