【图文详解】企业级 Spring Boot 实战开发（陈光剑）

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发布时间：2019-03-01

本文共 15358 字，大约阅读时间需要 51 分钟。

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

Java 环境安装

Java 8 或更高版本（推荐LTS版本）

设置环境变量，确保JVM可以找到正确的类路径

IDE安装

推荐使用IntelliJ IDEA、Eclipse或VS Code

安装Spring Boot插件或Clion插件

Maven配置

安装Maven

在IDE中配置Maven插件

创建一个Maven项目

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：

外部配置文件（application.properties）

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

内嵌配置（通过@Import注解）

@Import({@AutoConfigureClasspath})

默认配置（通过@SpringBootApplication注解）

@SpringBootApplication
public 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：

MyBatis

通过XML或注解配置数据库连接

支持动态SQL

适合复杂查询

JPA

基于Hibernate的对象关系映射工具

代码第一式，减少手动写SQL

支持事务管理和缓存

模板引擎

Spring Boot 提供了几种模板引擎：

FreeMarker

常用于动态网页生成

模板文件以.ftl为扩展名

Thymeleaf

Spring Boot的默认模板引擎

模板文件以.html为扩展名

Mustache

简洁的模板引擎

模板文件以.mustache为扩展名

Groovy Templates

基于Groovy语言的模板引擎

模板文件以.groovy为扩展名

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：

Redis Session

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

MongoDB Session

@EnableMongoDBSession
class 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;
@EnableScheduling
class 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：

批量数据读取

批量处理

批量写入

事务管理

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：

kafka

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

Rabbit MQ

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

Active MQ

import org.apache.activemq.ActiveMQConnectionFactory;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration
public 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：

gson

import com.google.gson.Gson;
@Autowired
private Gson gson;

fastjson

import com.alibaba.fastjson.JSON;
@Autowired
private JSON json;

分布式框架

Spring Boot 与分布式框架的集成：

Dubbo

import org.springframework.boot dubbo DubboAutoConfiguration;
import org.springframework.boot dubbo DubboProperties;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration
public 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：

Spring Security

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

Shiro

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;
@Configuration
public 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：

Spring Boot Actuator

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

Spring Boot Devtools

import org.springframework.boot.devtools.autoconfigure.DevToolsAutoConfiguration;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration
public 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;
@Configuration
public 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：

Spring Boot Test

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

Test REST API

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.web.client.RestTemplate;
@Autowired
private RestTemplate restTemplate;
@Test
public 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.SpringApplication
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication
@SpringBootApplication
class 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;
@Configuration
public 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;
@Configuration
public 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
    
     
      > searchDocuments(Map
      
        query) {
        return elasticsearchTemplate.query(
            Criteria.matchAll().query(), document -> document
        );
    }
}

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
@EnableWebFlux
public 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.Schedulers
import org.springframework.boot.web.reactive.config.EnableWebFlux
import org.springframework.context.annotation.Bean
import org.springframework.context.annotation.Configuration
@Configuration
@EnableWebFlux
public 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;
@Configuration
public 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;
@Repository
interface 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);
    }
}