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SpringBoot框架教程：从入门到实践

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SpringBoot

概述

本文提供了详细的Spring Boot框架教程，涵盖了从环境搭建到项目实战的全过程。文章深入介绍了Spring Boot的特点、优势以及核心概念，并通过示例代码演示了如何创建和运行第一个Spring Boot应用。此外，还详细讲解了常用配置文件的使用方法以及如何整合其他框架如MyBatis和Spring Security。

Spring Boot 简介

什么是 Spring Boot

Spring Boot 是基于 Spring 框架的一个开源项目，旨在简化 Spring 应用的初始搭建以及开发过程。通过约定优于配置的方式，Spring Boot 自动配置 Spring 应用，使得开发者无需手动配置大量的 XML 或注解。Spring Boot 主要用于快速构建独立的、生产级别的基于 Spring 框架的应用。

Spring Boot 的特点和优势

快速应用搭建：Spring Boot 可以快速搭建 Spring 应用，省去了大量的配置工作。
无需 XML 配置：Spring Boot 遵循约定优于配置的原则，大部分配置可以通过注解完成，极大地减少了 XML 配置的需求。
自动配置：Spring Boot 会根据应用的依赖自动配置 Spring 应用，简化了应用的配置过程。
嵌入式服务器：Spring Boot 可以内嵌 Tomcat、Jetty 或 Undertow Web 服务器，无需额外部署。
起步依赖：Spring Boot 提供了大量起步依赖，通过引入一个依赖即可快速引入所有需要的依赖，减少了手动配置依赖的工作量。
命令行界面：Spring Boot 提供了 Spring CLI 命令行工具，可以方便地运行和测试应用。
健康检查：Spring Boot 提供了默认的健康检查工具，可以方便地监控应用的运行状态。
外部配置：支持从环境变量、命令行参数或配置文件中读取配置，增强了应用的灵活性。
自动重启：Spring Boot 配合 Spring DevTools 实现了应用在开发过程中的自动重启，提高了开发效率。

Spring Boot 的核心概念

自动配置：Spring Boot 通过 @SpringBootApplication 注解自动配置 Spring 应用，不需要手动配置。
起步依赖：Spring Boot 提供了多种起步依赖，如 spring-boot-starter-web，引入后自动配置 Spring MVC。
配置文件：Spring Boot 使用 application.properties 或 application.yml 进行配置。
命令行界面：Spring Boot 提供了 spring-boot:run 命令，可以直接运行应用。
嵌入式 Web 服务器：Spring Boot 可以内嵌 Tomcat、Jetty 或 Undertow，构建独立的 Web 应用。

环境搭建

下载并安装 Java 开发环境

下载安装 Java SDK：访问 Oracle 官方网站或 AdoptOpenJDK 网站下载 Java SDK，选择适用于你的操作系统的版本。
环境变量配置：在终端或命令提示符中输入 java -version，检查是否安装成功。如果未安装成功，请设置环境变量。
- Windows：
```
set JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk-11.0.1
set PATH=%JAVA_HOME%\bin;%PATH%
```
- Linux/macOS：
```
export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-11-openjdk-amd64
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
```
验证安装：在命令行中输入 java -version，验证 Java 是否安装成功。

创建并配置 Spring Boot 项目

下载并安装 Spring Boot 工具：访问 Spring Initializr 网站或使用 Spring Tool Suite (STS) 创建 Spring Boot 项目。
创建项目：在 Spring Initializr 网站中选择所需依赖，如 Web 依赖、JPA 依赖等，生成项目。
导入项目：将生成的项目导入到 Eclipse 或 IntelliJ IDEA 中。

<!-- pom.xml 示例 -->
<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>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>demo</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.3.1.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

第一个 Spring Boot 应用

创建 Spring Boot 项目实例

创建 Spring Boot 工程：使用 Spring Initializr 或 Spring Boot CLI 创建一个新的 Spring Boot 项目。
选择依赖：选择所需的依赖，如 Web、JPA 等。
创建主类：创建主类 Application.java，用于启动 Spring Boot 应用。

// Application.java
package com.example.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

运行第一个 Spring Boot 应用

运行应用：使用 mvn spring-boot:run 命令运行应用，或者直接运行主类。
访问主页：默认情况下，Spring Boot 应用会在 http://localhost:8080 启动并运行。

mvn spring-boot:run

Spring Boot 常用配置

应用配置文件详解（application.properties/application.yml）

Spring Boot 使用 application.properties 或 application.yml 文件进行配置。这些配置文件位于 src/main/resources 目录下，可以覆盖默认配置。

application.properties 示例

# application.properties
server.port=8081
spring.application.name=demo-app

application.yml 示例

# application.yml
server:
  port: 8081
spring:
  application:
    name: demo-app

自动配置原理

Spring Boot 通过 @SpringBootApplication 注解来启动应用。这个注解包含三个注解：@Configuration、@EnableAutoConfiguration 和 @ComponentScan。

@Configuration：标记类为配置类，可以定义 Spring Bean。
@EnableAutoConfiguration：启用自动配置，根据类路径中的依赖关系自动配置 Spring 应用。
@ComponentScan：扫描指定包下的组件，以便注册为 Spring Bean。

自动配置的主要工作是在 spring.factories 文件中定义配置类，Spring Boot 会根据这些配置类对应用进行配置。

// ExampleAutoConfiguration.java
package com.example.demo.config;

import org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
@EnableAutoConfiguration
public class ExampleAutoConfiguration {
    // 自动配置逻辑
}

Spring Boot 常用功能介绍

控制器（Controller）

控制器是处理 HTTP 请求的组件，通常使用 @Controller 或 @RestController 注解。@RestController 是 @Controller 和 @ResponseBody 的组合，适用于 RESTful 风格的应用。

示例代码

// HelloController.java
package com.example.demo.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class HelloController {
    @GetMapping("/hello")
    public String sayHello() {
        return "Hello, Spring Boot!";
    }
}

服务层（Service）

服务层负责处理业务逻辑，通常使用 @Service 注解。服务层可以调用数据访问层（Repository）的方法来操作数据库。

示例代码

// UserService.java
package com.example.demo.service;

import com.example.demo.model.User;
import com.example.demo.repository.UserRepository;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class UserService {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    public User createUser(User user) {
        return userRepository.save(user);
    }
}

数据访问层（Repository）

数据访问层负责操作数据库，通常使用 @Repository 注解。Spring Data JPA 提供了 JpaRepository 接口，可以简化数据库操作。

示例代码

// UserRepository.java
package com.example.demo.repository;

import com.example.demo.model.User;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;

public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {
    User findByUsername(String username);
}

Spring Boot 项目实战

创建一个简单的 Web 应用

创建一个简单的 Web 应用，包含用户注册和登录功能。

示例代码

// UserController.java
package com.example.demo.controller;

import com.example.demo.model.User;
import com.example.demo.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
public class UserController {
    @Autowired
    private UserService userService;

    @PostMapping("/register")
    public User registerUser(@RequestBody User user) {
        return userService.createUser(user);
    }

    @GetMapping("/login")
    public User loginUser(@RequestParam String username, @RequestParam String password) {
        return userService.findByUsernameAndPassword(username, password);
    }
}

示例服务层代码

// UserService.java
package com.example.demo.service;

import com.example.demo.model.User;
import com.example.demo.repository.UserRepository;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class UserService {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    public User createUser(User user) {
        return userRepository.save(user);
    }

    public User findByUsernameAndPassword(String username, String password) {
        return userRepository.findByUsernameAndPassword(username, password);
    }
}

示例数据访问层代码

// UserRepository.java
package com.example.demo.repository;

import com.example.demo.model.User;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;

public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {
    User findByUsernameAndPassword(String username, String password);
}

整合其他框架（如 MyBatis、Spring Security 等）

整合 MyBatis

添加依赖：在 pom.xml 中添加 MyBatis 和 MyBatis Spring Boot Starter 依赖。

<dependency>
    <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
    <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>2.1.3</version>
</dependency>

配置 MyBatis：创建 mybatis-config.xml 配置文件。

<!-- mybatis-config.xml -->
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE configuration
        PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"
        "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd">
<configuration>
    <typeAliases>
        <typeAlias type="com.example.demo.model.User" alias="User"/>
    </typeAliases>
    <mappers>
        <mapper resource="com/example/demo/mapper/UserMapper.xml"/>
    </mappers>
</configuration>

编写 Mapper 文件：创建 UserMapper.xml 文件。

<!-- UserMapper.xml -->
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mapper
        PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
        "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.example.demo.mapper.UserMapper">
    <select id="getUserById" resultType="User">
        SELECT * FROM users WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

整合 Spring Security

添加依赖：在 pom.xml 中添加 Spring Security 依赖。

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>

配置 Spring Security：创建 SecurityConfig.java 配置文件。

// SecurityConfig.java
package com.example.demo.config;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .authorizeRequests()
                .antMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN")
                .antMatchers("/user/**").hasRole("USER")
                .anyRequest().permitAll()
            .and()
            .formLogin()
                .loginPage("/login")
                .permitAll()
            .and()
            .logout()
                .permitAll();
    }

    @Bean
    public UserDetailsService userDetailsService() {
        // 实现用户服务
    }

    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }
}

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