【Spring Boot】Spring Boot 中的 Starter

Spring Boot 中的 Starter

  • 1.常用 Starter
  • 2.为什么要用 Starter
  • 3.Starter 有哪些要素

我们都知道,Spring 的功能非常强大,但也有些弊端。比如:我们需要手动去配置大量的参数,没有默认值,需要我们管理大量的 jar 包和它们的依赖。为了提升 Spring 项目的开发效率,简化一些配置,Spring 官方引入了 SpringBoot。当然,引入 SpringBoot 还有其他原因,在这里就不过多描述了。

而 Spring Boot 为了简化配置,提供了非常多的 Starter。它先打包好与常用模块相关的所有 JAR 包,并完成自动配置,然后组装成 Starter(如把 Web 相关的 Spring MVC、容器等打包好后组装成 spring-boot-starter-web)。这使得在开发业务代码时不需要过多关注框架的配置,只需关注业务逻辑即可。

1.常用 Starter

Spring Boot 提供了很多开箱即用的 Starter,大概有近 50 种,常见的如下表所示。

Starter
说明
spring-boot-starter-web 用于构建 Web。包含 RESTful 风格框架、SpringMVC 和默认的嵌入式容器 Tomcat
spring-boot-starter-test 用于测试
spring-boot-starter-data-jpa 带有 Hibernate 的 Spring Data JPA
spring-boot-starter-jdbc 传统的 JDBC。轻量级应用可以使用,学习成本低,但最好使用 JPA 或 MyBatis
spring-boot-starter-thymeleaf 支持 Thymeleaf 模板
spring-boot-starter-mail 支持 Java Mail、Spring Email 发送邮件
spring-boot-starter-integration Spring 框架创建的一个 API,面向企业应用集成(EAI)
spring-boot-starter-mobile Spring MVC 的扩展,用来简化手机上的 Web 应用程序开发
spring-boot-starter-data-redis 通过 Spring Data Redis、Redis Client 使用 Redis
spring-boot-starter-validation Bean Validation 是一个数据验证的规范,Hibernate Validator 是一个数据验证框架
spring-boot-starter-websocket 相对于非持久的协议 HTTP,Websocket 是一个持久化的协议
spring-boot-starter-web-services SOAP Web Services
spring-boot-starter-hateoas 为服务添加 HATEOAS 功能
spring-boot-starter-security 用 Spring Security 进行身份验证和授权
spring-boot-starter-data-rest 用 Spring Data REST 公布简单的 REST 服务

如果想使用 Spring 的 JPA 操作数据库,则需要在项目中添加 spring-boot-starter-data-jpa 依赖,即在 pom.xml 文件中的 和元素之间加入依赖,具体代如下:

<dependencies>
	...
	<dependency>
		<groupId>org.springframework.bootgroupId>
		<artifactId>spring-boot-starter-data-jpaartifactId>
	dependency>
	...
dependencies>

如果依赖项没有版本号,则 Spring Boot 会根据自己的版本号自动关联。如果需要特定的版本则需要加上 version 元素。

2.为什么要用 Starter

在 SpringBoot 还没有出来之前,我们使用 Spring 开发项目。如果程序需要连接数据库,我们一般会使用 Hibernate 或 Mybatis 等 ORM 框架,这里我以 Mybatis 为例,具体的操作步骤如下:

  • 到 Maven 仓库去找需要引入的 mybatisjar 包,选取合适的版本。
  • 到 Maven 仓库去找 mybatis-spring 整合的 jar 包,选取合适的版本。
  • 在 Spring 的 applicationContext.xml 文件中配置 dataSourcemybatis 相关信息。

当然有些朋友可能会指正,不是还需要引入数据库驱动包吗?

确实需要引入,但数据库驱动有很多,比如:mysqloraclesqlserver,这不属于 mybatis 的范畴,使用者可以根据项目的实际情况单独引入。

如果程序只是需要连接数据库这一个功能还好,按上面的步骤做基本可以满足需求。但是,连接数据库可能只是庞大的项目体系中一个环节,实际项目中往往更复杂,需要引入更多的功能,比如:连接 redis、连接 mongodb、使用 rocketmq、使用 excel 功能等等。

引入这些功能的话,需要再把上面的步骤再重复一次,工作量无形当中增加了不少,而且有很多重复的工作。

另外,还是有个问题,每次到要到 Maven 中找合适的版本,如果哪次找的 mybatis.jar 包和 mybatis-spring.jar 包版本不兼容,程序不是会出现问题?

SpringBoot 为了解决以上两个问题引入了 Starter 机制。

3.Starter 有哪些要素

我们首先一起看看 mybatis-spring-boot-starter.jar 是如何定义的。

【Spring Boot】Spring Boot 中的 Starter_第1张图片
可以看到它的 META-INF 目录下只包含了:

  • pom.protperties:配置 Maven 所需的项目 versiongroupIdartifactId
  • pom.xml:配置所依赖的 jar 包。
  • MANIFEST.MF:这个文件描述了该 jar 文件的很多信息。
  • spring.provides:配置所依赖的 artifactId,给 IDE 使用的,没有其他的作用。

注意一下,没有一行代码。

我们重点看一下 pom.xml,因为这个 jar 包里面除了这个没有啥重要的信息。


<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.mybatis.spring.bootgroupId>
        <artifactId>mybatis-spring-bootartifactId>
        <version>1.3.1version>
    parent>
    <artifactId>mybatis-spring-boot-starterartifactId>
    <name>mybatis-spring-boot-startername>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starterartifactId>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-jdbcartifactId>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.mybatis.spring.bootgroupId>
            <artifactId>mybatis-spring-boot-autoconfigureartifactId>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.mybatisgroupId>
            <artifactId>mybatisartifactId>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.mybatisgroupId>
            <artifactId>mybatis-springartifactId>
        dependency>
    dependencies>
project>

从上面可以看出,pom.xml 文件中会引入一些 jar 包,其中除了引入 spring-boot-starter,之外重点看一下:mybatis-spring-boot-autoconfigure

我们找到 mybatis-spring-boot-autoconfigure.jar 文件,打开这个文件。

【Spring Boot】Spring Boot 中的 Starter_第2张图片

里面包含如下文件:

  • pom.properties:配置 Maven 所需的项目 versiongroupIdartifactId
  • pom.xml:配置所依赖的 jar
  • additional-spring-configuration-metadata.json:手动添加 IDE 提示功能
  • MANIFEST.MF:这个文件描述了该 jar 文件的很多信息
  • spring.factories:SPI(Service Provider Interface)会读取的文件
  • spring-configuration-metadata.json:系统自动生成的 IDE 提示功能
  • ConfigurationCustomizer:自定义 Configuration 回调接口
  • MybatisAutoConfigurationmybatis 配置类
  • MybatisPropertiesmybatis 属性类
  • SpringBootVFS:扫描嵌套的 jar 包中的类

spring-configuration-metadata.jsonadditional-spring-configuration-metadata.json 的功能差不多,我们在 applicationContext.properties 文件中输入 spring 时,会自动出现下面的配置信息可供选择,就是这个功能了。

【Spring Boot】Spring Boot 中的 Starter_第3张图片

这两个文件有什么区别?

如果 pom.xml 中引入了 spring-boot-configuration-processor 包,则会自动生成 spring-configuration-metadata.json

如果需要手动修改里面的元数据,则可以在 additional-spring-configuration-metadata.json 中编辑,最终两个文件中的元数据会合并到一起。

MybatisProperties 类是 属性实体类

@ConfigurationProperties(prefix = MybatisProperties.MYBATIS_PREFIX)
public class MybatisProperties {

    public static final String MYBATIS_PREFIX = "mybatis";
    private String configLocation;
    private String[] mapperLocations;
    private String typeAliasesPackage;
    private String typeHandlersPackage;
    private boolean checkConfigLocation = false;
    private ExecutorType executorType;
    private Properties configurationProperties;
    @NestedConfigurationProperty
    private Configuration configuration;

    public String getConfigLocation() {
        return this.configLocation;
    }

    public void setConfigLocation(String configLocation) {
        this.configLocation = configLocation;
    }

    @Deprecated
    public String getConfig() {
        return this.configLocation;
    }

    @Deprecated
    public void setConfig(String config) {
        this.configLocation = config;
    }

    public String[] getMapperLocations() {
        return this.mapperLocations;
    }

    public void setMapperLocations(String[] mapperLocations) {
        this.mapperLocations = mapperLocations;
    }

    public String getTypeHandlersPackage() {
        return this.typeHandlersPackage;
    }

    public void setTypeHandlersPackage(String typeHandlersPackage) {
        this.typeHandlersPackage = typeHandlersPackage;
    }

    public String getTypeAliasesPackage() {
        return this.typeAliasesPackage;
    }

    public void setTypeAliasesPackage(String typeAliasesPackage) {
        this.typeAliasesPackage = typeAliasesPackage;
    }

    public boolean isCheckConfigLocation() {
        return this.checkConfigLocation;
    }

    public void setCheckConfigLocation(boolean checkConfigLocation) {
        this.checkConfigLocation = checkConfigLocation;
    }

    public ExecutorType getExecutorType() {
        return this.executorType;
    }

    public void setExecutorType(ExecutorType executorType) {
        this.executorType = executorType;
    }

    public Properties getConfigurationProperties() {
        return configurationProperties;
    }

    public void setConfigurationProperties(Properties configurationProperties) {
        this.configurationProperties = configurationProperties;
    }

    public Configuration getConfiguration() {
        return configuration;
    }

    public void setConfiguration(Configuration configuration) {
        this.configuration = configuration;
    }

    public Resource[] resolveMapperLocations() {
        ResourcePatternResolver resourceResolver = new PathMatchingResourcePatternResolver();
        List<Resource> resources = new ArrayList<Resource>();
        if (this.mapperLocations != null) {
            for (String mapperLocation : this.mapperLocations) {
                try {
                    Resource[] mappers = resourceResolver.getResources(mapperLocation);
                    resources.addAll(Arrays.asList(mappers));
                } catch (IOException e) {
                    // ignore
                }
            }
        }
        return resources.toArray(new Resource[resources.size()]);
    }
}

可以看到 Mybatis 初始化所需要的很多属性都在这里,相当于一个 JavaBean。

下面重点看一下 MybatisAutoConfiguration 的代码:

@org.springframework.context.annotation.Configuration
@ConditionalOnClass({ SqlSessionFactory.class, SqlSessionFactoryBean.class })
@ConditionalOnBean(DataSource.class)
@EnableConfigurationProperties(MybatisProperties.class)
@AutoConfigureAfter(DataSourceAutoConfiguration.class)
public class MybatisAutoConfiguration {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MybatisAutoConfiguration.class);
    private final MybatisProperties properties;
    private final Interceptor[] interceptors;
    private final ResourceLoader resourceLoader;
    private final DatabaseIdProvider databaseIdProvider;
    private final List<ConfigurationCustomizer> configurationCustomizers;
    public MybatisAutoConfiguration(MybatisProperties properties,
                                    ObjectProvider<Interceptor[]> interceptorsProvider,
                                    ResourceLoader resourceLoader,
                                    ObjectProvider<DatabaseIdProvider> databaseIdProvider,
                                    ObjectProvider<List<ConfigurationCustomizer>> configurationCustomizersProvider) {
        this.properties = properties;
        this.interceptors = interceptorsProvider.getIfAvailable();
        this.resourceLoader = resourceLoader;
        this.databaseIdProvider = databaseIdProvider.getIfAvailable();
        this.configurationCustomizers = configurationCustomizersProvider.getIfAvailable();
    }

    @PostConstruct
    public void checkConfigFileExists() {
        if (this.properties.isCheckConfigLocation() && StringUtils.hasText(this.properties.getConfigLocation())) {
            Resource resource = this.resourceLoader.getResource(this.properties.getConfigLocation());
            Assert.state(resource.exists(), "Cannot find config location: " + resource
                    + " (please add config file or check your Mybatis configuration)");
        }
    }

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean
    public SqlSessionFactory sqlSessionFactory(DataSource dataSource) throws Exception {
        SqlSessionFactoryBean factory = new SqlSessionFactoryBean();
        factory.setDataSource(dataSource);
        factory.setVfs(SpringBootVFS.class);
        if (StringUtils.hasText(this.properties.getConfigLocation())) {
            factory.setConfigLocation(this.resourceLoader.getResource(this.properties.getConfigLocation()));
        }
        Configuration configuration = this.properties.getConfiguration();
        if (configuration == null && !StringUtils.hasText(this.properties.getConfigLocation())) {
            configuration = new Configuration();
        }
        if (configuration != null && !CollectionUtils.isEmpty(this.configurationCustomizers)) {
            for (ConfigurationCustomizer customizer : this.configurationCustomizers) {
                customizer.customize(configuration);
            }
        }
        factory.setConfiguration(configuration);
        if (this.properties.getConfigurationProperties() != null) {
            factory.setConfigurationProperties(this.properties.getConfigurationProperties());
        }
        if (!ObjectUtils.isEmpty(this.interceptors)) {
            factory.setPlugins(this.interceptors);
        }
        if (this.databaseIdProvider != null) {
            factory.setDatabaseIdProvider(this.databaseIdProvider);
        }
        if (StringUtils.hasLength(this.properties.getTypeAliasesPackage())) {
            factory.setTypeAliasesPackage(this.properties.getTypeAliasesPackage());
        }
        if (StringUtils.hasLength(this.properties.getTypeHandlersPackage())) {
            factory.setTypeHandlersPackage(this.properties.getTypeHandlersPackage());
        }
        if (!ObjectUtils.isEmpty(this.properties.resolveMapperLocations())) {
            factory.setMapperLocations(this.properties.resolveMapperLocations());
        }

        return factory.getObject();
    }

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean
    public SqlSessionTemplate sqlSessionTemplate(SqlSessionFactory sqlSessionFactory) {
        ExecutorType executorType = this.properties.getExecutorType();
        if (executorType != null) {
            return new SqlSessionTemplate(sqlSessionFactory, executorType);
        } else {
            return new SqlSessionTemplate(sqlSessionFactory);
        }
    }

    public static class AutoConfiguredMapperScannerRegistrar
            implements BeanFactoryAware, ImportBeanDefinitionRegistrar, ResourceLoaderAware {
        private BeanFactory beanFactory;
        private ResourceLoader resourceLoader;

        @Override
        public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {

            ClassPathMapperScanner scanner = new ClassPathMapperScanner(registry);
            try {
                if (this.resourceLoader != null) {
                    scanner.setResourceLoader(this.resourceLoader);
                }

                List<String> packages = AutoConfigurationPackages.get(this.beanFactory);
                if (logger.isDebugEnabled()) {
                    for (String pkg : packages) {
                        logger.debug("Using auto-configuration base package '{}'", pkg);
                    }
                }

                scanner.setAnnotationClass(Mapper.class);
                scanner.registerFilters();
                scanner.doScan(StringUtils.toStringArray(packages));
            } catch (IllegalStateException ex) {
                logger.debug("Could not determine auto-configuration package, automatic mapper scanning disabled.", ex);
            }
        }

        @Override
        public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
            this.beanFactory = beanFactory;
        }

        @Override
        public void setResourceLoader(ResourceLoader resourceLoader) {
            this.resourceLoader = resourceLoader;
        }
    }

    @org.springframework.context.annotation.Configuration
    @Import({ AutoConfiguredMapperScannerRegistrar.class })
    @ConditionalOnMissingBean(MapperFactoryBean.class)
    public static class MapperScannerRegistrarNotFoundConfiguration {

        @PostConstruct
        public void afterPropertiesSet() {
            logger.debug("No {} found.", MapperFactoryBean.class.getName());
        }
    }
}

这个类就是一个 Configuration(配置类),它里面定义很多 Bean,其中最重要的就是 SqlSessionFactory 的 Bean 实例,该实例是 Mybatis 的核心功能,用它创建 SqlSession,对数据库进行 CRUD 操作。

除此之外,MybatisAutoConfiguration 类还包含了:

  • @ConditionalOnClass 配置了只有包含 SqlSessionFactory.classSqlSessionFactoryBean.class,该配置类才生效。
  • @ConditionalOnBean 配置了只有包含 dataSource 实例时,该配置类才生效。
  • @EnableConfigurationProperties 该注解会自动填充 MybatisProperties 实例中的属性。
  • @AutoConfigureAfter 配置了该配置类在 DataSourceAutoConfiguration 类之后自动配置。

这些注解都是一些辅助功能,决定 Configuration 是否生效,当然这些注解不是必须的。

接下来,重点看看 spring.factories 文件有啥内容:

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
org.mybatis.spring.boot.autoconfigure.MybatisAutoConfiguration

里面只有一行配置,即 Key 为 EnableAutoConfiguration,Value 为 MybatisAutoConfiguration

好了,介绍了这么多东西,现在我们来总结一下,

Starter 几个要素如下图所示:

【Spring Boot】Spring Boot 中的 Starter_第4张图片
那么,编写 Starter 需要哪些步骤?

  • 需要定义一个名称为 xxx-spring-boot-starter 的空项目,里面不包含任何代码,可以有 pom.xmlpom.properties 文件。
  • pom.xml 文件中包含了名称为 xxx-spring-boot-autoconfigure 的项目。
  • xxx-spring-boot-autoconfigure 项目中包含了名称为 xxxAutoConfiguration 的类,该类可以定义一些 Bean 实例。当然,Configuration 类上可以打一些如:ConditionalOnClassConditionalOnBeanEnableConfigurationProperties 等注解。
  • 需要在 spring.factories 文件中增加 Key 为 EnableAutoConfiguration,Value 为 xxxAutoConfiguration

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