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企业级 Spring Boot 实战开发

Spring Boot 基础篇

Spring Boot 简介

Spring Boot 是 Spring 框架的简化版本，专为快速构建微服务应用而设计。它结合了传统的 Spring 应用程序开发与现代应用需求，提供了一套完整的工具链，涵盖了从开发到部署的全生命周期。

Spring 家族图谱

Spring 是一个功能全面的应用开发框架，包含以下主要组成部分：

• Spring Core：核心容器和依赖注入机制
• Spring MVC：构建Web应用
• Spring Data：数据库交互与持久化
• Spring Security：安全认证与授权
• Spring Boot：快速开发工具

Spring Boot 框架组成

Spring Boot 不是一个全新的框架，而是基于 Spring 的基础功能进行了封装和简化。其主要特点包括：

• 简化配置（通过application.properties文件）
• 自动配置（默认暴露HTTP端口）
• 简化日志记录
• 提供内置的开发工具（如DevTools）
• 支持微服务架构

为什么使用 Spring Boot

• 快速开发：减少繁琐的配置，专注于业务逻辑开发
• 内置工具：提供完善的组件和工具链
• 可扩展性：支持微服务架构，适合大型应用
• 社区支持：丰富的文档和活跃的开发者社区

现代 Java 开发生态

现代 Java 开发趋势：

• 项目模块化（JAR包装）
• 面向服务架构（SOA）
• 微服务化（Distributed Systems）
• 持续交付（CI/CD）
• 云计算（Cloud Computing）

快速开始 Hello World

环境准备

使用 Spring CLI

Spring CLI 是一个命令行工具，可以快速创建和运行Spring Boot应用。常用命令包括：

• mvn spring:run：运行主类
• mvn clean install：构建项目
• mvn spring-boot:run：通过Maven运行应用

Spring Initializr

Spring Initializr 是一个在线工具，用于快速创建Spring Boot项目：

• 访问Initializr官网
• 选择项目类型和依赖项
• 生成代码并导入到IDE中

Spring Boot 核心原理

自动配置

Spring Boot 的自动配置机制是其最具亮点之一。核心原理如下：

spring.jpa.hibernate.ddl-auto = updatespring.datasource.url = jdbc:mysql://localhost:3306/mydb

@Import({@AutoConfigureClasspath})

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

Spring Boot 常用注解

• @SpringBootApplication：标记主类
• @RestController：标记控制器类
• @RequestMapping：定义API映射路径
• @GetMapping：定义GET请求映射
• @PostMapping：定义POST请求映射
• @PutMapping：定义PUT请求映射
• @DeleteMapping：定义DELETE请求映射
• @Service：标记业务逻辑类
• @Component：标记组件类

Spring Boot 实战篇

数据库ORM

Spring Boot 提供了两种主要的ORM工具：

模板引擎

Spring Boot 提供了几种模板引擎：

缓存

Spring Boot 提供了多种缓存实现：

• Redis缓存

  @RedisCache(cacheNames = "myCache")class MyService {    @Autowired    private RedisTemplate
       
         redisTemplate;    public void cacheMethod() {        redisTemplate.opsForValue().set("key", "value");    }}
       

• MapCache

  @Cacheable(cacheNames = "myMapCache")public Map
       
         cacheMap() {    // 具体实现}
       

分布式会话 Session

在分布式系统中，Session管理是关键。Spring Boot 提供了两种方案：

@EnableRedisSessionclass MySessionConfig {    @Autowired    private RedisSerializer redisSerializer;    @Bean    public RedisSessionDecorator redisSessionDecorator() {        return new RedisSessionDecorator(redisSerializer);    }}

@EnableMongoDBSessionclass MySessionConfig {    @Autowired    private MongoSessionOptions mongoSessionOptions;    @Bean    public SessionFactory sessions() {        return new MongoSessionFactory();    }}

任务调度

Spring Boot 提供了任务调度功能，主要通过 Quartz Scheduler 实现：

import org.springframework.scheduling.annotation.EnableScheduling;import org.springframework.scheduling.annotation.IntervalAnnotation;import org.springframework.scheduling.annotation.ScheduledAnnotation;@EnableSchedulingclass MyScheduler {    @Scheduled(enabled = true, fixedRate = true, initialDelay = 10)    public void scheduledTask() {        // 定期执行的任务逻辑    }}

批处理

Spring Batch 是Spring Boot提供的批量处理框架，主要功能包括：

import org.springframework.batch.core.Job;import org.springframework.batch.core.Step;import org.springframework.batch.core.configuration.JobBuilderFactory;import org.springframework.batch.core.configuration.StepBuilderFactory;public class MyBatchConfig {    @Autowired    private JobBuilderFactory jobBuilderFactory;    @Autowired    private StepBuilderFactory stepBuilderFactory;    @Bean    public Job myBatchJob() {        return jobBuilderFactory.get("myBatchJob")                .listener(new JobExecutionListener())                .withStepBuilderFactory(stepBuilderFactory.get("myStep"))                .build();    }    @Bean    public Step myBatchStep() {        return stepBuilderFactory.get("myStep")                .taskExecutor()                .listener(new StepExecutionListener())                .build();    }}

发送邮件

Spring Boot 提供了简单的邮件发送功能，主要通过 JavaMail Sender 实现：

import org.springframework.mail.javamail.JavaMailSender;import org.springframework.mail.javamail.MimeMessage;public class MyMailService {    @Autowired    private JavaMailSender mailSender;    public void sendMail(String to, String subject, String content) {        try {            MimeMessage message = new MimeMessage();            message.setFrom("spring@domain.com");            message.setTo(to);            message.setSubject(subject);            message.setText(content);            mailSender.send(message);        } catch (Exception e) {            // 处理邮件发送异常        }    }}

消息队列 MQ

Spring Boot 支持多种消息队列：

import org.springframework.boot.autoconfigure.kafka.KafkaProperties;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configurationpublic class KafkaConfig {    @Autowired    private KafkaProperties kafkaProperties;    @Bean    public KafkaProducer
    
      kafkaProducer() {        return new KafkaProducer<>(kafkaProperties.toString(), kafkaProperties.toString());    }}
    

import com.rabbitmq.client.Connection;import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configurationpublic class RabbitMqConfig {    @Autowired    private RabbitTemplate rabbitTemplate;    @Bean    public Connection createRabbitMqConnection() throws IOException {        // 连接RabbitMQ服务器    }}

import org.apache.activemq.ActiveMQConnectionFactory;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configurationpublic class ActiveMqConfig {    @Autowired    private ActiveMQConnectionFactory activeMQConnectionFactory;    @Bean    public Connection createActiveMqConnection() throws IOException {        // 连接ActiveMQ服务器    }}

序列化

Spring Boot 提供了几种序列化工具：

import com.google.gson.Gson;@Autowiredprivate Gson gson;

import com.alibaba.fastjson.JSON;@Autowiredprivate JSON json;

分布式框架

Spring Boot 与分布式框架的集成：

import org.springframework.boot dubbo DubboAutoConfiguration;import org.springframework.boot dubbo DubboProperties;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configurationpublic class DubboConfig {    @Autowired    private DubboProperties dubboProperties;    @Bean    public DubboAutoConfiguration dubboAutoConfiguration() {        return new DubboAutoConfiguration(dubboProperties);    }}

安全与权限

Spring Boot 安全模块主要通过 Spring Security 和 Shiro 实现：

import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.WebSecurity;import org.springframework.security.config.annotation.web.config.EnableWebSecurity;import org.springframework.security.web.SecurityFilterChain;@EnableWebSecuritypublic class SecurityConfig {    @Autowired    private WebSecurity webSecurity;    @Bean    public SecurityFilterChain securityFilterChain() {        return webSecurity                .addFilterChain("/api/**", SecurityFilterChain.basicAuthentication())                .build();    }}

import org.apache.shiro.config.InMemoryConfiguration;import org.apache.shiro.spring.web.SecurityFilterChain;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configurationpublic class ShiroConfig {    @Bean    public SecurityFilterChain securityFilterChain() {        return new SecurityFilterChain(            new InMemoryConfiguration()                .set("shiro.sessionManager.sessionIdCookie.name", "JSESSIONID")                .set("shiro.sessionManager.sessionIdCookie.domain", "localhost")                .addFilter("JSESSIONIDFilter")                .addFilter("ShiroFilterChain")        );    }}

监控与运维

Spring Boot 提供了强大的监控和运维工具：

import org.springframework.boot.actuate.autoconfigure.EnableActuator;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configuration@EnableActuatorpublic class ActuatorConfig {    @Bean    public HealthContributor healthContributor() {        return new HealthContributor();    }}

import org.springframework.boot.devtools.autoconfigure.DevToolsAutoConfiguration;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configurationpublic class DevToolsConfig {    @Bean    public DevToolsAutoConfiguration devToolsAutoConfiguration() {        return new DevToolsAutoConfiguration();    }}

熔断限流

Spring Boot 提供了 Sentinel 来实现熔断限流：

import com.alibaba.sentininel.Sentinel;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configurationpublic class SentinelConfig {    @Bean    public Sentinel sentinel() {        return new Sentinel();    }}

测试

Spring Boot 提供了完善的测试框架，包括：

import org.junit.jupiter.api.Test;import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;@SpringBootTestpublic class MyTest {    @Test    public void test() {        // 测试逻辑    }}

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.boot.test.web.client.RestTemplate;@Autowiredprivate RestTemplate restTemplate;@Testpublic void testRestTemplate() {    // 调用REST API}

Spring Boot 高阶篇

使用 Lombok 简化 Java 代码

Lombok 提供了一系列简化Java代码的注解，常用注解包括：

• @Getter 和 @Setter：简化字段的获取和设置
• @NoArgsConstructor：生成无参数构造器
• @ToString：生成对象 toString 方法
• @EqualsAndHashCode：简化 equals 和 hashCode 方法
• @Slf4j：记录日志

Kotlin + Spring Boot 企业级开发

Kotlin 是一个简洁的编程语言，结合Spring Boot开发可以进一步简化代码：

import org.springframework.boot.SpringApplicationimport org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication@SpringBootApplicationclass Application {    companion object {        @JvmField        val application = SpringApplication()    }    fun main(args: Array
   
    , vararg params: String) {        application.run(*params)    }}class MyService {    @Autowired    private lateinit var repository: MyRepository    fun saveEntity(entity: MyEntity) {        repository.save(entity)    }}
   

分布式锁 Redis

在分布式系统中，分布式锁可以通过Redis实现：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configurationpublic class RedisLockConfig {    @Autowired    private RedisLockTemplate redisLockTemplate;    @Bean    public RedisLockTemplate redisLockTemplate() {        return new RedisLockTemplate();    }}class MyService {    @Autowired    private RedisLockTemplate redisLockTemplate;    public String acquireLock() {        return redisLockTemplate.acquireLock("myLock");    }}

搜索引擎 ES

Spring Boot 可以与Elasticsearch（ES）集成，实现文档存储和搜索：

import org.elasticsearch.client.RestClient;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configurationpublic class EsConfig {    @Autowired    private RestClient restClient;    @Bean    public EsConfig esConfig() {        return new EsConfig(restClient);    }}class EsService {    @Autowired    private ElasticsearchTemplate elasticsearchTemplate;    public void saveDocument(Map
   
     document) {        elasticsearchTemplate.index("my-index", "my-type", document);    }    public List
    
   

Spring Reactive

Spring Reactive 提供了基于Reactive Streams的异步编程支持：

import org.springframework.boot.web.reactive.config.EnableWebFlux;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configuration@EnableWebFluxpublic class WebFluxConfig {    @Bean    public RouterFunction
   
     home() {        return RouterFunctions.route(            GetMapping("/hello")                .toPath("/home", homeHandler())        );    }    @Bean    public HandlerFunction
    
      homeHandler() {        return response -> response.json().body("Hello, Spring Boot WebFlux");    }}
    
   

RxJava/RxKotlin

Spring Boot支持RxJava和RxKotlin实现异步处理：

import io.reactivex.rxjava.schedulers.Schedulersimport org.springframework.boot.web.reactive.config.EnableWebFluximport org.springframework.context.annotation.Beanimport org.springframework.context.annotation.Configuration@Configuration@EnableWebFluxpublic class WebFluxConfig {    @Bean    public RouterFunction
   
     home() {        return RouterFunctions.route(            GetMapping("/hello")                .toPath("/home", homeHandler())        )    }    @Bean    public HandlerFunction
    
      homeHandler() {        return response -> response.json().body("Hello, Spring Boot WebFlux")    }}
    
   

OAuth2 Client

Spring Boot 提供了OAuth2客户端支持，主要通过 Spring Security 实现：

import org.springframework.security.oauth2.client.OAuth2Client;import org.springframework.security.oauth2.client.OAuth2ClientConfigurer;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configurationpublic class OAuth2Config {    @Bean    public OAuth2Client oauth2Client() {        return new OAuth2ClientConfigurer()            .withClientId("client-id")            .withClientSecret("client-secret")            .withTokenName("access_token")            .withAuthorizationUri("http://localhost:8080/auth")            .withRedirectUri("http://localhost:8081/callback")            .build();    }}

图数据库 Neo4j

Spring Boot可以与Neo4j图数据库集成：

import org.springframework.data.neo4j.repository.config.EnableNeo4jRepositories;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configuration@EnableNeo4jRepositories(basePackages = "com.example.graph")public class Neo4jConfig {    @Bean    public Neo4jServer neo4jServer() {        return new Neo4jServer("localhost", 7474);    }}

使用函数式编程风格

Spring Boot支持通过 Spring Data Commons 实现函数式编程：

import org.springframework.data.domain ReyesQuery;import org.springframework.data.domain.commons.Query;import org.springframework.data.domain.commons.Specification;import org.springframework.data.repository.Repository;@Repositoryinterface MyRepository : Repository
   
     {    @Query("select e.name from MyEntity e where e.age : age")    ReyesQuery
    
      queryAge(@QueryParameters Long age);}class MyService {    @Autowired    private MyRepository myRepository;    public List
     
       findByAge(Long age) {        return myRepository.queryAge(age);    }}
     
    
   

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