SpringBoot入门详解

目录

因何而生的SpringBoot

单体架构的捉襟见肘

SpringBoot的优点

快速入门

高曝光率的Annotation

SpringBoot的工作机制

了解@SpringBootApplication

@SpringBootConfiguration

@EnableAutoConfiguration

自动配置的幕后英雄：SpringFactoriesLoader

@ComponentScan

SpringApplication执行流程

SpringApplicationRunListener

ApplicationContextInitializer

ApplicationListener

CommandLineRunner

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因何而生的SpringBoot

单体架构的捉襟见肘

微服务架构和Spring Boot框架的出现是为了解决传统单体应用程序在开发、部署和维护方面遇到的一系列问题，包括：

1. 复杂性管理： 传统的单体应用程序通常变得非常庞大和复杂，开发和维护成本逐渐增加。微服务架构将应用程序拆分成小的、独立的服务，每个服务负责特定的业务功能。这简化了应用的开发、测试和维护。

2. 技术多样性： 单体应用程序通常使用单一的技术栈，而微服务允许每个服务选择适合其需求的技术栈。这使得开发者可以更好地选择适合任务的工具和技术。

3. 快速交付： 微服务允许不同的团队独立开发、测试和部署服务，从而提高了交付速度。这有助于敏捷开发和持续交付。

4. 可伸缩性： 微服务使得应用程序的各个部分可以根据需求独立地扩展，而不是整个应用程序。这提高了应用程序的可伸缩性，能够应对高流量和负载。

5. 容错性： 微服务的分布性使得应用程序更容易实现容错和恢复能力。当某个服务失败时，不会影响整个应用程序。

6. 部署灵活性： 微服务可以独立部署，这意味着你可以频繁地更新和部署单个服务，而不必影响整个应用程序。

Spring Boot的出现与微服务架构有关，它是Spring Framework的一部分，旨在简化开发独立的、可执行的Java应用程序。Spring Boot解决了传统Java应用程序开发中的繁琐配置问题，使开发人员能够更快速地构建微服务和独立应用程序。

SpringBoot的优点

Spring Boot是一个用于构建生产级Spring应用程序的框架，它具有许多优点，使得它成为Java应用程序开发的首选框架之一：

1. 简化开发： Spring Boot通过自动配置和约定大于配置的原则，简化了应用程序的开发和配置。开发者可以快速启动项目，减少了大量的样板代码编写。

2. 内嵌容器： Spring Boot支持内嵌的Web容器（如Tomcat、Jetty、Undertow），这意味着你无需手动部署WAR文件到独立的Servlet容器中，而是将应用程序打包成一个可执行的JAR文件，直接运行。

3. 自动配置： Spring Boot根据你的项目的依赖和设置，自动配置应用程序的各个组件，包括数据源、Spring MVC、安全等。这减少了繁琐的配置工作。

4. 开发工具： Spring Boot提供了许多开发者友好的工具，如Spring Boot DevTools，它可以自动重启应用程序、热部署等，大大提高了开发效率。

5. 生产就绪： Spring Boot提供了一组用于监控、度量、健康检查、日志记录和安全的功能，使应用程序更容易部署和运行在生产环境中。

6. 微服务支持： Spring Boot与Spring Cloud集成良好，支持构建微服务架构。它提供了RESTful服务的构建和调用、服务注册与发现、负载均衡等功能。

7. 生态系统： Spring Boot建立在Spring框架的基础上，继承了Spring的强大生态系统，包括Spring Security、Spring Data、Spring Integration等。你可以轻松整合这些组件。

8. 广泛的第三方库支持： Spring Boot支持许多第三方库和插件，包括Thymeleaf、Freemarker、Swagger、Spring Boot Actuator等，帮助你快速构建各种类型的应用。

9. 可扩展性： Spring Boot是高度可定制和可扩展的，允许你根据项目需求进行自定义配置和功能扩展。

10. 大量文档和社区支持： Spring Boot拥有丰富的官方文档和庞大的开发者社区，可以轻松找到答案和解决问题。

快速入门

如果要快速入门，这个传送门一定很有帮助------->Spring | Quickstart

高曝光率的Annotation

1. @Configuration

   用于标识一个类作为配置类。配置类通常用于定义 Spring 容器的配置信息，包括 bean 的定义、依赖注入、AOP 配置等。使用 @Configuration 注解的类可以替代传统的 XML 配置文件，使配置更加可维护和类型安全。

2. @ComponentScan

   对应XML配置形式中的元素，用于配合一些元信息Java Annotation，比如@Component和@Repository等，将标注了这些元信息Annotation的bean定义类批量采集到Spring的IoC容器中。

   不指定basePackages属性的时候，默认从声明@ComponentScan所在类的package扫描。

3. @PropertySource和@PropertySources

   @PropertySource用于从某些地方加载*.properties文件内容。@PropertySources用于java8以下版本

   @Configuration
   @PropertySource{*classpath:1.properties}
   @PropertySource{*classpath:2.properties}
   public class XConfiguration {
       ...
   }

   属性的覆盖和优先级取决于加载的顺序，通常有以下规则：

   1. 属性值加载的顺序：

      • 默认属性值：Spring 提供了一些默认属性，如 spring.datasource.url，这些属性在 Spring 启动时被加载。

      • 属性文件：使用 @PropertySource 注解加载的属性文件。

      • XML 配置文件：通过 XML 配置文件（如 applicationContext.xml）中的 来加载属性文件。

      • 命令行参数和环境变量：命令行参数和环境变量可以覆盖已加载的属性值。

      • Java 系统属性：使用 System.setProperty() 来设置属性。

   2. 属性的优先级：

      • 当多个属性源中存在相同的属性时，后加载的属性会覆盖先加载的属性。

      • 属性的优先级从高到低为：命令行参数和环境变量 > XML 配置文件 > 属性文件 > 默认属性值。

4. @Import与@ImportResource

   @Import：

   • @Import 注解用于导入其他配置类（@Configuration 注解标记的类）。

   • 可以在一个配置类中使用 @Import 注解导入多个其他配置类，以将它们组合在一起。

   @Configuration
   @Import({AppConfig1.class, AppConfig2.class})
   public class MainConfig {
       // ...
   }

   @ImportResource

   • @ImportResource 注解用于导入 XML 配置文件，通常是传统的 Spring XML 配置文件。

   • 通过 @ImportResource 注解，可以将一个或多个 XML 配置文件导入到 Spring 的注解配置中。

   @Configuration
   @ImportResource("classpath:applicationContext.xml")
   public class MainConfig {
       // ...
   }

SpringBoot的工作机制

SoringBoot是Spring框架对“约定优先于配置(Convention Over Configuration)”理念的最佳实践的产物。

了解@SpringBootApplication

从SpringBoot的quickStart教程中，看到SpringBoot启动类就只有以下几行：

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);
    }
}

而其中的@SpringBootApplication和SpringApplication.run()两位就是重点关注对象了。

@SpringBootApplication实际上是一个符合Annotation，主要是下面这三位：

• @SpringBootConfiguration

• @EnableAutoConfiguration

• @ComponentScan

而为了图方便，就把这3个Annotation合成了一个@SpringBootApplication。

@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 {
    ...
}

@SpringBootConfiguration

启动类标注了@Configuration注解，本质上就是一个IoC容器的配置类。

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Configuration
@Indexed
public @interface SpringBootConfiguration {
    ...
}

@EnableAutoConfiguration

按照Spring的套路，@EnableXXXXX的Annotation都是借助@Import的支持干大事，@EnableAutoConfiguration干的就是借助@Import将所有符合自动配置条件的bean定义加载到IoC容器。

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})
public @interface EnableAutoConfiguration {
    ...
}

其中最关键的就是@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})，借助AutoConfigurationImportSelector，@EnableAutoConfiguration可以将所有符合条件的@Configuration配置都加载到当前SpringBoot创建并使用的IoC容器。而在Spring框架中SpringFactoriesLoader的支持下，@EnableAutoConfiguration可以“智能”地自动配置。

自动配置的幕后英雄：SpringFactoriesLoader

SpringFactoriesLoader 是 Spring Framework 中的一个工具类，它用于加载和管理以工厂方式提供的实现。它的主要作用是在 Spring 扩展机制、自动配置以及服务发现等场景中方便地加载和实例化实现类。通常，它是通过读取 META-INF/spring.factories 文件来完成这些任务的。

spring.factories是典型的java properties文件，配置的格式为key=value，注意key和value都是Java类型的完整类型，比如：

org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\
com.elaine.config.MyApplicationContextInitializer

这样一来，@EnableAutoConfiguration自动配置的就变成了：

从classpath中搜寻所有的META-INF/spring.factories配置文件，并将其中org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration对应的配置项通过反射实例化为对应的标注了@Configuration形式的IoC容器配置类，然后汇总为一个并加载到IoC容器。

@ComponentScan

@ComponentScan的功能是自动扫描并加载符合条件的组件或bean定义，最终将这些bean定义加载到容器中。如果当前SpringBoot不需要加载bean定义的化，也可以不要@ComponentScan。

SpringApplication执行流程

1. 在使用SpringApplication的静态run方法之前，我们需要创建一个SpringApplication对象。在SpringApplication实例初始化的时候，它会提前做好几件事：

   • 根据classpath里面是否存在特征类(org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext)决定是创建一个Web应用使用的ApplicationContext类型，还是创建一个标准的Standalone应用使用的ApplicationContext类型。

   • 使用SpringFactoriesLoader在classpath中查找并加载所有可用的ApplicationContextInitializer。

   • 使用SpringFactoriesLoader在classpath中查找并加载所有可用的ApplicationListener。

   • 推断并设置main方法的定义类。

2. 实例初始化完成且设置完成，执行run方法，遍历执行所有通过SpringFactoriesLoader可以找到并加载的SpringApplicationRunListener，调用它们的started()方法。

3. 创建并配置SpringBoot应用将要使用的Environment(包括配置要是用的PropertySource和Profile)。

4. 遍历所用的SpringApplicationRunListener的environmentPrepared()。

5. SpringApplication打印banner(如果showBanner属性被设置为true)。

6. 根据用户的个性化设置决定是否需要使用自定义的配置，最重要的，将之前准备好的environment配置给ApplicationContext使用。

7. ApplicationContext创建完成，SpringApplication再次使用SpringFactoriesLoader，查找加载所用可用的ApplicationContextInitializer，遍历调用它们的initialize(applicationContext)方法对已经创建好的ApplicationContext进一步处理。

8. 遍历所用的SpringApplicationRunListener的contextPrepared()方法。

9. 最核心的一步，将@EnableAutoConfiguration获取的所用配置和其他形式的IoC配置加载到已经准备完毕的ApplicationContext。

10. 遍历所用的SpringApplicationRunListener的contextLoaded()方法。

11. 调用ApplicationContext的refresh()方法。

12. 查找ApplicationContext中是否注册有CommandLineRunner，有则遍历执行它们。

13. 遍历执行SpringApplicationRunListener的finished()方法。

整个过程中充斥着各种扩展点进行推进工作，我们有必要进一步分析下。

SpringApplicationRunListener

SpringApplicationRunListener是整个启动流程中接收不同执行点事件通知的监听者：

public interface SpringApplicationRunListener {
     //刚执行run方法时
    void started();
     //环境建立好时候
    void environmentPrepared(ConfigurableEnvironment environment);
     //上下文建立好的时候
    void contextPrepared(ConfigurableApplicationContext context);
    //上下文载入配置时候
    void contextLoaded(ConfigurableApplicationContext context);
    //上下文刷新完成后，run方法执行完之前
    void finished(ConfigurableApplicationContext context, Throwable exception);
}

ApplicationContextInitializer

• SpringApplication 提供了 addInitializers 方法，可以用于注册一个或多个 ApplicationContextInitializer 的实现类。

• ApplicationContextInitializer 在 Spring Boot 启动过程中最早执行，它可以在应用程序上下文初始化前对应用程序的配置进行修改。

ApplicationListener

• ApplicationListener 是 Spring Framework 的标准接口，用于监听应用程序事件。Spring Boot 通过该接口支持了各种应用程序生命周期事件。

• ApplicationListener 在应用程序启动过程中可以监听各种事件，例如上下文刷新事件、应用程序已启动事件等，根据事件类型的不同，监听器会在不同的阶段执行。

CommandLineRunner

• CommandLineRunner 是 Spring Boot 的一个接口，它定义了一个 run 方法，该方法在 Spring Boot 应用程序启动后执行。

• CommandLineRunner 在应用程序启动完成后执行，通常用于执行应用程序启动后的一些初始化操作，如加载数据或执行特定任务。