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Spring Boot

8/11/25About 12 min

Spring Boot

Spring Boot 是基于 Spring 框架的一个快速开发框架，目的是简化 Spring 应用的配置和部署。它通过自动配置**、内嵌服务器、**起步依赖（starter）等特性，让开发者可以开箱即用地构建独立、生产级别的 Spring 应用，大大减少了样板代码和繁琐的 XML 配置。

为什么使用

  • 简化开发：Spring Boot通过提供一系列的开箱即用的组件和自动配置，简化了项目的配置和开发过程，开发人员可以更专注于业务逻辑的实现，而不需要花费过多时间在繁琐的配置上。

  • 快速启动：Spring Boot提供了快速的应用程序启动方式，可通过内嵌的Tomcat、Jetty或Undertow等容器快速启动应用程序，无需额外的部署步骤，方便快捷。

  • 自动化配置：Spring Boot通过自动配置功能，根据项目中的依赖关系和约定俗成的规则来配置应用程序，减少了配置的复杂性，使开发者更容易实现应用的最佳实践。

约定大于配置

约定大于配置是Spring Boot的核心设计理念，它通过预设合理的默认行为和项目规范，大幅减少开发者需要手动配置的步骤，从而提升开发效率和项目标准化程度。

可以从以下几个方面来解释：

  • 自动化配置：Spring Boot 提供了大量的自动化配置，通过分析项目的依赖和环境，自动配置应用程序的行为。开发者无需显式地配置每个细节，大部分常用的配置都已经预设好了。例如，引入spring-boot-starter-web后，Spring Boot会自动配置内嵌Tomcat和Spring MVC，无需手动编写XML。
  • 默认配置：Spring Boot 为诸多方面提供大量默认配置，如连接数据库、设置 Web 服务器、处理日志等。开发人员无需手动配置这些常见内容，框架已做好决策。例如，默认的日志配置可让应用程序快速输出日志信息，无需开发者额外繁琐配置日志级别、输出格式与位置等。
  • 约定的项目结构：Spring Boot 提倡特定项目结构，通常主应用程序类（含 main 方法）置于根包，控制器类、服务类、数据访问类等分别放在相应子包，如com.example.demo.controller放控制器类，放服务类等。此约定使团队成员更易理解项目结构与组织，新成员加入项目时能快速定位各功能代码位置，提升协作效率。

项目结构

开放接口层：可直接封装 Service 接口暴露成 RPC 接口；通过 Web 封装成 http 接口；网关控制层等。

终端显示层：各个端的模板渲染并执行显示的层。当前主要是 velocity 渲染，JS 渲染，JSP 渲染，移动端展示等。

Web 层：主要是对访问控制进行转发，各类基本参数校验，或者不复用的业务简单处理等。

Service 层：相对具体的业务逻辑服务层。

Manager 层：通用业务处理层，它有如下特征：

1）对第三方平台封装的层，预处理返回结果及转化异常信息，适配上层接口。

2）对 Service 层通用能力的下沉，如缓存方案、中间件通用处理。

3）与 DAO 层交互，对多个 DAO 的组合复用。

DAO 层：数据访问层，与底层 MySQL、Oracle、Hbase、OceanBase 等进行数据交互。

第三方服务：包括其它部门 RPC 服务接口，基础平台，其它公司的 HTTP 接口，如淘宝开放平台、支付宝付款服务、高德地图服务等。

外部接口：外部（应用）数据存储服务提供的接口，多见于数据迁移场景中。

怎么做到导入依赖后就能直接使用

Spring Boot 之所以能做到导入依赖就能直接使用，核心在于它基于自动配置（AutoConfiguration）机制，简化了大量手动配置。其背后的原理包括以下几个关键点：

  1. 起步依赖（Starter） Spring Boot 提供了一系列以 spring-boot-starter-* 命名的起步依赖，整合了常用技术（如 web、jpa、redis 等）所需的所有依赖，开发者只需引入一个 starter，就能使用对应功能。
  2. 自动配置机制 Spring Boot 通过 @EnableAutoConfiguration 注解结合 Spring 的 SPI（Service Provider Interface）机制，会自动加载类路径下的 META-INF/spring.factories 文件中的配置类。
  3. 条件注解判断是否生效 加载的自动配置类中，通常会配合 @ConditionalOnClass、@ConditionalOnMissingBean、@ConditionalOnProperty 等条件注解，动态判断当前项目是否需要启用对应功能配置。
  4. 默认配置 + 外部配置覆盖 Spring Boot 提供合理的默认配置（如内嵌 Tomcat、默认端口 8080、默认数据源等），并允许通过 application.properties 或 application.yml 轻松覆盖。

自动配置

自动装配（Auto-Configuration） 是 Spring Boot 的核心特性之一，它的作用是：根据项目中引入的依赖和已有的配置，自动帮你完成相关 Bean 的注册和配置，从而简化开发者手动配置的工作。

工作流程

首先，Spring Boot 项目通常以 @SpringBootApplication 注解作为入口，它本质上是一个复合注解，其中包含了一个关键注解 @EnableAutoConfiguration。这个注解的作用是启用 Spring Boot 的自动配置能力。

当应用启动时，Spring Boot 会根据类路径下的依赖、当前的配置信息和运行环境，自动推断并配置出合适的 Spring 组件。这一过程的核心依赖于一种称为“SPI机制”的服务加载方式：Spring Boot 会扫描项目中的一个特殊配置文件，从中获取所有的自动配置类。

这些自动配置类中通常使用了条件判断注解，例如“当类路径下存在某个类”或者“当容器中缺少某个 Bean”时才进行自动装配。这样可以确保只加载真正需要的配置，避免不必要的资源浪费。

通过这种机制，Spring Boot 可以根据开发者引入的依赖，自动配置常用的中间件组件、Web 框架、数据源连接等，极大地减少了开发中繁琐的 XML 或 Java 配置，提高了开发效率和可维护性。

如何实现

Spring Boot 是通过 @EnableAutoConfiguration 结合 SPI 机制，扫描并加载配置类，再通过条件注解动态判断是否生效，最终实现自动装配的。

具体来说，它会在应用启动时，根据类路径下的依赖和当前环境，自动匹配合适的配置类，然后通过 @Conditional 系列注解判断这些配置是否需要生效。如果条件满足，Spring Boot 就会自动注册相关的 Bean，完成组件的装配。这样大大简化了传统 Spring 项目中繁琐的 XML 或 Java 配置过程，提升了开发效率。

原理

Spring Boot 的自动装配是通过 @EnableAutoConfiguration 注解配合 Spring 的条件装配机制来实现的。其核心原理如下：

  1. @SpringBootApplication 启动自动装配入口 这个注解是一个组合注解，其中包含了 @EnableAutoConfiguration。启动类加了这个注解后，Spring Boot 会尝试根据当前应用的依赖和配置，自动装配相应的 Bean。
  2. @EnableAutoConfiguration 导入自动配置类 它使用了 @Import(AutoConfigurationImportSelector.class)，这个类会在启动时从类路径下加载 META-INF/spring.factories 文件中配置的所有自动配置类（如 RedisAutoConfiguration、WebMvcAutoConfiguration 等）。
  3. spring.factories 中声明自动配置类 这些自动配置类都会被提前加载，但是是否真正生效，要通过“条件注解”判断。
  4. 条件注解控制自动配置是否生效 常见注解有：
    • @ConditionalOnClass：类路径下存在某个类时生效；
    • @ConditionalOnMissingBean：容器中不存在某个 Bean 时生效；
    • @ConditionalOnProperty：某个配置属性满足条件时生效。
  5. 通过配置覆盖默认行为 开发者可以通过 application.yml 或 application.properties 来启用、禁用或覆盖默认的配置，从而灵活控制自动装配的行为。

Starter 启动器

常见starter

常见的 Starter 启动器包括：

  1. spring-boot-starter： 最核心的启动器，几乎所有项目都会依赖它，提供基本的 Spring Boot 应用支持。
  2. spring-boot-starter-web： 用于构建 Web 应用，包括 Spring MVC、Tomcat（默认）、Jackson 等。
  3. spring-boot-starter-data-jpa： 集成 Spring Data JPA 和 Hibernate，用于简化数据库持久化开发。
  4. spring-boot-starter-jdbc： 提供对 JDBC 的支持，适合不使用 ORM 直接操作数据库的场景。
  5. spring-boot-starter-security： 提供安全认证和授权功能，集成了 Spring Security。
  6. spring-boot-starter-test： 包含 JUnit、Mockito、Spring Test 等测试工具，用于测试支持。
  7. spring-boot-starter-thymeleaf： 集成 Thymeleaf 模板引擎，适合构建服务端渲染页面。
  8. spring-boot-starter-actuator： 提供应用监控和运维相关的端点，如健康检查、性能指标等。
  9. spring-boot-starter-aop： 提供对 Spring AOP 的支持，用于切面编程。
  10. spring-boot-starter-validation： 提供数据校验支持，基于 Hibernate Validator。

实现一个starter

如何实现一个 Starter

注解

Spring&SpringBoot常用注解总结 | JavaGuide

在 Spring Boot 中，注解是实现自动配置、组件扫描、配置管理等核心功能的重要手段。以下是一些关键注解及其作用：

  1. @SpringBootApplication Spring Boot 项目的入口注解，是 @Configuration、@EnableAutoConfiguration 和 @ComponentScan 的组合，表示这是一个 Spring Boot 应用，负责配置和组件扫描。
  2. @EnableAutoConfiguration 启用 Spring Boot 的自动配置机制，根据 classpath 中的依赖自动配置相关的 Bean。
  3. @ComponentScan 扫描当前包及子包下被 @Component、@Service、@Repository、@Controller 等注解标注的类，自动注册为 Spring Bean。
  4. @Configuration 声明该类是一个配置类，等价于传统的 XML 配置文件，通常用于定义 Bean。
  5. @Bean 表示方法的返回值会被注册为 Spring 容器中的一个 Bean，通常和 @Configuration 一起使用。
  6. @Value 用于注入配置文件中的属性值。
  7. @ConfigurationProperties 用于将配置文件中的一组属性绑定到一个 Java Bean 上，便于统一管理配置。
  8. @RestController / @Controller 分别用于定义 REST 接口控制器和传统的 MVC 控制器。
  9. @RequestMapping / @GetMapping / @PostMapping 等 用于映射请求路径和 HTTP 方法到具体的处理方法上。
  10. @Autowired / @Resource / @Inject 注入依赖 Bean，@Autowired 是最常用的方式。
  11. @ConditionalOnXXX（如 @ConditionalOnMissingBean） 条件注解，用于控制某个配置类或 Bean 是否加载，是自动配置的核心基础。
  12. @EnableConfigurationProperties 结合 @ConfigurationProperties 使用，开启配置属性绑定功能。

设计模式

代理模式：Spring 的 AOP 通过动态代理实现方法级别的切面增强，有静态和动态两种代理方式，采用动态代理方式。

策略模式：Spring AOP 支持 JDK 和 Cglib 两种动态代理实现方式，通过策略接口和不同策略类，运行时动态选择，其创建一般通过工厂方法实现。

装饰器模式：Spring 用 TransactionAwareCacheDecorator 解决缓存与数据库事务问题增加对事务的支持。

单例模式：Spring Bean 默认是单例模式，通过单例注册表（如 HashMap）实现。

简单工厂模式：Spring 中的 BeanFactory 是简单工厂模式的体现，通过工厂类方法获取 Bean 实例。

工厂方法模式：Spring中的 FactoryBean 体现工厂方法模式，为不同产品提供不同工厂。

观察者模式：Spring 观察者模式包含 Event 事件、Listener 监听者、Publisher 发送者，通过定义事件、监听器和发送者实现，观察者注册在 ApplicationContext 中，消息发送由 ApplicationEventMulticaster 完成。

模板模式：Spring Bean 的创建过程涉及模板模式，体现扩展性，类似 Callback 回调实现方式。

适配器模式：Spring MVC 中针对不同方式定义的 Controller，利用适配器模式统一函数定义，定义了统一接口 HandlerAdapter 及对应适配器类。

过滤器和拦截器

过滤器是 Java Servlet 规范中的一部分，它可以对进入 Servlet 容器的请求和响应进行预处理和后处理。过滤器通过实现 javax.servlet.Filter 接口，并重写其中的 init、doFilter 和 destroy 方法来完成相应的逻辑。当请求进入 Servlet 容器时，会按照配置的顺序依次经过各个过滤器，然后再到达目标 Servlet 或控制器；响应返回时，也会按照相反的顺序再次经过这些过滤器。

拦截器是 Spring 框架提供的一种机制，它可以对控制器方法的执行进行拦截。拦截器通过实现 org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor 接口，并重写其中的 preHandle、postHandle和afterCompletion 方法来完成相应的逻辑。当请求到达控制器时，会先经过拦截器的 preHandle 方法，如果该方法返回 true，则继续执行后续的控制器方法和其他拦截器；在控制器方法执行完成后，会调用拦截器的 postHandle 方法；最后，在请求处理完成后，会调用拦截器的 afterCompletion 方法。

区别

所属规范：过滤器是 Java Servlet 规范的一部分，而拦截器是 Spring 框架提供的机制。

执行顺序：过滤器在请求进入 Servlet 容器后，在到达目标 Servlet 或控制器之前执行；拦截器在请求到达控制器之后，在控制器方法执行前后执行。

使用范围：过滤器可以对所有类型的请求进行过滤，包括静态资源请求；拦截器只能对 Spring MVC 控制器的请求进行拦截。

功能特性：过滤器主要用于对请求和响应进行预处理和后处理，如字符编码处理、请求日志记录等；拦截器可以更细粒度地控制控制器方法的执行，如权限验证、性能监控等。