SpringBoot——入门及原理

SpringBoot用来简化Spring应用开发，约定大于配置，去繁从简，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来进行配置（有特殊需求可以添加自己的配置覆盖默认配置），从而使开发人员不再需要定义样板化的配置。SpringBoot可以看成是J2EE的一站式解决方案。

一、SpringBoot 的优点

【1】快速创建独立运行的Spring项目以及与主流框架集成。
【2】使用嵌入式的Servlet容器，应用无需打成war包，可以打成jar包，通过java -jar的方式直接运行。
【3】starters（启动器）自动依赖与版本控制。
【4】大量的自动配置，简化开发，也可以修改默认值。
【5】无需配置XML，无代码生成，开箱即用。
【6】准生产环境的运行时应用监控。
【7】与云计算的天然集成。

二、解决微服务部署和运维难的问题：Spring Boot

如上的流程依次为：搭建项目构建连接批处理

三、Spring Boot 入门项目

HelloWorld（也可以参考五，快速创建一个 SpringBoot项目）

【1】准备环境： 为Maven的settings.xml配置文件的profiles标签添加如下信息：

<profile>
<id>jdk-1.8</id>
<activation>
    <activeByDefault>true</activeByDefault>
    <jdk>1.8</jdk>
</activation>
<properties>
    <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
    <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
    <maven.compiler.compilerVersion>1.8</maven.compiler.compilerVersion>
</properties>
</profile>

【2】将IDEA的 Maven更换为我们自己本地安装的Maven。（自行百度更换）创建一个maven工程[jar]，在pom.xml中导入如下依赖：

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.0.0.RELEASE</version>
</parent>
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

【3】编写一个主程序，启动SpringBoot应用

@SpringBootApplication
public class Hello {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
       //启动spring应用
       SpringApplication.run(Hello.class, args);
   }
}

【4】编写相关的Controller、Service类

@Controller
public class HelloController {
   @ResponseBody
   @RequestMapping("/hello")
   public String hello(){
       return "hello world!";
   }
}

【5】运行主测试程序。简化部署应用<可以将应用打包成一个可执行的jar包>：通过Maven Projects中的package（双击）即可。生成jar的位置：默认在项目的target目录下的“项目名称.jar”文件。运行jar：在命令行可以通过 “java -jar jar文件名.jar” 命令运行项目。

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

四、Hello World 探究（POM文件）

【1】父项目[spring-boot-starter-parent]：

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.0.0.RELEASE</version>
</parent>

【2】进入spring-boot-starter-parent发现它还有一个父项目：

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
    <version>2.0.0.RELEASE</version>
    <relativePath>../../spring-boot-dependencies</relativePath>
</parent>

【3】进入spring-boot-dependencies后，发现如下信息，与之前我们创建的分布式项目继承的Maven父项目功能是一样的，用来管理所有jar包依赖的版本。称为SpringBoot的版本仲裁中心，以后我们导入依赖默认是不需要写版本；（没有在dependencies里面管理的依赖，需要声明版本号）

<properties>
    <activemq.version>5.15.3</activemq.version>
    <antlr2.version>2.7.7</antlr2.version>
    <appengine-sdk.version>1.9.62</appengine-sdk.version>
    <artemis.version>2.4.0</artemis.version>
    <aspectj.version>1.8.13</aspectj.version>
    <assertj.version>3.9.1</assertj.version>
    <... 此处省略 .../>
</properties>

【4】启动器[spring-boot-starter-web]

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

spring-boot-starter-web：spring-boot-starter指spring-boot场景启动器；进入官网可以到有许多场景启动器，简单点说就是通过此功能将相关jar包给组合在起来，我们使用时只需要引入一个Web Starter就可以轻松搞定。Spring Boot将所有的功能场景都抽取出来，做成一个个的 starters（启动器），只需要在项目里面引入这些starter相关场景，所有依赖都会导入进来。要用什么功能就导入什么场景启动器。

点击web右边的pom可以看到SpringBoot为我们依赖的其它jar包，帮我们导入了web模块正常运行所依赖的所有组件。如下：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.hibernate</groupId>
        <artifactId>hibernate-validator</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
        <artifactId>jackson-databind</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

【5】主程序类（Java类）：@SpringBootApplication：此注解声明的类，是SpringBoot的主配置类，SpringBoot就应该运行这个类的main方法来启动SpringBoot。

//@ImportResource(locations={"classpath:bean.xml"})
//@SpringBootApplication 来标注一个主程序类，说明这是一个SpringBoot应用
@SpringBootApplication
public class HellowordQuickStartApplication {

    public static void main(String[] args) {
        /*SpringBoot应用启动项
        HellowordQuickStartApplication.class 参数必须是用@SpringBootApplication注解修饰的类
        */
        SpringApplication.run(HellowordQuickStartApplication.class, args);
    }
}

@SpringBootApplication（主要由：@SpringBootConfiguration/@EnableAutoConfiguration/@ComponentScan组成）

@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：标注在某个类上，表示此类是一个SpringBoot的配置类。由以下注解组合形成：配置类 == 配置文件，配置类也是容器的一个组件，底层由@Component等等组成。

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Configuration //表示此类是一个配置类  是spring的一个组件
public @interface SpringBootConfiguration {

@EnableAutoConfiguration：开启自动配置功能。也是一个组合注解，由以下注解组成（部分重要注解）：

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

@AutoConfigurationPackage：自动依赖相关的配置包，也是一个组合注解，主要由@import等注解组合

@Import({Registrar.class})//给容器中导入一个组件；导入的组件由此组建决定。
public @interface AutoConfigurationPackage {

进入@Import(Registrar.class)中的Registrar类中，通过断点，可以查看到我注释的一些信息。

static class Registrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, DeterminableImports {
    Registrar() {
    }
    //registerBeanDefinitions方法中的metadata可以查看到我们启动类使用的注解 @SpringBootApplication
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
        AutoConfigurationPackages.register(registry, new String[]{(new AutoConfigurationPackages.PackageImport(metadata)).getPackageName()});
    }
    //new AutoConfigurationPackages.PackageImport(metadata) 可以解析出我们当前主启动所在的package包
    public Set<Object> determineImports(AnnotationMetadata metadata) {
        return Collections.singleton(new AutoConfigurationPackages.PackageImport(metadata));
    }
}

@Import(Registrar.class)作用：将主配置类的所在包以及下边所有子包里面的所有组件扫描到Spring容器中。这也就能理解为什么会自动扫描我们写的@Controller类了。

@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)：进入AutoConfigurationImportSelector.class类中，查看如下方法：

public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
    if(!this.isEnabled(annotationMetadata)) {
        return NO_IMPORTS;
    } else {
        try {
            AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader.loadMetadata(this.beanClassLoader);
            AnnotationAttributes attributes = this.getAttributes(annotationMetadata);
            // 主要用到的是 这个 configurations 后面会有重点说明
            List<String> configurations = this.getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
            configurations = this.removeDuplicates(configurations);
            configurations = this.sort(configurations, autoConfigurationMetadata);
            Set<String> exclusions = this.getExclusions(annotationMetadata, attributes);
            this.checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
            configurations.removeAll(exclusions);
            configurations = this.filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
            this.fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
            return StringUtils.toStringArray(configurations);
        } catch (IOException var6) {
            throw new IllegalStateException(var6);
        }
    }
}

这是导入组件的选择器方法，将所有需要导入的组件以全类名的方式返回，这些组件最终被添加到容器中。其中List<String> configurations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；自动配置类共109个，如下部分所示：

☹ 那么我们就有疑问，这些自动配置类都是从哪里来的？
进入这个方法：this.getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes)

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
    // *** 后边需要了解的方法 ***
    //SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames（EnableAutoConfiguration.class,classLoader）;
    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;
}

进入SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames（EnableAutoConfiguration.class,classLoader）方法，具体注释说明：

public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
    //org.springframework.context.ApplicationContextInitializer
    String factoryClassName = factoryClass.getName();
    return (List)loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList());
}
private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
    MultiValueMap<String, String> result = (MultiValueMap)cache.get(classLoader);
    if(result != null) {
        return result;
    } else {
        try {
            //通过类加载器（classLoader获取）META-INF/spring.factories（也就是配置了109个自动配置类的文件） 资源
            Enumeration<URL> urls = classLoader != null?classLoader.getResources("META-INF/spring.factories"):ClassLoader.getSystemResources("META-INF/spring.factories");
            LinkedMultiValueMap result = new LinkedMultiValueMap();

            while(urls.hasMoreElements()) {
                URL url = (URL)urls.nextElement();
                UrlResource resource = new UrlResource(url);
                //将urls 当做一个properties配置文件
                Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
                Iterator var6 = properties.entrySet().iterator();

                while(var6.hasNext()) {
                    Entry<?, ?> entry = (Entry)var6.next();
                    //将META-INF/spring.factories文件中的EnableAutoConfiguration下的配置进行加载   如下图所示
                    List<String> factoryClassNames = Arrays.asList(StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String)entry.getValue()));
                    result.addAll((String)entry.getKey(), factoryClassNames);
                }
            }

            cache.put(classLoader, result);
            return result;
        } catch (IOException var9) {
            throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [META-INF/spring.factories]", var9);
        }
    }
}

我们进入其中一个自动配置类中看看SpringBoot是不是真的帮我们已经配置好了一些属性[WebMvcAutoConfiguration]：

//这里我就摘出一些重要的配置，来帮我我们观察即可。
@Configuration
public class WebMvcAutoConfiguration {
    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean
    /** 视图解析器 ， SpringBoot中的所有配置文件都是.java形式，方法的名字，就是以前xml中的id。
        等等都是用注解表示的，这个我们后面会重点说明，这里就先了解一下*/
    //我们可以看到SpringBoot已经帮我们配置好了视图解析器 等等一些功能 我们直接使用就好
    public InternalResourceViewResolver defaultViewResolver() {
        InternalResourceViewResolver resolver = new InternalResourceViewResolver();
        resolver.setPrefix(this.mvcProperties.getView().getPrefix());
        resolver.setSuffix(this.mvcProperties.getView().getSuffix());
        return resolver;
    }
}

总结： 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到容器中，自动配置类就生效，帮我们进行自动配置工作。如此一来，就具有我们在SSM等环境下写了一大堆配置文件后才具有的功能。而这些所有配置文件都在spring-boot-autoconfigure-2.0.0.RELEASE.jar 中。

五、使用 Spring Initializer 快速创建 Spring Boot 项目

注意：Artifact中不能大小写混合使用。

通过需求选择starts，例如选择Web。

我们就会发现pom.xml文件中，就会自动配置了我们引入的starts。

<!-- 摘取一部分 -->
<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.0.0.RELEASE</version>
    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>

<properties>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
    <java.version>1.8</java.version>
</properties>
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

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

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-configuration-processor</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
</dependencies>

添加controller层： 新注解@RestController == @ResponseBody与@Controller的合体；

//这个类的所有方法返回的数据直接写给浏览器（如果是对象转为JSON）
//@ResponseBody@Controller
@RestController
public class HelloWordController {
    @RequestMapping("/hello")
    public String hello(){
        return "hell";
    }
}

优点： 默认生成的SpringBoot项目，我们只需要编写自己的逻辑。默认生成的Resources配置文件的目录结构：
【1】static：保存所有的静态资源。 [js/css/image]
【2】templates：保存所有的模板页面[SpringBoot默认jar包使用嵌入式的 Tomcat，默认不支持JSP页面]但可以使用模板引擎。（freemarker、thymeleaf）
【3】application.properties：SpringBoot应用的配置文件。默认的配置都在此文件可以修改。