【java面试经(架构师&设计师)-第10课】SpringBoot核心入门

技术清单

申明：本文属于整理加工原创，部分举证材料来自于网络，仅用于学习参考。

本文主要介绍SpringBoot入门相关知识，通过本文讲解，你可以明白：

1、SpringBoot的设计初衷；

2、SpringBoot的项目结构；

3、SpringBoot的工作原理；

4、SpringBoot的核心模块有哪些？

技术解析

一、SpringBoot的设计初衷

1、来源

Spring Boot是由Pivotal团队提供的全新框架，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，从而使开发人员不再需要定义样板化的配置。

2 、设计初衷

首先了解一下Spring框架特点：Spring的组件代码轻量，配置却是重量级。

Spring是Java企业版（Java Enterprise Edition，JEE，也称J2EE）的轻量级代替品。无需开发重量级的Enterprise JavaBean（EJB），Spring为企业级Java开发提供了一种相对简单的方法，通过控制反转IOC和面向切面编程AOP，用简单的Java对象（Plain Old Java Object，POJO）实现了EJB的功能。但是用过Spring的都知道，配置过程较为复杂，每个Bean的装配都要在xml中配置一下才能自动装入，类似于以下：

当只有少量Bean时，配置过程还不怎么复杂，但是SSM三大框架整合，还有些其它框架加入，配置过程就变得比较复杂。

Spring 2.5引入了基于注解的组件扫描，这消除了大量针对应用程序自身组件的显式XML配置

Spring 3.0引入了基于Java的配置，这是一种类型安全的可重构配置方式，可以代替XML。

但是每个项目都需要进行这个繁琐但又必须的配置过程，因此急需一个工具来自动处理Spring配置过程。这就是Pivotal团队设计SpringBoot的初衷。

SpringBoot来源于Spring，又对上述Spring的缺点进行的改善和优化，基于约定优于配置的思想，可以让开发人员不必在配置与逻辑业务之间进行思维的切换，全身心的投入到逻辑业务的代码编写中，从而大大提高了开发的效率，一定程度上缩短了项目周期。

3、SpringBoot的特点

1）基于Spring的开发提供更快的入门体验；

2）开箱即用，没有代码生成，也无需XML配置。也支持修改默认配置；

3）提供了一些大型项目中常见的非功能性特性，如嵌入式服务器、安全、指标，健康检测、外部配置等。

SpringBoot不是对Spring功能上的增强，而是提供了一种快速使用Spring的方式。

二、SpringBoot的项目结构

SpringBoot主要由四层结构组成：

1、实体层（entity层/pojo层）

一般是数据库中的一张表就对应一个实体类，而类的属性值和表结构字段的属性一一进行映射。

2、数据持久层（dao层/mapper层）

dao层（Data Access Object）作用是连接和访问数据库，向数据库发送sql的语句，完成对应实体层对应数据库表的增删改查操作。通常SQL语句可以写在mapper文件里面。

3、数据库服务层（service层）

主要负责业务逻辑的设计和实现，一般是首先设计接口，然后再对接口进行实现。

4、控制层（controller层）

控制层主要负责业务模块的流程控制和分发，同时承担参数的校验。负责前后端的交互工作，接受前端的请求，并进行初步处理后分发到service层进行处理。

除此外，还有些其他相关的组成部分，例如：

工具类库utils、配置类config、数据传输对象dto、视图包装对象vo等。

其中数据传输对象Data Transfer Object用于封装多个实体类domain之间的关系，不破坏原有的实体类结构。

三、SpringBoot的工作原理

我们先来看看pom.xml文件中几个比较关键的配置

1、pom.xml文件

1）spring-boot-dependencies：核心依赖在父工程中；

2）spring-boot-starter-web：帮我们导入了web模块正常运行所依赖的组件；

SpringBoot将所有的功能场景都抽取出来，做成一个个的starter（启动器），只需要在项目中引入这些starter即可，所有相关的依赖都会导入进来，我们要用什么功能就导入什么样的场景启动器即可，我们也可以自己自定义starter。

2、启动类-注解

通过spring-boot-starter-web的配置，我们就可以通过注解@SpringBootApplication进行启动

//@SpringBootApplication 来标注一个主程序类
//说明这是一个Spring Boot应用
@SpringBootApplication
public class SpringbootApplication {

   public static void main(String[] args) {
     //以为是启动了一个方法，没想到启动了一个服务
      SpringApplication.run(SpringbootApplication.class, args);
   }
}

打开@SpringBootApplication的源码，我们可以发现@SpringBootApplication其实主要是由@SpringBootConfiguration、@EnableAutoConfiguration、@ComponentScan这三个注解构成的一个组合注解。

@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 {
}

1）@ComponentScan注解

@ComponentScan的功能其实就是自动扫描并加载符合条件的组件（比如@Component和@Repository等）或者bean定义，最终将这些bean定义加载到IoC容器中。所以SpringBoot的启动类最好是放在root package下，因为默认不指定basePackages。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
@Repeatable(ComponentScans.class)
public @interface ComponentScan {
}

2）@SpringBootConfiguration注解

打开的@SpringBootConfiguration源码，我们可以发现@SpringBootConfiguration其实就是一个@Configuration注解而已，它只是告诉spring这是一个配置类可以被加载到spring IOC容器中。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Configuration
public @interface SpringBootConfiguration {
}

3）@EnableAutoConfiguration注解

我们来看下其源码：

@SuppressWarnings("deprecation")
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {
}

这里又引入了一个注解@AutoConfigurationPackage，打开其源码：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)
public @interface AutoConfigurationPackage {
}

我们发现这个两个注解里面都有@Import，根据名称我们大致可以猜到：

@EnableAutoConfiguration中@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)是导入“能够自动配置的导入选择器”的；

@AutoConfigurationPackage中@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)是导入“自动配置包”的。

这其中，最关键的要属@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)，借助EnableAutoConfigurationImportSelector，@EnableAutoConfiguration可以帮助SpringBoot应用将所有符合条件的@Configuration配置都加载到当前SpringBoot创建并使用的IoC容器。

综述，@EnableAutoConfiguration注解是用于自动配置的，她能够自动配置spring容器的上下文信息，能够将bean节点加载到IOC容器中。

3、启动类-运行

SpringApplication类运行了一个main方法：

该方法主要分两部分，一部分是SpringApplication的实例化，二是run方法的执行；SpringApplication 这个类主要做了以下四件事情：

1）推断应用的类型是普通的项目还是Web项目；

2）查找并加载所有可用初始化器 ， 设置到initializers属性中；

3）找出所有的应用程序监听器，设置到listeners属性中；

4）推断并设置main方法的定义类，找到运行的主类。

//@SpringBootApplication 来标注一个主程序类
//说明这是一个Spring Boot应用
@SpringBootApplication
public class SpringbootApplication {

   public static void main(String[] args) {
     //以为是启动了一个方法，没想到启动了一个服务
      SpringApplication.run(SpringbootApplication.class, args);
   }
}

四、SpringBoot的核心模块有哪些？

Spring Boot有10个核心模块：

1、spring-boot

Spring Boot的主模块，也是支持其他模块的核心模块，主要包含以下几点：

1) 提供了一个启动 Spring 应用的主类，并提供了一个相当方便的静态方法，它的主要是作用是负责创建和刷新Spring容器的上下文；

2) 内嵌式的并可自由选择搭配的WEB应用容器，如：Tomcat，Jetty，Undertow等；

3) 对配置外部化的支持；

4) 提供一个很方便的Spring容器上下文初始化器，包括合理记录日志默认参数的支持。

2、spring-boot-autoconfigure

Spring Boot能根据类路径下的内容自动一些公共大型应用，提供的@EnableAutoConfiguration注解就能启用Spring功能的自动配置。

自动配置功能可以推断用户可能需要加载哪些Spring Bean，如：如果类路径下有HicariCP这个连接池的包，此时并未提供任何有效连接池的配置，那么Spring Boot就知道你可能需要一个连接池，并做相应配置。如果用户配置了其他连接池，那么Spring Boot会放弃自动配置。

3、spring-boot-starters
启动器，它包括一系列依赖的描述符。可以一站式的帮你打包Spring及相关技术应用，而不需要你到处找依赖和示例配置代码，它都帮你做好了。例如：spring-boot-starters这个启动器这主要提供了spring-boot，spring-context，spring-beans这三个Spring模块。

4、spring-boot-cli

Spring Boot的命令行工具，用于编译和运行Groovy源程序，可以十分简单的编写并运行一个应用程序。它也能监控你的文件，一旦有变动就会自动重新编译和重新启动应用程序。

5、spring-boot-actuator
Spring Boot提供的执行端点，你可以更好的监控及和你的应用程序交互。这个模块提供了像健康端点、环境端点、Spring Bean端点等。

6、spring-boot-actuator-autoconfigure

原理同上，为Spring Boot执行端点提供自动配置。

7、spring-boot-test

Spring Boot测试模块，为应用测试提供了许多非常有用的核心功能。

8、spring-boot-test-autoconfigure

原理同上，为Spring Boot测试模块提供自动配置。

9、spring-boot-loader

可以用来构建一个单独可执行的jar包，使用java -jar就能直接运行。一般不会直接使用这个来打包，使用Spring Boot提供的Maven或者Gradle插件就行了。

10、spring-boot-devtools

开发者工具模块，主要为Spring Boot开发阶段提供一些特性，如修改了代码自动重启应用等。这个模块的功能是可选的，只限于本地开发阶段，当打成整包运行时这些功能会被禁用。