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使用 Spring Boot 如何快速進行 Web 微服務開發？

作者：Jimmy Song
新聞 前端
Spring Boot已成為當今最流行的微服務開發框架，本文是如何使用Spring Boot快速開始Web微服務開發的指南，我們將創建一個可運行的包含內嵌Web容器（默認使用的是Tomcat）的可運行jar包。

 Spring Boot已成為當今最流行的微服務開發框架，本文是如何使用Spring Boot快速開始Web微服務開發的指南，我們將創建一個可運行的包含內嵌Web容器（默認使用的是Tomcat）的可運行jar包。

傳統的Spring應用程序需要配置大量的XML文件才能運行，而使用Spring Boot只需極少的配置，就可以快速獲得一個正常運行的Spring應用程序，而這些配置使用的都是注解的形式，不需要再配置XML。

與Go語言的應用不同，我們知道所有的Java Web應用都必須放在Servlet容器中（不是像Docker容器的那種容器），如Tomcat、Jetty等。Servlet容器被定位為托管Web應用程序的高可用組件，關于Servlet的教程請參考Servlet教程 | runoob.com。

使用Java構建微服務并發布到Kubernetes平臺

Java作為多年的編程語言屆的No.1（使用人數最多，最流行），使用它來構建微服務的人不計其數，Java的微服務框架Spring中的Spring Boot和Spring Cloud已成為當前最流行的微服務框架。

下面是Sping技術棧所包含的技術框架圖。

Spring技術棧

當然，如果在Kubernetes中運行Java語言構建的微服務應用，我們不會使用上圖中所有的技術，本節將主要講解如何使用Spring Boot構建微服務應用。

下圖是Spring Boot的一些知識點。

Spring Boot的知識點

Spring Boot是Spring框架的一部分，關于Spring的核心技術請參考Spring core technologies - spring.io。

Spring的基本原理

Spring是一套Java開發框架，框架的作用就是為了減少代碼的冗余和模塊之間的耦合，使代碼邏輯更加清晰，主要是用了AOP（Aspect Oriented Programming，面向切面編程）和IoC（Inversion of Control，控制反轉）容器的思想，其中AOP是利用了Java的反射機制實現的。為了便于理解AOP可以參考一個簡單的Spring的AOP例子。

準備環境

在開始Spring Boot開發之前，需要先確認您的電腦上已經有以下環境：

  • JDK8
  • Maven3.0+
  • Intellij IDEA

JDK最好使用JDK8版本，Maven和IDEA的安裝都十分簡單，Maven的倉庫配置有必要說一下。

配置Maven

在安裝好Maven之后，默認的~/.m2目錄下是沒有maven倉庫配置文件settings.xml的，默認使用的是官方的倉庫，訪問速度會非常慢，我們需要配置下國內的倉庫。

創建~/.m2/settings.xml文件，文件內容如下： 

  1. <?xml version="1.0"?> 
  2. <settings> 
  3.   <mirrors> 
  4.         <mirror> 
  5.             <id>alimaven</id> 
  6.             <name>aliyun maven</name> 
  7.             <url>http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/</url> 
  8.             <mirrorOf>central</mirrorOf> 
  9.         </mirror> 
  10.   </mirrors> 
  11.   <profiles> 
  12.     <profile> 
  13.        <id>nexus</id> 
  14.         <repositories> 
  15.             <repository> 
  16.                 <id>nexus</id> 
  17.                 <name>local private nexus</name> 
  18.                 <url>http://maven.oschina.net/content/groups/public/</url> 
  19.                 <releases> 
  20.                     <enabled>true</enabled> 
  21.                 </releases> 
  22.                 <snapshots> 
  23.                     <enabled>false</enabled> 
  24.                 </snapshots> 
  25.             </repository> 
  26.         </repositories> 
  27.  
  28.         <pluginRepositories> 
  29.             <pluginRepository> 
  30.             <id>nexus</id> 
  31.             <name>local private nexus</name> 
  32.             <url>http://maven.oschina.net/content/groups/public/</url> 
  33.             <releases> 
  34.                 <enabled>true</enabled> 
  35.             </releases> 
  36.             <snapshots> 
  37.                 <enabled>false</enabled> 
  38.             </snapshots> 
  39.             </pluginRepository> 
  40.         </pluginRepositories> 
  41.     </profile></profiles> 
  42. </settings> 

其中使用的是阿里云的mirror，國內的下載速度非常快。

創建第一個Spring Boot應用

我們可以使用以下兩種方式創建Spring Boot應用：

  • springboot
  • maven

使用springboot命令創建Spring Boot應用

首先需要安裝springboot命令行工具。 

  1. brew tap pivotal/tap 
  2. brew install springboot 

使用下面的命令創建應用。 

  1. spring init --build maven --groupId com.example --version 0.0.1-SNAPSHOT --java-version 1.8 --dependencies web --name myproject myproject 
  • --build使用maven編譯或者是gradle
  • --groupId和--version與maven的pom.xml中的設置對應
  • --dependencies可以指定多個，如web、jpa、security等starter

執行上述命令后，將創建如下的目錄結構： 

  1. . 
  2. └── myproject 
  3.     ├── mvnw 
  4.     ├── mvnw.cmd 
  5.     ├── pom.xml 
  6.     └── src 
  7.         ├── main 
  8.         │   ├── java 
  9.         │   │   └── com 
  10.         │   │       └── example 
  11.         │   │           └── myproject 
  12.         │   │               └── MyprojectApplication.java 
  13.         │   └── resources 
  14.         │       ├── application.properties 
  15.         │       ├── static 
  16.         │       └── templates 
  17.         └── test 
  18.             └── java 
  19.                 └── com 
  20.                     └── example 
  21.                         └── myproject 
  22.                             └── MyprojectApplicationTests.java 
  23.  
  24. 15 directories, 6 files 

運行默認的示例應用。 

  1. mvn spring-boot:run 

第一次運行需要下載依賴包所以會比較耗費時間，以后每次編譯運行速度就會很快。

在瀏覽器中訪問localhost:8080將看到如下輸出： 

  1. Whitelabel Error Page 
  2. This application has no explicit mapping for /error, so you are seeing this as a fallback. 
  3.  
  4. Mon Mar 12 16:26:42 CST 2018 
  5. There was an unexpected error (type=Not Found, status=404). 
  6. No message available 

使用Maven創建Spring Boot應用

使用Maven創建Spring Boot應用需要執行以下步驟：

  1. 創建Maven工程所需的pom.xml文件
  2. 生成Maven工程
  3. 編譯打包發布

創建pom.xml

為Maven項目構建創建pom.xml文件，內容如下： 

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 
  2. <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
  3.     xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> 
  4.     <modelVersion>4.0.0</modelVersion> 
  5.  
  6.     <groupId>com.example</groupId> 
  7.     <artifactId>myproject</artifactId> 
  8.     <version>0.0.1-SNAPSHOT</version> 
  9.  
  10.     <parent> 
  11.         <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
  12.         <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> 
  13.         <version>1.4.1.BUILD-SNAPSHOT</version> 
  14.     </parent> 
  15.  
  16.     <repositories> 
  17.         <repository> 
  18.             <id>spring-snapshots</id> 
  19.             <url>http://repo.spring.io/snapshot</url> 
  20.             <snapshots><enabled>true</enabled></snapshots> 
  21.         </repository> 
  22.         <repository> 
  23.             <id>spring-milestones</id> 
  24.             <url>http://repo.spring.io/milestone</url> 
  25.         </repository> 
  26.     </repositories> 
  27.     <pluginRepositories> 
  28.         <pluginRepository> 
  29.             <id>spring-snapshots</id> 
  30.             <url>http://repo.spring.io/snapshot</url> 
  31.         </pluginRepository> 
  32.         <pluginRepository> 
  33.             <id>spring-milestones</id> 
  34.             <url>http://repo.spring.io/milestone</url> 
  35.         </pluginRepository> 
  36.     </pluginRepositories> 
  37.     <!-- 添加classpath依賴 --> 
  38.     <dependencies> 
  39.         <dependency> 
  40.             <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
  41.             <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> 
  42.         </dependency> 
  43.         <!-- 開發者工具，當classpath下有文件更新自動觸發應用重啟 --> 
  44.         <dependency> 
  45.             <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
  46.             <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId> 
  47.             <optional>true</optional> 
  48.         </dependency> 
  49.     </dependencies> 
  50.     <!-- maven編譯插件，用于創建可執行jar包 --> 
  51.     <build> 
  52.         <plugins> 
  53.             <plugin> 
  54.                 <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
  55.                 <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId> 
  56.             </plugin> 
  57.         </plugins> 
  58.     </build> 
  59. </project> 

現在執行mvn dependency:tree可以看到項目中的依賴關系。 

  1. com.example:myproject:jar:0.0.1-SNAPSHOT 
  2. \- org.springframework.boot:spring-boot-starter-web:jar:1.4.1.BUILD-SNAPSHOT:compile 
  3.    +- org.springframework.boot:spring-boot-starter:jar:1.4.1.BUILD-SNAPSHOT:compile 
  4.    |  +- org.springframework.boot:spring-boot:jar:1.4.1.BUILD-SNAPSHOT:compile 
  5.    |  +- org.springframework.boot:spring-boot-autoconfigure:jar:1.4.1.BUILD-SNAPSHOT:compile 
  6.    |  +- org.springframework.boot:spring-boot-starter-logging:jar:1.4.1.BUILD-SNAPSHOT:compile 
  7.    |  |  +- ch.qos.logback:logback-classic:jar:1.1.7:compile 
  8.    |  |  |  +- ch.qos.logback:logback-core:jar:1.1.7:compile 
  9.    |  |  |  \- org.slf4j:slf4j-api:jar:1.7.21:compile 
  10.    |  |  +- org.slf4j:jcl-over-slf4j:jar:1.7.21:compile 
  11.    |  |  +- org.slf4j:jul-to-slf4j:jar:1.7.21:compile 
  12.    |  |  \- org.slf4j:log4j-over-slf4j:jar:1.7.21:compile 
  13.    |  +- org.springframework:spring-core:jar:4.3.3.RELEASE:compile 
  14.    |  \- org.yaml:snakeyaml:jar:1.17:runtime 
  15.    +- org.springframework.boot:spring-boot-starter-tomcat:jar:1.4.1.BUILD-SNAPSHOT:compile 
  16.    |  +- org.apache.tomcat.embed:tomcat-embed-core:jar:8.5.5:compile 
  17.    |  +- org.apache.tomcat.embed:tomcat-embed-el:jar:8.5.5:compile 
  18.    |  \- org.apache.tomcat.embed:tomcat-embed-websocket:jar:8.5.5:compile 
  19.    +- org.hibernate:hibernate-validator:jar:5.2.4.Final:compile 
  20.    |  +- javax.validation:validation-api:jar:1.1.0.Final:compile 
  21.    |  +- org.jboss.logging:jboss-logging:jar:3.3.0.Final:compile 
  22.    |  \- com.fasterxml:classmate:jar:1.3.1:compile 
  23.    +- com.fasterxml.jackson.core:jackson-databind:jar:2.8.3:compile 
  24.    |  +- com.fasterxml.jackson.core:jackson-annotations:jar:2.8.3:compile 
  25.    |  \- com.fasterxml.jackson.core:jackson-core:jar:2.8.3:compile 
  26.    +- org.springframework:spring-web:jar:4.3.3.RELEASE:compile 
  27.    |  +- org.springframework:spring-aop:jar:4.3.3.RELEASE:compile 
  28.    |  +- org.springframework:spring-beans:jar:4.3.3.RELEASE:compile 
  29.    |  \- org.springframework:spring-context:jar:4.3.3.RELEASE:compile 
  30.    \- org.springframework:spring-webmvc:jar:4.3.3.RELEASE:compile 
  31.       \- org.springframework:spring-expression:jar:4.3.3.RELEASE:compile 

這其中包括Tomcat web服務器和Spring Boot自身。

Spring Boot 推薦的基礎 POM 文件

名稱 說明
spring-boot-starter 核心 POM，包含自動配置支持、日志庫和對 YAML 配置文件的支持。
spring-boot-starter-amqp 通過 spring-rabbit 支持 AMQP。
spring-boot-starter-aop 包含 spring-aop 和 AspectJ 來支持面向切面編程（AOP）。
spring-boot-starter-batch 支持 Spring Batch，包含 HSQLDB。
spring-boot-starter-data-jpa 包含 spring-data-jpa、spring-orm 和 Hibernate 來支持 JPA。
spring-boot-starter-data-mongodb 包含 spring-data-mongodb 來支持 MongoDB。
spring-boot-starter-data-rest 通過 spring-data-rest-webmvc 支持以 REST 方式暴露 Spring Data 倉庫。
spring-boot-starter-jdbc 支持使用 JDBC 訪問數據庫。
spring-boot-starter-security 包含 spring-security。
spring-boot-starter-test 包含常用的測試所需的依賴，如 JUnit、Hamcrest、Mockito 和 spring-test 等。
spring-boot-starter-velocity 支持使用 Velocity 作為模板引擎。
spring-boot-starter-web 支持 Web 應用開發，包含 Tomcat 和 spring-mvc。
spring-boot-starter-websocket 支持使用 Tomcat 開發 WebSocket 應用。
spring-boot-starter-ws 支持 Spring Web Services。
spring-boot-starter-actuator 添加適用于生產環境的功能，如性能指標和監測等功能。
spring-boot-starter-remote-shell 添加遠程 SSH 支持。
spring-boot-starter-jetty 使用 Jetty 而不是默認的 Tomcat 作為應用服務器。
spring-boot-starter-log4j 添加 Log4j 的支持。
spring-boot-starter-logging 使用 Spring Boot 默認的日志框架 Logback。
spring-boot-starter-tomcat 使用 Spring Boot 默認的 Tomcat 作為應用服務器。

所有這些 POM 依賴的好處在于為開發 Spring 應用提供了一個良好的基礎。Spring Boot 所選擇的第三方庫是經過考慮的，比較適合產品開發的選擇。但是 Spring Boot 也提供了不同的選項，比如日志框架可以用 Logback 或 Log4j，應用服務器可以用 Tomcat 或 Jetty。

生成Maven工程

對于普通的Java項目或者Java Web項目可以使用下面的命令創建maven結構： 

  1. mvn archetype:generate -DgroupId=com.example -DartifactId=myproject -DarchetypeArtifactId=maven-archetype-webapp -DinteractiveMode=false 

下表是以上參數的使用說明：

參數 說明
mvn archetype:generate 固定格式
-DgroupId 組織標識（包名）
-DartifactId 項目名稱
-DarchetypeArtifactId 指定ArchetypeId，maven-archetype-quickstart，創建一個Java Project；maven-archetype-webapp，創建一個Web Project
-DinteractiveMode 是否使用交互模式

這將生成以下的目錄結構： 

  1. . 
  2. └── myproject 
  3.     ├── pom.xml 
  4.     └── src 
  5.         └── main 
  6.             ├── resources 
  7.             └── webapp 
  8.                 ├── WEB-INF 
  9.                 │   └── web.xml 
  10.                 └── index.jsp 
  11.  
  12. 6 directories, 3 files 

對于Spring Boot項目，無法使用mvn命令直接生成，需要手動創建目錄： 

  1. mkdir -p src/main/java 

創建示例代碼

創建src/main/java/Example.java文件內容如下： 

  1. import org.springframework.boot.*; 
  2. import org.springframework.boot.autoconfigure.*; 
  3. import org.springframework.stereotype.*; 
  4. import org.springframework.web.bind.annotation.*; 
  5.  
  6. @RestController 
  7. @EnableAutoConfiguration 
  8. public class Example { 
  9.  
  10.     @RequestMapping("/") 
  11.     String home() { 
  12.         return "Hello World!"; 
  13.     } 
  14.  
  15.     public static void main(String[] args) throws Exception { 
  16.         SpringApplication.run(Example.class, args); 
  17.     } 
  18.  
  19. } 
  • @RestController注解告訴Spring以字符串的形式渲染結果，并直接返回給調用者。
  • @EnableAutoConfiguration注解告訴Spring Boot根據添加的jar依賴猜測你想如何配置Spring。由于spring-boot-starter-web添加了Tomcat和Spring MVC，所以auto-configuration將假定你正在開發一個web應用，并對Spring進行相應地設置。
  • @RequestMapping注解提供路由信息，它告訴Spring任何來自”/“路徑的HTTP請求都應該被映射到home方法。

注：@RestController和@RequestMapping是Spring MVC中的注解（它們不是Spring Boot的特定部分）。

編譯和發布

運行該項目有以下兩種方式。

方式1：直接mvn命令運行 

  1. mvn spring-boot:run 

方式2：編譯打包成可執行jar包 

  1. mvn package 
  2. java -jar target/myproject-0.0.1-SNAPSHOT.jar 

不論使用哪種方式編譯，訪問localhost:8080可以看到web頁面上顯示Hello world!。

在target目錄下，你應該還能看到一個很小的名為myproject-0.0.1-SNAPSHOT.jar.original的文件，這是在Spring Boot重新打包前，Maven創建的原始jar文件。實際上可運行jar包中包含了這個小的jar包。

參考

責任編輯：張燕妮 來源： 微信ID：jimmysong
Spring Boot Web開發
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