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移动端

使用 Spring Boot 如何快速进行 Web 微服务开发?

Spring Boot已成为当今最流行的微服务开发框架,本文是如何使用Spring Boot快速开始Web微服务开发的指南,我们将创建一个可运行的包含内嵌Web容器(默认使用的是Tomcat)的可运行jar包。

作者:Jimmy Song来源:微信ID:jimmysong|2018-05-04 15:27

技术沙龙 | 邀您于8月25日与国美/AWS/转转三位专家共同探讨小程序电商实战

Spring Boot已成为当今最流行的微服务开发框架,本文是如何使用Spring Boot快速开始Web微服务开发的指南,我们将创建一个可运行的包含内嵌Web容器(默认使用的是Tomcat)的可运行jar包。

传统的Spring应用程序需要配置大量的XML文件才能运行,而使用Spring Boot只需极少的配置,就可以快速获得一个正常运行的Spring应用程序,而这些配置使用的都是注解的形式,不需要再配置XML。

与Go语言的应用不同,我们知道所有的Java Web应用都必须放在Servlet容器中(不是像Docker容器的那种容器),如Tomcat、Jetty等。Servlet容器被定位为托管Web应用程序的高可用组件,关于Servlet的教程请参考Servlet教程 | runoob.com。

使用Java构建微服务并发布到Kubernetes平台

Java作为多年的编程语言届的No.1(使用人数最多,最流行),使用它来构建微服务的人不计其数,Java的微服务框架Spring中的Spring Boot和Spring Cloud已成为当前最流行的微服务框架。

下面是Sping技术栈所包含的技术框架图。

Spring技术栈

当然,如果在Kubernetes中运行Java语言构建的微服务应用,我们不会使用上图中所有的技术,本节将主要讲解如何使用Spring Boot构建微服务应用。

下图是Spring Boot的一些知识点。

Spring Boot的知识点

Spring Boot是Spring框架的一部分,关于Spring的核心技术请参考Spring core technologies - spring.io

Spring的基本原理

Spring是一套Java开发框架,框架的作用就是为了减少代码的冗余和模块之间的耦合,使代码逻辑更加清晰,主要是用了AOP(Aspect Oriented Programming,面向切面编程)和IoC(Inversion of Control,控制反转)容器的思想,其中AOP是利用了Java的反射机制实现的。为了便于理解AOP可以参考一个简单的Spring的AOP例子

准备环境

在开始Spring Boot开发之前,需要先确认您的电脑上已经有以下环境:

  • JDK8
  • Maven3.0+
  • Intellij IDEA

JDK最好使用JDK8版本,Maven和IDEA的安装都十分简单,Maven的仓库配置有必要说一下。

配置Maven

在安装好Maven之后,默认的~/.m2目录下是没有maven仓库配置文件settings.xml的,默认使用的是官方的仓库,访问速度会非常慢,我们需要配置下国内的仓库。

创建~/.m2/settings.xml文件,文件内容如下:

  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,国内的下载速度非常快。

创建第一个Spring Boot应用

我们可以使用以下两种方式创建Spring Boot应用:

  • springboot
  • maven

使用springboot命令创建Spring Boot应用

首先需要安装springboot命令行工具。

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

使用下面的命令创建应用。

  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编译或者是gradle
  • --groupId--version与maven的pom.xml中的设置对应
  • --dependencies可以指定多个,如webjpasecurity等starter

执行上述命令后,将创建如下的目录结构:

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

运行默认的示例应用。

  1. mvn spring-boot:run 

第一次运行需要下载依赖包所以会比较耗费时间,以后每次编译运行速度就会很快。

在浏览器中访问localhost:8080将看到如下输出:

  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创建Spring Boot应用

使用Maven创建Spring Boot应用需要执行以下步骤:

  1. 创建Maven工程所需的pom.xml文件
  2. 生成Maven工程
  3. 编译打包发布

创建pom.xml

为Maven项目构建创建pom.xml文件,内容如下:

  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依赖 --> 
  38.     <dependencies> 
  39.         <dependency> 
  40.             <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
  41.             <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> 
  42.         </dependency> 
  43.         <!-- 开发者工具,当classpath下有文件更新自动触发应用重启 --> 
  44.         <dependency> 
  45.             <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
  46.             <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId> 
  47.             <optional>true</optional> 
  48.         </dependency> 
  49.     </dependencies> 
  50.     <!-- maven编译插件,用于创建可执行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> 

现在执行mvn dependency:tree可以看到项目中的依赖关系。

  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 

这其中包括Tomcat web服务器和Spring Boot自身。

Spring Boot 推荐的基础 POM 文件

名称 说明
spring-boot-starter 核心 POM,包含自动配置支持、日志库和对 YAML 配置文件的支持。
spring-boot-starter-amqp 通过 spring-rabbit 支持 AMQP。
spring-boot-starter-aop 包含 spring-aop 和 AspectJ 来支持面向切面编程(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 来支持 JPA。
spring-boot-starter-data-mongodb 包含 spring-data-mongodb 来支持 MongoDB。
spring-boot-starter-data-rest 通过 spring-data-rest-webmvc 支持以 REST 方式暴露 Spring Data 仓库。
spring-boot-starter-jdbc 支持使用 JDBC 访问数据库。
spring-boot-starter-security 包含 spring-security。
spring-boot-starter-test 包含常用的测试所需的依赖,如 JUnit、Hamcrest、Mockito 和 spring-test 等。
spring-boot-starter-velocity 支持使用 Velocity 作为模板引擎。
spring-boot-starter-web 支持 Web 应用开发,包含 Tomcat 和 spring-mvc。
spring-boot-starter-websocket 支持使用 Tomcat 开发 WebSocket 应用。
spring-boot-starter-ws 支持 Spring Web Services。
spring-boot-starter-actuator 添加适用于生产环境的功能,如性能指标和监测等功能。
spring-boot-starter-remote-shell 添加远程 SSH 支持。
spring-boot-starter-jetty 使用 Jetty 而不是默认的 Tomcat 作为应用服务器。
spring-boot-starter-log4j 添加 Log4j 的支持。
spring-boot-starter-logging 使用 Spring Boot 默认的日志框架 Logback。
spring-boot-starter-tomcat 使用 Spring Boot 默认的 Tomcat 作为应用服务器。

所有这些 POM 依赖的好处在于为开发 Spring 应用提供了一个良好的基础。Spring Boot 所选择的第三方库是经过考虑的,比较适合产品开发的选择。但是 Spring Boot 也提供了不同的选项,比如日志框架可以用 Logback 或 Log4j,应用服务器可以用 Tomcat 或 Jetty。

生成Maven工程

对于普通的Java项目或者Java Web项目可以使用下面的命令创建maven结构:

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

下表是以上参数的使用说明:

参数 说明
mvn archetype:generate 固定格式
-DgroupId 组织标识(包名)
-DartifactId 项目名称
-DarchetypeArtifactId 指定ArchetypeId,maven-archetype-quickstart,创建一个Java Project;maven-archetype-webapp,创建一个Web Project
-DinteractiveMode 是否使用交互模式

这将生成以下的目录结构:

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

对于Spring Boot项目,无法使用mvn命令直接生成,需要手动创建目录:

  1. mkdir -p src/main/java 

创建示例代码

创建src/main/java/Example.java文件内容如下:

  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.  
  • @RestController注解告诉Spring以字符串的形式渲染结果,并直接返回给调用者。
  • @EnableAutoConfiguration注解告诉Spring Boot根据添加的jar依赖猜测你想如何配置Spring。由于spring-boot-starter-web添加了Tomcat和Spring MVC,所以auto-configuration将假定你正在开发一个web应用,并对Spring进行相应地设置。
  • @RequestMapping注解提供路由信息,它告诉Spring任何来自”/“路径的HTTP请求都应该被映射到home方法。

@RestController@RequestMapping是Spring MVC中的注解(它们不是Spring Boot的特定部分)。

编译和发布

运行该项目有以下两种方式。

方式1:直接mvn命令运行

  1. mvn spring-boot:run 

方式2:编译打包成可执行jar包

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

不论使用哪种方式编译,访问localhost:8080可以看到web页面上显示Hello world!

target目录下,你应该还能看到一个很小的名为myproject-0.0.1-SNAPSHOT.jar.original的文件,这是在Spring Boot重新打包前,Maven创建的原始jar文件。实际上可运行jar包中包含了这个小的jar包。

参考

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