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Springboot框架学习之入门指南

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SpringBoot

概述

本文提供了Spring Boot框架学习的入门指南，涵盖了Spring Boot的基本概念、优势和特点，以及环境搭建和项目开发的具体步骤。文章详细介绍了从创建项目到配置环境、编写代码和运行应用的全过程，并讲解了异常处理和日志管理。

Spring Boot简介

Spring Boot是什么

Spring Boot 是由 Pivotal 团队提供的一个基于 Spring 平台的快速开发框架。它的设计旨在简化 Spring 应用的初始配置和开发流程，使开发者能更快地开发出独立的、生产级别的应用。Spring Boot 最大的特点是通过约定大于配置的方式，使得开发人员无需编写大量的配置代码，可以快速地创建和运行项目。例如，一个简单的启动类可以这样定义：

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);
    }
}

Spring Boot的优势和特点

自动配置：Spring Boot 能够根据项目中的依赖自动配置相应的组件，从而减少大量的 XML 配置。
starter 依赖管理：使用 Spring Boot starter，可以轻松地在项目中添加所需的依赖，如 Spring Boot Starter Data JPA、Spring Boot Starter Web 等，减少手动管理依赖的工作量。
嵌入式服务器：Spring Boot 默认集成了嵌入式的 Tomcat、Jetty 或者 Undertow，无需手动安装和配置外部服务器。
外部化配置：配置信息可以从文件、系统环境变量、命令行参数或 Java 系统属性等方式获取，支持多种配置方式。
健康检查：提供了一系列的健康检查功能，便于监控应用的健康状况。
Actuator：提供了大量生产中常用的端点，帮助监控和管理应用，例如查看应用的环境信息、线程信息、HTTP 请求统计等。
Spring MVC：内嵌了 Spring MVC，简化了 Web 应用的开发流程。

Spring Boot与Spring的区别

传统 Spring 配置繁琐：传统的 Spring 开发需要大量的 XML 配置文件，而 Spring Boot 通过约定优于配置的方式，大大减少了配置的工作量。
自动配置简化开发：Spring Boot 自动配置了许多常用的组件，如数据源、事务管理器等，开发人员只需要引入相应的依赖，即可完成配置。
嵌入式Web服务器：Spring Boot 默认集成了嵌入式的 Web 服务器，而传统 Spring 需要手动配置 Web 服务器。
starter 依赖简化配置：Spring Boot 提供了大量的 starter 依赖，可以直接引入，简化了依赖管理和配置过程。
快速原型开发：Spring Boot 适合快速原型开发和微服务开发，可以快速搭建起一个完整的应用。

环境搭建

开发工具的选择和下载

开发 Spring Boot 应用通常推荐使用以下工具：

IDEA：推荐使用 IntelliJ IDEA，因为它对 Spring Boot 有良好的支持，提供了代码补全、项目结构管理等特性。
Eclipse：也可以使用 Eclipse，同样支持 Spring Boot 的开发。
Maven：使用 Maven 进行依赖管理和构建。
Gradle：也可以选择使用 Gradle，它是一个更为现代的构建工具，支持更复杂的构建逻辑。
Spring Boot CLI：命令行工具，可以用于快速创建和运行 Spring Boot 应用。

创建Spring Boot项目

创建一个 Spring Boot 项目，可以通过 Spring Initializr 来快速搭建。以下是创建项目的基本步骤：

访问 Spring Initializr。
选择合适的项目类型（如 Maven 项目）。
选择合适的语言（如 Java）和版本。
选择 Spring Boot 的版本（如 2.4.0）。
选择项目基本信息，包括组ID（如 com.example）、项目名（如 demo）等。
选择需要的依赖（如 Web、Thymeleaf、JPA 等）。
点击生成，下载压缩包。
解压下载的压缩包，导入 IDE 中进行开发。

配置项目环境

在 IDE 中打开生成的项目后，需要进行一些基本的配置：

Maven 配置：
打开项目的 pom.xml 文件，查看依赖配置。Spring Boot Starter 依赖已经自动添加，如：

<dependencies>
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.boot</groupId>
       <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
   </dependency>
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.boot</groupId>
       <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
   </dependency>
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.boot</groupId>
       <artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId>
   </dependency>
   <dependency>
       <groupId>com.h2database</groupId>
       <artifactId>h2</artifactId>
       <scope>runtime</scope>
   </dependency>
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.boot</groupId>
       <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
       <scope>test</scope>
   </dependency>
</dependencies>

IDE 配置：
在 IDE 中设置 Java 版本、编码格式等。例如，在 IntelliJ IDEA 中，设置项目 SDK 和文件编码为 UTF-8。

启动类配置：
在项目的主目录下创建启动类（通常命名为 Application），例如：

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);
   }
}

第一个Spring Boot应用

创建控制器(Controller)

控制器用于处理 HTTP 请求，并将结果返回给客户端。创建一个简单的控制器类，用于响应 HTTP GET 请求并返回 "Hello World"：

package com.example.demo;

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

@RestController
public class HelloController {
    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Hello World";
    }
}

创建服务层(Service)

服务层用于封装业务逻辑，通常与数据库交互。创建一个简单的服务类，用于返回用户信息：

package com.example.demo;

public class UserService {
    public User getUserById(Long id) {
        // 模拟数据库查询
        return new User(id, "John Doe");
    }
}

创建数据访问层(Repository)

数据访问层用于与数据库交互，通常使用 JPA 或 MyBatis 等持久化框架。创建一个简单的 JPA Repository：

package com.example.demo;

import org.springframework.stereotype.Repository;

import javax.persistence.EntityManager;
import javax.persistence.PersistenceContext;

@Repository
public class UserRepository {
    @PersistenceContext
    private EntityManager entityManager;

    public User findUserById(Long id) {
        return entityManager.find(User.class, id);
    }
}

运行项目

在 IDE 中运行 Application 类的 main 方法。
打开浏览器，访问 http://localhost:8080/hello，可以看到返回的 "Hello World"。

测试服务层和数据访问层：

package com.example.demo;

import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;

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

   @Bean
   public CommandLineRunner commandLineRunner(UserService userService, UserRepository userRepository) {
       return args -> {
           User user = userService.getUserById(1L);
           User dbUser = userRepository.findUserById(1L);
           System.out.println("User from Service: " + user);
           System.out.println("User from Repository: " + dbUser);
       };
   }
}

常见配置文件讲解

application.properties和application.yml文件介绍

Spring Boot 支持两种配置文件格式：.properties 和 .yml。以下是它们的使用方法：

application.properties

# 配置端口号
server.port=8081

# 配置数据库
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver

# 配置JPA
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update
spring.jpa.show-sql=true

application.yml

server:
  port: 8081

spring:
  datasource:
   url: jdbc:mysql://localhost:3306/test
   username: root
   password: root
   driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
  jpa:
    hibernate:
      ddl-auto: update
    show-sql: true

常见配置项详解

数据库连接

spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver

JPA 配置

spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update
spring.jpa.show-sql=true

日志配置

logging.level.root=INFO
logging.level.org.springframework.web=DEBUG

动态配置

动态配置可以通过环境变量或命令行参数传递。例如，启动应用时通过命令行传递环境变量：

java -jar myapp.jar --server.port=8082

异常处理和日志管理

异常处理概述

Spring Boot 提供了全局异常处理机制，可以捕获和处理应用程序中的异常。通常使用 @ControllerAdvice 注解来实现全局异常处理。

使用@ControllerAdvice进行全局异常处理

创建一个全局异常处理器类：

package com.example.demo;

import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.ControllerAdvice;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;

@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    public ResponseEntity<String> handleException(Exception e) {
        return new ResponseEntity<>("An error occurred: " + e.getMessage(), HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR);
    }
}

Spring Boot 日志配置

Spring Boot 使用 Logback 作为默认的日志框架。可以通过 application.properties 或 application.yml 文件配置日志级别和输出格式。

application.properties

logging.level.root=INFO
logging.level.org.springframework.web=DEBUG
logging.file.name=app.log
logging.pattern.console=%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %-5level %logger{36} - %msg%n

application.yml

logging:
  level:
    root: INFO
    org.springframework.web: DEBUG
  file:
    name: app.log
  pattern:
    console: '%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %-5level %logger{36} - %msg%n'

日志级别设置

常见的日志级别包括 TRACE、DEBUG、INFO、WARN 和 ERROR。通过配置文件设置不同的日志级别，可以控制日志的详细程度。

项目打包与部署

使用 Maven 打包项目

通过 Maven 打包项目，生成一个可执行的 jar 包。在 pom.xml 文件中添加打包插件配置：

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

然后使用 mvn clean package 命令打包项目：

mvn clean package

创建可执行的 jar 包

打包完成后，生成的 jar 包位于 target 目录下，可以直接运行：

java -jar target/myapp.jar

项目部署到 Tomcat 或服务器

部署到 Tomcat

将生成的 jar 包复制到 Tomcat 的 webapps 目录。

修改 pom.xml 文件，添加 Tomcat 插件配置：

<build>
   <plugins>
       <plugin>
           <groupId>org.apache.tomcat.maven</groupId>
           <artifactId>tomcat7-maven-plugin</artifactId>
           <version>2.2</version>
           <configuration>
               <port>8080</port>
               <path>/</path>
           </configuration>
       </plugin>
   </plugins>
</build>

使用 mvn tomcat7:run 命令启动 Tomcat 服务器。

部署到服务器

将生成的 jar 包上传到服务器。
使用 java -jar myapp.jar 命令启动应用。
设置服务器定时任务或守护进程来保证应用持续运行。

通过以上步骤，可以完成 Spring Boot 项目的配置、开发、打包和部署，从而构建出一个完整的生产级别应用。

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