深入学习Spring Boot框架

一、引言

Spring Boot是一个基于Spring框架的快速应用开发框架，它极大地简化了新Spring应用的初始搭建及开发过程。通过“约定优于配置”的理念，Spring Boot减少了大量样板代码和繁琐配置，让开发者能够更专注于业务逻辑的实现。无论是小型项目的快速迭代，还是大型企业级应用的构建，Spring Boot都展现出了强大的优势和广泛的适用性。

二、Spring Boot基础概念

（一）核心特性

1. 自动配置：Spring Boot能依据项目中的依赖自动配置Spring框架。例如，当项目引入spring-boot-starter-web依赖时，它会自动配置Tomcat作为嵌入式服务器，并设置好相关的Bean，开发者无需手动进行复杂的服务器和Bean配置。
2. 独立运行：Spring Boot应用可直接打包成可执行的jar文件，使用java -jar命令即可运行，无需部署到外部服务器，方便快捷，大大提升了应用的部署效率。
3. starter POMs：提供一系列“starter”依赖，开发者仅需在pom.xml中添加相应的starter，就能快速引入所需功能。比如添加spring-boot-starter-data-jpa可引入Spring Data JPA功能，用于数据库访问层的开发。
4. Actuator：内置强大的监控和管理功能，通过HTTP、JMX等协议暴露应用内部信息，如健康检查、度量信息等。借助这些信息，开发者能够实时了解应用的运行状态，及时发现并解决问题。
5. 外部化配置：支持从多种来源读取配置，包括application.properties、application.yml、环境变量、命令行参数等。这使得在不同环境（开发、测试、生产）下切换配置变得轻松简单。

（二）与传统Spring框架的区别

传统Spring框架在开发时，需要开发者编写大量的XML配置文件来配置Bean、数据源、事务等，过程繁琐且容易出错。而Spring Boot采用“约定优于配置”，默认提供了许多合理的配置，大大减少了XML配置的需求，更多地使用Java注解进行配置，使开发过程更加简洁高效。同时，Spring Boot集成了各种常用功能的starter依赖，一键引入即可使用，而传统Spring框架集成新功能时需要手动添加多个依赖并进行复杂配置。

三、开发环境搭建

（一）必备工具

1. JDK：Spring Boot要求Java 8或更高版本，可从Oracle官网或OpenJDK官网下载安装。安装完成后，配置好JAVA_HOME环境变量。
2. IDE：推荐使用IntelliJ IDEA或Eclipse，它们对Spring Boot提供了良好的支持，拥有丰富的插件和便捷的开发功能。以IntelliJ IDEA为例，下载安装社区版或旗舰版后即可使用。
3. 构建工具：Spring Boot支持Maven和Gradle，这里以Maven为例。从Maven官网下载安装包，解压后配置MAVEN_HOME环境变量，并将%MAVEN_HOME%\bin添加到系统PATH中。

（二）在IDE中配置Spring Boot支持

1. IntelliJ IDEA：打开IntelliJ IDEA，在File -> Settings（或Preferences，Mac系统）中，搜索Spring，安装Spring Boot插件。安装完成后重启IDE，即可在创建项目时看到Spring Initializr选项。
2. Eclipse：在Eclipse中，通过Help -> Eclipse Marketplace搜索并安装Spring Tools Suite (STS)插件。安装完成后，重启Eclipse，在File -> New中可找到Spring Starter Project选项用于创建Spring Boot项目。

四、Spring Boot项目搭建

（一）使用Spring Initializr创建项目

1. 打开浏览器，访问https://start.spring.io/。
2. 在Spring Initializr页面，选择项目类型（如Maven或Gradle），这里以Maven为例；选择Java作为语言，设置JDK版本；填写项目元数据，包括Group（如com.example）、Artifact（如demo）、Name（项目名称）、Description（项目描述）等。
3. 在依赖项中，根据项目需求添加依赖。例如，要开发一个Web应用，添加Spring Web依赖；若要使用数据库，添加Spring Data JPA、MySQL Driver等相关依赖。
4. 点击Generate按钮，下载生成的项目ZIP文件，解压到本地文件系统中。

（二）项目结构解析

解压后的项目目录结构如下：

demo
├── pom.xml
├── src
│   ├── main
│   │   ├── java
│   │   │   └── com
│   │   │       └── example
│   │   │           └── demo
│   │   │               ├── DemoApplication.java
│   │   │               └──...（其他Java类）
│   │   └── resources
│   │       ├── application.properties
│   │       └── static
│   │           └──...（静态资源文件）
│   │       └── templates
│   │           └──...（模板文件）
│   └── test
│       ├── java
│       │   └── com
│       │       └── example
│       │           └── demo
│       │               ├── DemoApplicationTests.java
│       │               └──...（其他测试类）
│       └── resources
│           └──...（测试资源文件）
└── target└──...（编译和打包后的文件）

 

 

• pom.xml：Maven项目的核心配置文件，用于管理项目依赖、构建配置等。
• src/main/java：存放项目的Java源代码。
• src/main/resources：存放项目的资源文件，如application.properties配置文件、静态资源（static目录）、模板文件（templates目录，若使用模板引擎）等。
• src/test：存放项目的测试代码和测试资源文件。
• target：Maven编译和打包后生成的文件目录。

（三）添加依赖

若在创建项目时未添加全部所需依赖，可在pom.xml文件中手动添加。例如，添加Lombok依赖来简化Java代码中的Getter、Setter等方法的编写：

<dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><version>1.18.26</version><scope>provided</scope>
</dependency>

 

 

添加依赖后，在IDE中刷新Maven项目，Maven会自动下载相应的依赖包。

五、Spring Boot核心组件应用

（一）Spring MVC

Spring MVC是Spring框架中用于构建Web应用的模块，在Spring Boot中得到了很好的集成。通过Spring MVC，开发者可以轻松创建RESTful API、处理HTTP请求和响应。

1. 创建Controller：在src/main/java/com/example/demo包下创建一个Controller类，例如UserController.java：

package com.example.demo;import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {@GetMappingpublic String getUsers() {return "获取用户列表";}
}

 

 

上述代码中，@RestController注解表示该类是一个RESTful风格的控制器，返回的数据直接以JSON或XML等格式响应给客户端；@RequestMapping("/users")注解定义了该控制器处理的请求路径前缀为/users；@GetMapping注解表示处理HTTP GET请求。

1. 运行应用并测试：在DemoApplication.java类中，点击运行按钮启动Spring Boot应用。应用启动后，打开浏览器访问http://localhost:8080/users（默认端口为8080，若在application.properties中修改了端口，则使用修改后的端口），可看到浏览器中显示“获取用户列表”。

（二）Spring Data JPA

Spring Data JPA用于简化JPA（Java Persistence API）的使用，方便进行数据库操作。

1. 配置数据库连接：假设使用MySQL数据库，在src/main/resources/application.properties文件中添加以下配置：

spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/yourdbname
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.jpa.database-platform=org.hibernate.dialect.MySQL8Dialect
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update

 

 

其中，spring.datasource.url指定数据库连接地址，spring.datasource.username和spring.datasource.password为数据库用户名和密码，spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update表示Hibernate会在启动时自动创建或更新表结构。

1. 创建实体类：在src/main/java/com/example/demo包下创建一个实体类，例如User.java：

package com.example.demo;import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.GeneratedValue;
import javax.persistence.GenerationType;
import javax.persistence.Id;@Entity
public class User {@Id@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)private Long id;private String name;private String email;// Getter和Setter方法，若使用Lombok，可省略，由Lombok自动生成public Long getId() {return id;}public void setId(Long id) {this.id = id;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public String getEmail() {return email;}public void setEmail(String email) {this.email = email;}
}

 

 

@Entity注解表示该类是一个JPA实体类，对应数据库中的一张表；@Id注解标识该字段为主键，@GeneratedValue注解指定主键的生成策略。

1. 创建Repository：在src/main/java/com/example/demo包下创建一个Repository接口，例如UserRepository.java：

package com.example.demo;import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {}

 

 

UserRepository接口继承自JpaRepository，JpaRepository提供了基本的CRUD操作方法，无需开发者手动实现。第一个泛型参数User是实体类类型，第二个泛型参数Long是主键类型。

1. 在Controller中使用Repository：修改UserController.java，添加获取用户列表的方法：

package com.example.demo;import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import java.util.List;@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {private final UserRepository userRepository;public UserController(UserRepository userRepository) {this.userRepository = userRepository;}@GetMappingpublic List<User> getUsers() {return userRepository.findAll();}
}

 

 

上述代码中，通过构造函数注入UserRepository，在getUsers方法中调用userRepository.findAll()方法从数据库中获取所有用户列表并返回。

（三）Spring Security

Spring Security用于为Spring Boot应用提供安全保障，实现用户认证、授权等功能。

1. 添加依赖：在pom.xml中添加Spring Security依赖：

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

 

 

1. 配置Spring Security：在src/main/java/com/example/demo包下创建一个配置类，例如SecurityConfig.java：

package com.example.demo;import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {@Overrideprotected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {http.authorizeRequests().antMatchers("/", "/home").permitAll().anyRequest().authenticated().and().formLogin().loginPage("/login").permitAll().and().logout().permitAll();}
}

 

 

上述配置中，@Configuration和@EnableWebSecurity注解启用Spring Security配置；configure方法中，authorizeRequests()用于配置请求的访问权限，antMatchers("/", "/home").permitAll()表示允许所有用户访问根路径和/home路径，anyRequest().authenticated()表示其他所有请求需要认证；formLogin()配置表单登录相关设置，loginPage("/login")指定登录页面路径；logout()配置注销相关设置。