一、回顾Spring
1.1.Spring是什么
Spring是一个开源框架,2003 年兴起的一个轻量级的Java 开发框架,作者:Rod Johnson 。
Spring是为了解决企业级应用开发的复杂性而创建的,简化开发。
1.2.Spring是如何简化Java开发的
为了降低Java开发的复杂性,Spring采用了以下4种关键策略:
1、基于POJO的轻量级和最小侵入性编程,所有东西都是bean;
2、通过IOC,依赖注入(DI)和面向接口实现松耦合;
3、基于切面(AOP)和惯例进行声明式编程;
4、通过切面和模版减少样式代码,RedisTemplate,xxxTemplate;
二、什么是SpringBoot
学过javaweb的同学就知道,开发一个web应用,从最初开始接触Servlet结合Tomcat, 跑出一个Hello Wolrld程序,是要经历特别多的步骤;后来就用了框架Struts,再后来是SpringMVC,到了现在的SpringBoot,过一两年又会有其他web框架出现;你们有经历过框架不断的演进,然后自己开发项目所有的技术也在不断的变化、改造吗?建议都可以去经历一遍;
言归正传,什么是SpringBoot呢,就是一个javaweb的开发框架,和SpringMVC类似,对比其他javaweb框架的好处,官方说是简化开发,约定大于配置, you can “just run”,能迅速的开发web应用,几行代码开发一个http接口。
所有的技术框架的发展似乎都遵循了一条主线规律:从一个复杂应用场景 衍生 一种规范框架,人们只需要进行各种配置而不需要自己去实现它,这时候强大的配置功能成了优点;发展到一定程度之后,人们根据实际生产应用情况,选取其中实用功能和设计精华,重构出一些轻量级的框架;之后为了提高开发效率,嫌弃原先的各类配置过于麻烦,于是开始提倡“约定大于配置”,进而衍生出一些一站式的解决方案。
是的这就是Java企业级应用->J2EE->spring->springboot的过程。
随着 Spring 不断的发展,涉及的领域越来越多,项目整合开发需要配合各种各样的文件,慢慢变得不那么易用简单,违背了最初的理念,甚至人称配置地狱。Spring Boot 正是在这样的一个背景下被抽象出来的开发框架,目的为了让大家更容易的使用 Spring 、更容易的集成各种常用的中间件、开源软件;
Spring Boot 基于 Spring 开发,Spirng Boot 本身并不提供 Spring 框架的核心特性以及扩展功能,只是用于快速、敏捷地开发新一代基于 Spring 框架的应用程序。也就是说,它并不是用来替代 Spring 的解决方案,而是和 Spring 框架紧密结合用于提升 Spring 开发者体验的工具。Spring Boot 以约定大于配置的核心思想,默认帮我们进行了很多设置,多数 Spring Boot 应用只需要很少的 Spring 配置。同时它集成了大量常用的第三方库配置(例如 Redis、MongoDB、Jpa、RabbitMQ、Quartz 等等),Spring Boot 应用中这些第三方库几乎可以零配置的开箱即用。
简单来说就是SpringBoot其实不是什么新的框架,它默认配置了很多框架的使用方式,就像maven整合了所有的jar包,spring boot整合了所有的框架 。
Spring Boot 出生名门,从一开始就站在一个比较高的起点,又经过这几年的发展,生态足够完善,Spring Boot 已经当之无愧成为 Java 领域最热门的技术。
2.1.Spring Boot的主要优点:
-
为所有Spring开发者更快的入门
-
开箱即用,提供各种默认配置来简化项目配置
-
内嵌式容器简化Web项目
-
没有冗余代码生成和XML配置的要求
三、微服务
3.1.简介
3.1.1.什么是微服务
微服务是一种架构风格,它要求我们在开发一个应用的时候,这个应用必须构建成一系列小服务的组合;可以通过http的方式进行互通。要说微服务架构,先得说说过去我们的单体应用架构。
3.1.2.单体应用架构
所谓单体应用架构(all in one)是指,我们将一个应用的中的所有应用服务都封装在一个应用中。
无论是ERP、CRM或是其他什么系统,你都把数据库访问, web访问,等等各个功能放到一个war包内。
- 这样做的好处是,易于开发和测试:也十分方便部署:当需要扩展时,只需要将war复制多份,然后放到多个服务器上,再做个负载均衡就可以了。
- 单体应用架构的缺点是,哪怕我要修改一个非常小的地方,我都需要停掉整个服务,重新打包、部署这个应用war包。特别是对于一个大型应用,我们不可能吧所有内容都放在一个应用里面,我们如何维护、如何分工合作都是问题。
3.1.3.微服务架构
all in one的架构方式,我们把所有的功能单元放在一个应用里面。然后我们把整个应用部署到服务器上。如果负载能力不行,我们将整个应用进行水平复制,进行扩展,然后在负载均衡。
所谓微服务架构,就是打破之前all in one的架构方式,把每个功能元素独立出来。把独立出来的功能元索的动态组合,需要的功能元索才去拿来组合,需要多一些时可以整合多个功能元索。所以微服务架构是对功能元素进行复制,而没有对整个应用进行复制。
这样做的好处是:
1.节省了调用资源。
2.每个功能元素的服务都是一个可替换的、可独立升级的软件代码。
3.1.4.如何构建微服务
一个大型系统的微服务架构,就像一个复杂交织的神经网络,每一个神经元就是一个功能元索,它们各自完成自己的功能,然后通过http相互请求调用。比如一个电商系统,查缓存、连数据库、浏览页面、结账,支付等服务都是一个个独立的功能服务,都被微化了,它们作为一个个微服务共同构建了一个庞大的系统。如果修改其中的一个功能,只需要更新升级其中一个功能服务单元即可。
但是这种庞大的系统架构给部署和运维带来很大的难度。于是, spring为我们带来了构建大型分布式微服务的全套、全程产品:
- 构建一个个功能独立的微服务应用单元,可以使用springboot,可以帮我们快速构建一个应用;
- 大型分布式网络服务的调用,这部分由spring cloud来完成,实现分布式;
- 在分布式中间,进行流式数据计算、批处理,我们有spring cloud data flow.
- spring为我们想清楚了整个从开始构建应用到大型分布式应用全流程方案。
3.2.用微服务实现第一个Hello World!
3.2.1.准备工作
我们将学习如何快速的创建一个Spring Boot应用,并且实现一个简单的Http请求处理。通过这个例子对Spring Boot有一个初步的了解,并体验其结构简单、开发快速的特性。
我的环境准备:
-
java version “1.8.0_181”
-
Maven-3.6.1
-
SpringBoot 2.x 最新版
开发工具:
- IDEA
3.2.2.创建基础项目说明
Spring官方提供了非常方便的工具让我们快速构建应用
Spring Initializr:https://start.spring.io/
项目创建方式一:使用Spring Initializr 的 Web页面创建项目
2、填写项目信息
3、点击”Generate Project“按钮生成项目;下载此项目
4、解压项目包,并用IDEA以Maven项目导入,一路下一步即可,直到项目导入完毕。
5、如果是第一次使用,可能速度会比较慢,包比较多、需要耐心等待一切就绪。
项目创建方式二:使用 IDEA 直接创建项目
1、创建一个新项目
2、选择spring initalizr , 可以看到默认就是去官网的快速构建工具那里实现
3、填写项目信息
4、选择初始化的组件(初学勾选 Web 即可)
5、填写项目路径
6、等待项目构建成功
项目结构分析:
通过上面步骤完成了基础项目的创建。就会自动生成以下文件。
1、程序的主启动类
2、一个 application.properties 配置文件
3、一个 测试类
4、一个 pom.xml
3.2.3.pom.xml 分析
打开pom.xml,看看Spring Boot项目的依赖:
<!-- 父依赖 -->
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.2.5.RELEASE</version>
<relativePath/>
</parent>
<dependencies>
<!-- web场景启动器 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<!-- springboot单元测试 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
<!-- 剔除依赖 -->
<exclusions>
<exclusion>
<groupId>org.junit.vintage</groupId>
<artifactId>junit-vintage-engine</artifactId>
</exclusion>
</exclusions>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<!-- 打包插件 -->
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>
3.2.4.编写一个http接口
1、在主程序的同级目录下,新建一个controller包,一定要在同级目录下,否则识别不到
2、在包中新建一个HelloController类
@RestController
public class HelloController {
@RequestMapping("/hello")
public String hello() {
return "Hello World";
}
}
3、编写完毕后,从主程序启动项目,浏览器发起请求,看页面返回;控制台输出了 Tomcat 访问的端口号!
简单几步,就完成了一个web接口的开发,SpringBoot就是这么简单。所以我们常用它来建立我们的微服务项目!
3.2.5.将项目打成jar包
将项目打成jar包,点击 maven的 package
如果遇到以上错误,可以配置打包时 跳过项目运行测试用例
<!--
在工作中,很多情况下我们打包是不想执行测试用例的
可能是测试用例不完事,或是测试用例会影响数据库数据
跳过测试用例执
-->
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>
<configuration>
<!--跳过项目运行测试用例-->
<skipTests>true</skipTests>
</configuration>
</plugin>
如果打包成功,则会在target目录下生成一个 jar 包
打成了jar包后,就可以在任何地方运行了!
3.2.6.附加:SpringBoot启动标志
如何更改启动时显示的字符拼成的字母,SpringBoot呢?也就是 banner 图案;
只需一步:到项目下的 resources 目录下新建一个banner.txt 即可。
图案可以到:https://www.bootschool.net/ascii 这个网站生成,然后拷贝到文件中即可!
四、运行原理
我们之前写的HelloSpringBoot,到底是怎么运行的呢,Maven项目,我们一般从pom.xml文件探究起;
pom.xml
4.1.父依赖
其中它主要是依赖一个父项目,主要是管理项目的资源过滤及插件!
parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.2.5.RELEASE</version>
<relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>
点进去,发现还有一个父依赖
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
<version>2.2.5.RELEASE</version>
<relativePath>../../spring-boot-dependencies</relativePath>
</parent>
这里才是真正管理SpringBoot应用里面所有依赖版本的地方,SpringBoot的版本控制中心;
以后我们导入依赖默认是不需要写版本;但是如果导入的包没有在依赖中管理着就需要手动配置版本了;
4.2.启动器 spring-boot-starter
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
springboot-boot-starter-xxx:就是spring-boot的场景启动器
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 ;我们未来也可以自己自定义 starter;
4.3.主启动类
分析完了 pom.xml 来看看这个启动类
4.4.默认的主启动类
//@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);
}
}
但是一个简单的启动类并不简单!我们来分析一下这些注解都干了什么
4.5.@SpringBootApplication
作用:标注在某个类上说明这个类是SpringBoot的主配置类 , SpringBoot就应该运行这个类的main方法来启动SpringBoot应用;
进入这个注解:可以看到上面还有很多其他注解!
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(
excludeFilters = {
@Filter(
type = FilterType.CUSTOM,
classes = {
TypeExcludeFilter.class}
), @Filter(
type = FilterType.CUSTOM,
classes = {
AutoConfigurationExcludeFilter.class}
)}
)
public @interface SpringBootApplication {
// ......
}
4.6.@ComponentScan
这个注解在Spring中很重要 ,它对应XML配置中的元素。
作用:自动扫描并加载符合条件的组件或者bean , 将这个bean定义加载到IOC容器中
4.7.@SpringBootConfiguration
作用:SpringBoot的配置类 ,标注在某个类上 , 表示这是一个SpringBoot的配置类;
我们继续进去这个注解查看
// 点进去得到下面的 @Component
@Configuration
public @interface SpringBootConfiguration {
}
@Component
public @interface Configuration {
}
这里的 @Configuration,说明这是一个配置类 ,配置类就是对应Spring的xml 配置文件;
里面的 @Component 这就说明,启动类本身也是Spring中的一个组件而已,负责启动应用!
我们回到 SpringBootApplication 注解中继续看。
4.8.@EnableAutoConfiguration
@EnableAutoConfiguration :开启自动配置功能
以前我们需要自己配置的东西,而现在SpringBoot可以自动帮我们配置 ;@EnableAutoConfiguration告诉SpringBoot开启自动配置功能,这样自动配置才能生效;
点进注解接续查看:
@AutoConfigurationPackage :自动配置包
@Import({
Registrar.class})
public @interface AutoConfigurationPackage {
}
@import :Spring底层注解@import , 给容器中导入一个组件
Registrar.class 作用:将主启动类的所在包及包下面所有子包里面的所有组件扫描到Spring容器 ;
这个分析完了,退到上一步,继续看
@Import({AutoConfigurationImportSelector.class}) :给容器导入组件 ;
AutoConfigurationImportSelector :自动配置导入选择器,那么它会导入哪些组件的选择器呢?我们点击去这个类看源码:
1、这个类中有一个这样的方法
// 获得候选的配置
protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
//这里的getSpringFactoriesLoaderFactoryClass()方法
//返回的就是我们最开始看的启动自动导入配置文件的注解类;EnableAutoConfiguration
List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), this.getBeanClassLoader());
Assert.notEmpty(configurations, "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories. If you are using a custom packaging, make sure that file is correct.");
return configurations;
}
2、这个方法又调用了 SpringFactoriesLoader 类的静态方法!我们进入SpringFactoriesLoader类loadFactoryNames() 方法
public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
String factoryClassName = factoryClass.getName();
//这里它又调用了 loadSpringFactories 方法
return (List)loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList());
}
3、我们继续点击查看 loadSpringFactories 方法
private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
//获得classLoader , 我们返回可以看到这里得到的就是EnableAutoConfiguration标注的类本身
MultiValueMap<String, String> result = (MultiValueMap)cache.get(classLoader);
if (result != null) {
return result;
} else {
try {
//去获取一个资源 "META-INF/spring.factories"
Enumeration<URL> urls = classLoader != null ? classLoader.getResources("META-INF/spring.factories") : ClassLoader.getSystemResources("META-INF/spring.factories");
LinkedMultiValueMap result = new LinkedMultiValueMap();
//将读取到的资源遍历,封装成为一个Properties
while(urls.hasMoreElements()) {
URL url = (URL)urls.nextElement();
UrlResource resource = new UrlResource(url);
Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
Iterator var6 = properties.entrySet().iterator();
while(var6.hasNext()) {
Entry<?, ?> entry = (Entry)var6.next();
String factoryClassName = ((String)entry.getKey()).trim();
String[] var9 = StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String)entry.getValue());
int var10 = var9.length;
for(int var11 = 0; var11 < var10; ++var11) {
String factoryName = var9[var11];
result.add(factoryClassName, factoryName.trim());
}
}
}
cache.put(classLoader, result);
return result;
} catch (IOException var13) {
throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [META-INF/spring.factories]", var13);
}
}
}
4、发现一个多次出现的文件:spring.factories,全局搜索它
4.9.spring.factories
我们根据源头打开spring.factories , 看到了很多自动配置的文件;这就是自动配置根源所在!
WebMvcAutoConfiguration
我们在上面的自动配置类随便找一个打开看看,比如 :WebMvcAutoConfiguration
可以看到这些一个个的都是JavaConfig配置类,而且都注入了一些Bean,可以找一些自己认识的类,看着熟悉一下!
所以,自动配置真正实现是从classpath中搜寻所有的META-INF/spring.factories配置文件 ,并将其中对应的 org.springframework.boot.autoconfigure. 包下的配置项,通过反射实例化为对应标注了 @Configuration的JavaConfig形式的IOC容器配置类 , 然后将这些都汇总成为一个实例并加载到IOC容器中。
4.10.结论:
springboot所有自动配置都是在启动的时候扫描并加载: spring.factories所有的自动配置类都在这里面,但是不一定生效,要判断条件是否成立,只要导入了对应的start,就有对应的启动器了,有了启动器,我们自动装配就会生效,然后就配置成功!
SpringBoot在启动的时候从类路径下的META-INF/spring.factories中获取EnableAutoConfiguration指定的值
将这些值作为自动配置类导入容器 , 自动配置类就生效 , 帮我们进行自动配置工作;
整个J2EE的整体解决方案和自动配置都在springboot-autoconfigure的jar包中;
它会给容器中导入非常多的自动配置类 (xxxAutoConfiguration), 就是给容器中导入这个场景需要的所有组件 , 并配置好这些组件 ;
有了自动配置类 , 免去了我们手动编写配置注入功能组件等的工作;
现在大家应该大概的了解了下,SpringBoot的运行原理,后面我们还会深化一次!
五、SpringApplication
5.1.不简单的方法
我最初以为就是运行了一个main方法,没想到却开启了一个服务;
@SpringBootApplication
public class SpringbootApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(SpringbootApplication.class, args);
}
}
SpringApplication.run分析
分析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;
5.2.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
查看构造器:
public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class... primarySources) {
// ......
this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
this.setInitializers(this.getSpringFactoriesInstances();
this.setListeners(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
this.mainApplicationClass = this.deduceMainApplicationClass();
}