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概览与Spring的区别创建SpringBoot项目SpringBoot常用注解SpringBoot自动配置@SpringBootConfiguration@EnableAutoConfiguration

SpringBoot配置管理SpringBoot嵌入式服务器SpringBoot测试

概览

SpringBoot是由<code>Pivotal团队提供的全新框架，其设计目的是用来简化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，从而使开发人员不再需要定义样板化的配置。SpringBoot提供了一种新的编程范式，可以更加快速便捷地开发Spring项目，在开发过程当中可以专注于应用程序本身的功能开发，而无需在Spring配置上花太大的工夫。

SpringBoot基于Sring4进行设计，继承了原有Spring框架的优秀基因。SpringBoot准确的说并不是一个框架，而是一些类库的集合。maven或者gradle项目导入相应依赖即可使用 SpringBoot，而无需自行管理这些类库的版本。

特点：

自动配置：SpringBoot提供自动配置功能，根据项目的依赖和环境自动设置 Spring应用程序，减少了手动配置的复杂度。启动器：SpringBoot提供“启动器”依赖集合，如 spring-boot-starter-web，简化了项目的依赖管理。嵌入式服务器：SpringBoot支持嵌入式服务器，如Tomcat、Jetty和Undertow，使得应用程序可以独立运行，无需外部Web服务器。生产级别的特性：SpringBoot具备生产级别的功能，包括健康检查、应用监控、日志管理等。Actuator 模块可以轻松监控和管理应用程序。无配置的约定：SpringBoot遵循“无配置”的原则，使用合理的默认值和约定，减少需要编写的配置代码。快速开发：SpringBoot的项目结构和默认配置帮助开发者快速启动新项目。内置工具和插件支持开发、测试和部署。

与Spring的区别

Spring和SpringBoot的最主要区别在于配置和启动的复杂性。

Spring和SpringBoot的主要区别在于配置和启动的复杂性。Spring框架需要大量的手动配置，包括XML配置文件或Java配置类，配置过程较为繁琐且易出错。此外，Spring应用程序通常需要部署到外部的Web服务器，并需要额外的步骤来启动和运行。

相比之下，SpringBoot提供了自动配置功能，可以根据项目的依赖自动设置应用程序，极大地简化了配置工作。它还支持嵌入式服务器，使得应用程序能够独立运行，无需外部 Web 服务器，且可以通过java -jar命令直接启动。这些特点使得SpringBoot更加适合快速开发和部署应用程序。

创建SpringBoot项目

在IDEA中使用Spring Initializr快速创建一个SpringBoot项目。

选择所需的依赖

SpringBoot项目通常包括以下几个主要部分：

在<code>src/main/resources目录下创建application.properties或application.yml文件来配置应用程序。示例配置如下：

主应用类通常位于项目的根包，并使用<code>@SpringBootApplication注解。

创建一个<code>Controller处理HTTP请求并返回响应。使用@RestController注解定义控制器，使用@RequestMapping或@GetMapping处理请求。

在IDE中运行，右击主应用类并选择“Run”。

通过浏览器输入<code>http://localhost:8081/api/hello 测试。

SpringBoot常用注解

在SpringBoot开发中，常用的注解简化了配置和开发流程。

<code>@SpringBootApplication：标注在启动类上，它综合了@Configuration、@EnableAutoConfiguration和@ComponentScan注解，用于自动配置和组件扫描。

@SpringBootApplication

public class MyApplication { -- -->

public static void main(String[] args) {

SpringApplication.run(MyApplication.class, args);

}

}

@RestController：是一个组合注解，结合了@Controller和@ResponseBody。用于定义控制器类，并将返回的对象自动转换为JSON或XML格式，简化了RESTful API的开发。

@RestController

@RequestMapping("/api")

public class MyController {

@GetMapping("/hello")

public String sayHello() {

return "Hello, World!";

}

}

@Controller：用于定义一个SpringMVC 控制器类，它的主要目的是处理Web请求并返回视图，如JSP、Thymeleaf模板等。

@Controller

public class MyController {

@GetMapping("/home")

public String home() {

return "home"; // 返回视图名（例如 home.html）

}

}

@RequestMapping：映射HTTP请求到控制器的方法。支持不同的请求方法（GET、POST等），其衍生注解为@GetMapping、@PostMapping、@PutMapping、@DeleteMapping。

@RestController

public class MyController {

@RequestMapping(value = "/hello", method = RequestMethod.GET)

public String getHello() {

return "Hello, GET!";

}

}

@RequestBody：将HTTP请求体的内容绑定到方法参数上。通常用于POST请求，当请求的内容是JSON、XML或其他类型的数据时，可以通过@RequestBody注解将其自动转换为Java对象。

@RestController

public class MyRestController {

@PostMapping("/submit")

public String submitData(@RequestBody MyRequestData data) {

// 处理数据

return "Data received: " + data.toString();

}

}

class MyRequestData {

private String name;

private int age;

}

@ResponseBody：将方法的返回值直接写入HTTP响应体中。常用于控制器方法，以使得返回的数据，通常是JSON或XML，能够被自动序列化并发送给客户端。

@Controller

@ResponseBody

@RequestMapping("/api")

public class MyRestController {

@GetMapping("/info")

public MyResponseData getInfo() {

return new MyResponseData("Alice", 30);

}

}

class MyResponseData {

private String name;

private int age;

public MyResponseData(String name, int age) {

this.name = name;

this.age = age;

}

}

@Autowired：自动注入Spring管理的Bean。可以用于构造函数、字段或setter方法。

@Service

public class MyService {

private final MyRepository myRepository;

@Autowired

public MyService(MyRepository myRepository) {

this.myRepository = myRepository;

}

}

@Component：标记Spring组件，使其能够被自动扫描和管理，@Component为标记通用的Spring组件。

@Service

public class MyService {

private final MyRepository myRepository;

@Autowired

public MyService(MyRepository myRepository) {

this.myRepository = myRepository;

}

}

@Service：标记Spring业务组件，用于业务逻辑处理。

@Service

public class MyService {

// 业务逻辑

}

@Repository：标记Spring数据访问组件，用于数据持久化。

@Repository

public class MyRepository {

// 数据访问逻辑

}

@Configuration：标记Spring配置类，用于配置Spring容器、配置Bean。

@Configuration

public class AppConfig {

@Bean

public MyBean myBean() {

return new MyBean();

}

}

@Bean：在配置类中定义Bean方法，Spring管理这些Bean的生命周期。

@Bean

public MyBean myBean() {

return new MyBean();

}

@Value：从配置文件中注入值到字段，允许应用程序灵活地读取外部配置。

@Component

public class MyComponent {

@Value("${my.property}")

private String myProperty;

}

@ConfigurationProperties：用于将配置文件中的属性映射到Java类中。这样，配置可以作为一个Java Bean进行管理，便于在应用中使用。

@ConfigurationProperties(prefix = "myapp")

public class MyAppProperties {

private String name;

private int maxAttempts;

// getters and setters

}

myapp.name=MyApplication

myapp.maxAttempts=5

@Conditional：用于根据条件判断是否应用特定的配置。@Conditional注解的核心是通过Condition接口的实现来控制Bean的创建。Spring在启动时会检查这些条件，只有当所有条件都满足时，相关的Bean才会被注册到Spring容器中。

public class CustomCondition implements Condition {

@Override

public boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {

// 自定义条件逻辑

String property = context.getEnvironment().getProperty("custom.property");

return "expectedValue".equals(property);

}

}

SpringBoot自动配置

SpringBoot的自动配置通过条件化配置和扫描机制来简化应用设置。应用启动时，SpringBoot根据spring.factories文件中的配置自动加载所有标记为自动配置的类。每个自动配置类使用条件注解，如@ConditionalOnClass、@ConditionalOnMissingBean等，来判断是否应该应用特定的配置。这些注解帮助决定是否创建和配置Bean。如果符合条件，SpringBoot会自动生成所需的Bean实例并将其添加到应用上下文中。

其自动配置原理，是通过@SpringBootApplication注解，在启动时加载的。@SpringBootApplication这个注解通常标注在启动类上：

@SpringBootApplication

public class SpringBootExampleApplication {

public static void main(String[] args) {

SpringApplication.run(SpringBootExampleApplication.class, args);

}

}

@SpringBootApplication是一个复合注解，即由其他注解构成。核心注解是@SpringBootConfiguration和@EnableAutoConfiguration。

@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

@SpringBootConfiguration核心注解是@Configuration的作用是将类标记为配置类，可以定义@Bean方法来创建和配置 Spring容器中的Bean。

@Target({ ElementType.TYPE})

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

@Documented

@Configuration

public @interface SpringBootConfiguration { }

@Configuration底层实现就是一个Component。

/**

* Indicates that an annotated class is a "component".

* Such classes are considered as candidates for auto-detection

* when using annotation-based configuration and classpath scanning.

*

*/

@Target(ElementType.TYPE)

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

@Documented

@Indexed

public @interface Component{ }

@EnableAutoConfiguration

@EnableAutoConfiguration作用是启用SpringBoot的自动配置机制。它的核心是@AutoConfigurationPackage和@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})

@Target({ ElementType.TYPE})

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

@Documented

@Inherited

@AutoConfigurationPackage

@Import({ AutoConfigurationImportSelector.class})

public @interface EnableAutoConfiguration { }

@AutoConfigurationPackage的核心是引入了一个@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)配置类，该类实现了ImportBeanDefinitionRegistrar接口。这个注解本身的含义就是将主配置类（@SpringBootApplication标注的类）所在的包下面所有的组件都扫描到Spring容器中。

/**

* {@link ImportBeanDefinitionRegistrar} to store the base package from the importing

* configuration.

*/

static class Registrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, DeterminableImports {

@Override

public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata, BeanDefinitionRegistry registry) {

register(registry, new PackageImports(metadata).getPackageNames().toArray(new String[0]));

}

@Override

public Set<Object> determineImports(AnnotationMetadata metadata) {

return Collections.singleton(new PackageImports(metadata));

}

}

AutoConfigurationImportSelector类的作用是通过扫描spring.factories文件，加载所有自动配置类。

/**

* Return the auto-configuration class names that should be considered. By default

* this method will load candidates using {@link SpringFactoriesLoader} with

* {@link #getSpringFactoriesLoaderFactoryClass()}.

* @param metadata the source metadata

* @param attributes the {@link #getAttributes(AnnotationMetadata) annotation

* attributes}

* @return a list of candidate configurations

*/

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {

List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(),

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;

}

但是<code>spring.factories包含了很多类，并不是全部都加载的，在某些类里面，是有一个条件@ConditionalOnXXX注解，只有当这个注解上的条件满足才会加载。如SpringApplicationAdminJmxAutoConfiguration。

@Configuration(proxyBeanMethods = false)

@AutoConfigureAfter(JmxAutoConfiguration.class)

@ConditionalOnProperty(prefix = "spring.application.admin", value = "enabled", havingValue = "true",matchIfMissing = false)

public class SpringApplicationAdminJmxAutoConfiguration { -- -->}

当一个类使用 @SpringBootApplication 注解时，SpringBoot会自动进行一系列配置，让应用快速启动并运行。这个注解包含了 @SpringBootConfiguration，相当于告诉 Spring这是一个配置类，就像使用了@Configuration一样。@Configuration 的作用是将类标记为配置类，这个配置类可以定义 @Bean 方法来创建和配置 Spring容器中的 Bean。同时，@EnableAutoConfiguration 启用了SpringBoot的自动配置功能，SpringBoot会根据项目中的依赖，自动配置很多常用的 Spring组件，这样就不需要手动配置它们。这个自动配置的过程是通过扫描spring.factories文件中的自动配置类来实现的。另外，@ComponentScan让 Spring自动扫描当前包及其子包下的所有组件，比如标注了 @Component、@Service、@Repository和@Controller的类，并把它们注册到Spring容器中。因此，把应用的主类放在根包中，SpringBoot就会自动扫描并加载所有需要的组件和配置，让你可以专注于编写业务代码，而不用担心复杂的配置细节。SpringBoot通过这一系列自动化的配置和扫描机制，简化了开发和配置的工作量，让应用能够快速启动并运行。

SpringBoot配置管理

SpringBoot支持application.properties和application.yml两种格式的配置文件，通常放置在src/main/resources目录下。

server:

port: 8080

spring:

# 数据源配置

datasource:

url: jdbc:mysql://localhost:3306/mydb

username: root

password: secret

# 自定义属性

myapp:

name: MyApplication

maxAttempts: 5

如果想要读取配置，可以使用@Value注解或者@ConfigurationProperties注解。使用@ConfigurationProperties注解将配置文件中的属性绑定到Java类中，能够将复杂配置集中管理。

@ConfigurationProperties(prefix = "myapp")

public class MyAppProperties {

private String name;

private int maxAttempts;

// getters and setters

}

使用@Value注解可以将配置文件中的单个属性注入到Bean的字段中。

@Component

public class MyComponent {

@Value("${myapp.name}")

private String appName;

}

但需要注意的是，并不是在配置文件中配置了，就一定会加载，SpringBoot配置的加载优先级由高到低依为：

命令行参数：命令行参数的配置优先级最高。当你启动SpringBoot应用时，可以通过命令行传递配置参数，这些参数会覆盖其他来源的配置。

java -jar myapp.jar -Dserver.port=9090

环境变量：环境变量的配置优先级低于命令行参数，但高于application.properties和application.yml文件。环境变量通常用于在操作系统级别定义配置，例如在生产环境中。

export SERVER_PORT=9090

application.properties或application.yml文件：这些文件通常位于src/main/resources目录下，提供了默认的配置。这些配置会被加载到应用程序上下文中，但它们的优先级低于命令行参数。

server.port=8080

系统属性：系统属性通过System.setProperty方法设置，优先级最低。这些属性可以在应用启动时或者在JVM启动时通过-D参数设置，虽然优先级低于其他配置源，但它们仍然会被加载。

System.setProperty("server.port", "9090");

除此之外可以使用application-{profile}.properties或application-{profile}.yml文件为不同的环境提供特定的配置。且通过设置spring.profiles.active属性来激活特定的环境配置。

server.port=8081

# application.properties

spring.profiles.active=dev

有时需要根据特定条件加载不同的配置文件。这种需求通常出现在环境配置、特性开关或者动态调整配置的场景中，就可以通过环境控制的方式来实现。

application-dev.properties

server.port=8081

myapp.feature=enabled

application-prod.properties

server.port=80

myapp.feature=disabled

在application.properties中激活特定的profile：

spring.profiles.active=dev

这样SpringBoot会根据激活的profile加载对应的配置文件。

其实使用@Profile注解也能实现环境控制，@Profile注解允许在特定的profile激活时创建Bean或配置类。结合@Configuration使用，可以在不同的环境中加载不同的Bean配置。

@Configuration

@Profile("dev")

public class DevConfiguration {

@Bean

public MyBean myBean() {

return new MyBean("Development Bean");

}

}

或者使用@Conditional，@Conditional注解允许根据条件决定是否加载配置。可以结合自定义条件来实现复杂的条件加载逻辑。

public class OnCustomCondition implements Condition {

@Override

public boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {

// 逻辑判断

return "true".equals(System.getProperty("custom.condition"));

}

}

@Configuration

@Conditional(OnCustomCondition.class)

public class CustomConditionConfiguration {

@Bean

public CustomBean customBean() {

return new CustomBean();

}

}

SpringBoot嵌入式服务器

SpringBoot提供了内置的Web服务器，如Tomcat、Jetty和Undertow，嵌入式的服务器功能使得构建和运行JavaWeb应用变得更加简单。

有了嵌入式的服务器就不需要将应用程序打包为WAR包并部署到外部服务器，直接打包为JAR文件即可运行。而且运行和调试Web应用时不需要管理服务器的独立生命周期，而且内置服务器通常比外部服务器占用的资源少，启动速度更快。

SpringBoot默认内置Tomcat作为嵌入式服务器。如果没有特别修改，应用将使用Tomcat。

<dependency>

<groupId>org.springframework.boot</groupId>

<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>

</dependency>

如果要使用Jetty代替Tomcat，需要在pom.xml中排除Tomcat并添加Jetty依赖。

<dependencies>

<dependency>

<groupId>org.springframework.boot</groupId>

<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>

<exclusions>

<exclusion>

<groupId>org.springframework.boot</groupId>

<artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>

</exclusion>

</exclusions>

</dependency>

<dependency>

<groupId>org.springframework.boot</groupId>

<artifactId>spring-boot-starter-jetty</artifactId>

</dependency>

</dependencies>

内置的服务器实际上，SpringBoot是通过自动配置机制来简化Web服务器的配置。应用启动时，SpringBoot会自动检测类路径中的依赖，并根据它们自动配置Web服务器。自动配置类位于org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet包中，例如TomcatServletWebServerFactory、JettyServletWebServerFactory和UndertowServletWebServerFactory。

@Configuration

@ConditionalOnClass(Servlet.class)

@ConditionalOnMissingBean(ServletWebServerFactory.class)

@EnableConfigurationProperties(WebServerProperties.class)

public class TomcatServletWebServerFactoryConfiguration {

@Bean

public TomcatServletWebServerFactory tomcatServletWebServerFactory(WebServerProperties properties) {

TomcatServletWebServerFactory factory = new TomcatServletWebServerFactory();

// 配置 Tomcat 服务器

return factory;

}

}

SpringBoot使用ServletWebServerFactory接口及其实现，例如TomcatServletWebServerFactory来创建内嵌的Web服务器。ServletWebServerFactory提供了创建和配置Web服务器的能力。当应用启动时，SpringBoot会创建一个ServletWebServerFactory实现的实例，并使用该实例启动Web服务器。

@Bean

public ServletWebServerFactory servletContainer() {

TomcatServletWebServerFactory factory = new TomcatServletWebServerFactory();

factory.setPort(8080);

return factory;

}

可以通过实现TomcatServletWebServerFactory、JettyServletWebServerFactory或UndertowServletWebServerFactory接口来自定义嵌入式服务器的配置。

@Configuration

public class CustomTomcatFactory extends TomcatServletWebServerFactory {

@Bean

@Override

public ServletWebServerFactory servletContainer() {

return new TomcatServletWebServerFactory() {

@Override

protected Tomcat getTomcatEmbeddedServletContainer() {

Tomcat tomcat = super.getTomcatEmbeddedServletContainer();

// 自定义 Tomcat 配置

tomcat.getConnector().setAttribute("maxThreads", 200);

// 可以在这里添加更多自定义逻辑

return tomcat;

}

};

}

}

SpringBoot测试

测试是保证应用正确性和稳定性的关键部分，SpringBoot提供了多种测试工具和注解，以便于进行集成测试、单元测试和功能测试。

创建一个单元测试步骤：

导入测试依赖。

<dependencies>

<!-- Spring Boot Test -->

<dependency>

<groupId>org.springframework.boot</groupId>

<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>

<scope>test</scope>

</dependency>

<!-- JUnit 5 (Jupiter) -->

<dependency>

<groupId>org.junit.jupiter</groupId>

<artifactId>junit-jupiter-api</artifactId>

<scope>test</scope>

</dependency>

<dependency>

<groupId>org.junit.jupiter</groupId>

<artifactId>junit-jupiter-engine</artifactId>

<scope>test</scope>

</dependency>

</dependencies>

编写测试类。通常，测试类放在与主代码相同的包结构中的src/test/java目录下。

@SpringBootTest

// @RunWith(xxxx.class)

public class MyServiceTests {

@Autowired

private MyService myService;

@Test

public void testPerformAction() {

String result = myService.performAction();

assertEquals("ExpectedResult", result);

}

}

一个最简单的单元测试就创建完毕了。在实际测试中，有时候需要测试场景中加载配置，@TestConfiguration注解用于创建专门的测试配置类。这些配置类仅在测试上下文中有效，用于提供测试所需的额外Bean。

@TestConfiguration

public class TestConfig {

@Bean

public TestService testService() {

return new TestService();

}

}

然后在测试类中引入该配置：

@SpringBootTest

@Import(TestConfig.class)

public class ServiceTests {

@Autowired

private TestService testService;

@Test

public void testService() {

// 测试逻辑

}

}

除了这些，还能使用@ExtendWith和自定义扩展，自定义扩展来添加额外的功能，如测试环境准备、清理操作等。

public class CustomExtension implements TestInstancePostProcessor, TestExecutionExceptionHandler {

@Override

public void postProcessTestInstance(Object testInstance, ExtensionContext context) {

// Custom initialization

}

@Override

public void handleTestExecutionException(ExtensionContext context, Throwable throwable) throws Throwable {

// Custom exception handling

}

}

在测试类中引入该扩展：

@ExtendWith(CustomExtension.class)

public class CustomExtensionTests {

@Test

public void testWithCustomExtension() {

// Test logic

}

}