JAVA3.0101 Sring boot入门

1 Spring Boot 简介
1.1 Spring Boot 概述
现在软件市场已经形成一定的规模，系统架构的复杂度也越来越高（例如有单体架构，分布式架构，微服务架构）。软件的整个架构体系正在发生很大变化，在这种变化中，企业现在更注重技术的开箱即用，更注重技术在生态圈中的深度融合，更注重轻量级的运维。由此spring boot诞生。
说明:学技术一定要了解技术发展史，并对技术的发展有一定的前瞻性。
1.2 Spring Boot 核心特性
Spring boot是一个脚手架（而非框架），构建于Spring框架(Framework)基础之上，基于快速构建理念，提供了自动配置功能，可实现其开箱即用特性（创建完一个基本的项目以后，可零配置或者少量配置即可运行我们的项目），其核心主要有如下几个方面：
起步依赖(Starter Dependency)。
自动配置(Auto Configuration)。
健康检查(Actator)-监控。
其中，Spring Boot官方地址为https://spring.io/projects/spring-boot。
2 Spring Boot 环境配置
2.1 准备工作
工具下载
下载JDK1.8，并进行环境变量配置(假如已有则无需再次下载和配置)。
下载最新maven(例如apache-maven-3.6.3,网址http://maven.apache.org/)并解压。
下载sts最新版(例如sts-4.4.5.RELEASE,网址https://spring.io/tools)并解压（新版本下载下来时一个.jar文件，需要在jar文件所在的目录中，以命令行方式执行java -jar 下载的文件名的方式进行解压，如图-1所示（需要首先启动系统自带的命令行客户端，然后切换到软件所在目录，cd指令为切换目录的意思）。

图-1
工作区准备：定义新的工作区(要求没有中文目录)，例如d:/TCGBIII/CGBWORKSP。
建议：将下载的所有文件存储到同一目录并解压，例如d:/TCGBIII/TCGBTOOLS目录。要求目录不要有中文，也不要有特殊符号（例如&等）。
2.2 Maven基本配置
打开maven中的setting.xml文件，并对其如下选项进行配置。
配置maven本地库(从maven远程服务器下载的资源存储到的位置)
${user.home}/.m3/repository
配置maven私服(配置到mirrors标签内部)。

<mirror>
        <id>aliyun</id>
        <name>aliyun for maven</name>
        <mirrorOf>*</mirrorOf>
        <url>https://maven.aliyun.com/repository/public</url>
   </mirror>

配置maven中的profile（配置到profiles标签内部）,设置JDK编译和运行版本。

<profile>
   <id>jdk-1.8</id>
   <activation>
        <activeByDefault>true</activeByDefault>
      <jdk>1.8</jdk>
   </activation>
   <properties>
           <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
           <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
           <maven.compiler.compilerVersion>
       1.8
     </maven.compiler.compilerVersion>
         </properties>
</profile>

2.3 STS整合maven配置
启动STS工具，如图-2所示

图-2
Maven Installations配置， 如图-3所示：

图-3
Maven User Settings配置，如图-4所示：

图-4
项目工作区编码设置，如图-5所示

图-5
2.4 STS工具使用基本优化
禁用拼写检查，取消图-6所示的拼写检查选项。

图-6
取消图-7所示的连接选项配置。

图-7
关掉图-8的校验功能。

图-8
修改STS工具内存配置，打开SpringToolSuite4.ini文件，修改堆大小，如图-9所示：

图-9
3 Spring Boot 快速入门
3.1 项目创建及结构分析
打开STS 集成开发工具，创建spring boot项目，其具体步骤如下：
第一步：打开项目新建窗口（快捷键ctrl+n）, 搜索spring，选择spring starter 项目。如图-10所示：

图-10
第二步：填写项目基本信息。如图-11所示：

图-11
第三步：选择Spring Boot版本，如图-12所示：

图-12
在图-12中点击finish之后，项目便开始从maven配置中指定的私服服务器（例如阿里云的maven服务器）去下载起步依赖(SpringBoot项目中默认指定了项目启动时需要的一些jar包依赖)，这个过程可能会比较耗时（网络最好不要用手机网络，会导致很多资源下载不下来），假如指定版本的springboot项目以前创建过，它会默认先从本地库查找，假如本地库没有，则从远程库去下载。
项目创建成功以后，其包视图(Package Explorer)结构，如图-13所示：

图-13
其中,在图-13呈现的CGB-SBOOT-01项目结构中，所有的类和配置文件都是创建好项目以后，由STS工具帮我们自动创建的。
3.2 项目启动过程分析（了解）
找到项目的入口类（使用了@SpringBootApplication注解描述），然后运行启动类，检测启动过程，SpringBoot在启动时，控制台会出现如图-14标识：

图-14
项目启动时发生了什么呢？我在这里画了张图帮大家进行一下分析，如图-15所示：

图-15
SpringBoot 项目在启动时，首先基于启动入口类上的注解描述，进行自动配置并扫描指定包以及子包中的类进行加载，然后检测类上是否有Spring框架中指定的注解描述（例如@Component,@Controller,@Service 等）。假如有，则将类交给Spring框架中的BeanFactory工厂接口的实现类对象，此工厂对象会基于反射创建Bean的实例，假如此Bean指定了生命周期方法，还会调用生命周期方法。当实例创建以后，Spring框架还会基于类的作用域描述，将实例存储到不同作用域的容器中。以实现Bean对象的科学应用。
3.3 项目业务初步实现及测试
业务实现：
基于SpringBoot脚手架，通过Spring框架进行Bean对象的管理实现。
第一步：创建一个DefaultCache类然后交给spring 管理。

package com.cy.pj.common.cache;
@Component
        
public class DefaultCache {}

其中，@Component是Spring中用于描述Bean类的一个注解。用于告诉Spring这个类的实例由Spring创建，当此对象由Spring创建和管理时，默认会将对象存储到池（Bean池）中。

第二步：添加sringboot 测试类，进行bean的获取及测试，要放在test目录中：

package com.cy.pj.common.cache;
@SpringBootTest
public class DefaultCacheTests {
        @Autowired
        private DefaultCache defaultCache;
        @Test
        public void testCache() {
                System.out.println(defaultCache);
        }
}

其中:
@SpringBootTest 注解用于告诉spring框架,此测试类交给spring管理。
@Autowired注解描述属性时，用于告诉spring框架要为此属性注入一个值？（至于注入规则，后面课程慢慢加强）
第三步：代码设计及运行分析，如图-16所示：

图-16
在图-16中描述了DefaultCacheTests类与DefaultCache类的关系，这两个类通过指定注解（@SpringBootTest,@Component）进行了描述，其意图是告诉spring框架这个两个类的实例的创建由Spring负责，并且由Spring框架基于@Autowired注解的描述完成DefaultCacheTests实例中有关DefaultCache类型的值的注入(DI)。
第四步：为对象设计作用域，设置延迟加载，设置生命周期方法(了解)。
在Spring框架中，Spring为由它创建和管理的对象，设计了一些特性，例如作用域，延迟加载，生命周期方法等，基于这些特性实现对Bean对象的管理。

package com.cy.pj.common.cache;
@Component
        
@Scope("singleton")
@Lazy
        
public class DefaultCache {
        public DefaultCache() {
           System.out.println("cache()");
        }
        @PostConstruct
        public void init() {
                System.out.println("init()");
        }
        @PreDestroy
        public void destory() {
                System.out.println("destory");
        }
}

其中:
@Scope 是Spring中用于定义Bean对象作用域的一个注解,其常用的值有
singleton（整个内存有一份Bean实例,此实例何时创建与类的延迟加载特性配置有关，此实例创建以后，生命周期会由spring框架管理）,prototype(每次获取都会创建新实例，此实例会在需要时创建与lazy特性无关，这个实例创建以后，不会交给spring管理，spring可以对其初始化，但不负责销毁。)等。
@Lazy注解用于描述类,其目的是告诉spring框架此类支持延迟加载，通常会配合单例作用域使用。
@PostConstruct 注解用于描述bean对象生命周期方法中的初始化方法，此方法会在对象的构造方法之后执行。
@PreDestroy 注解用于描述Bean对象生命周期方法中的销毁方法，此方法会在对象销毁之前执行（当作用域为prototype时，此方法不会执行）。
第五步：通过测试类测试作用域，延迟加载，生命周期方法。

package com.cy.pj.common.cache;
@SpringBootTest
public class DefaultCacheTests {
        @Autowired
        private DefaultCache defaultCache;
        @Test
        public void testCache() {
                //???
        }
}

通过对上面小节的学习，能说说Spring框架管理Bean对象有什么优势吗？

Spring 是一个资源整合框架（Framework）,通过spring可将很多资源(自己写的对象或第三方提供的对象，例如连接池等)整合在一起,然后进行科学应用，以便更好的对外提供服务。如图-17所示：

图-17
在图-17中，Spring框架可以为由它管理的对象（Bean）提供懒加载策略（对象暂时用不到，则无需加载和实例化），作用域（例如singleton-频繁用时可以考虑内存中只有一份,prototype-使用次数少时可以用时创建，不用时销毁），生命周期方法（更好实现对象的初始化和资源销毁），以实现对象对系统资源的有效使用。同时Spring框架还可以基于用户设计管理对象与对象的依赖关系，以降低对象与对象之间的直接耦合，提高程序的可维护性和可扩展性。
3.4 项目业务增强实现及测试
第一步:定义业务Cache接口.

package com.cy.pj.common.cache;
public interface Cache {
}

第二步:定义WeakCache实现Cache接口.

package com.cy.pj.common.cache;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
public class WeakCache implements Cache{
}

第三步:修改DefaultCache,让此类也实现Cache接口,关键代码如下:

package com.cy.pj.common.cache;
@Component
public class DefaultCache implements Cache{
…
}

第四步:单元测试类

package com.cy.pj.common.cache;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
@SpringBootTest
        
public class CacheTests {
        @Autowired
        @Qualifier("defaultCache")
        private Cache cache;
        
        @Test
        public void testCache() {
                System.out.println(cache);
        }
}

业务测试运行原理分析，如图-18所示：

图-18
思考:
@Autowired注解应用规则?
@Qualifier注解的作用是什么?
@Autowired由spring框架定义，用于描述类中属性或相关方法。Spring框架在项目运行时假如发现由他管理的Bean对象中有使用@Autowired注解描述的属性或方法，可以按照指定规则为属性赋值(DI)。其基本规则是：首先要检测容器中是否有与属性或方法参数类型相匹配的对象，假如有并且只有一个则直接注入。其次，假如检测到有多个，还会按照@Autowired描述的属性或方法参数名查找是否有名字匹配的对象，有则直接注入，没有则抛出异常。最后，假如我们有明确要求，必须要注入类型为指定类型，名字为指定名字的对象还可以使用@Qualifier注解对其属性或参数进行描述(此注解必须配合@Autowired注解使用)。具体过程可参考图-18的设计进行自行尝试和实践。

4 Spring Boot 小节总结
4.1 重难点分析
Spring boot 是什么? (脚手架而非框架)
Spring boot 核心优势？(启动依赖,自动配置-开箱即用,健康检查-系统监控）
Spring boot 项目的创建方式?( https://start.spring.io)
Spring boot项目启动时，Bean的初始化过程是怎样的？(查找，加载，读和存储配置，创建和存储实例对象)
Spring boot 项目启动时，Bean对象的依赖注入过程是怎样的？(标记，查找，注入)
4.2 FAQ分析
Maven工具(项目构建工具)从哪里下载?(maven.apache.org)
STS(集成了spring插件的eclipse)工具从哪里下载?(spring.io/tools)
STS新版本怎么安装?(例如STS4.5.0的安装可使用:java -jar xxx.jar)
创建spring starter 项目时pom.xml文件错误？(工具版本，maven私服，本地库,maven update,网络)
Spring Boot项目中支持的配置文件后缀有哪些?(.properties,.yml)
SpringBoot 启动类的包扫描位置？(启动类所在包以及子包)
SpringBoot项目中可以有多个启动类吗？(不可以)
如何理解Spring框架?(资源整合框架,科学应用对象-资源,解耦)
spring管理bean对象时有什么优势？
4.3 BUG分析
Maven项目的setting文件配置错误，如图-19所示：

图-19
问题分析:检查maven目录中的settings.xml的标签语法配置是否正确
创建项目时网络连接超时，如图-20所示：

图-20
Maven项目的pom.xml文件报错，如图-21所示：

图-21
问题分析：
检查网络配置（是否网络畅通，不能手机网络）
检测maven配置是否正确（严格按文档配置执行）。
右键项目maven update 强制更新。
更换maven私服仓库(选文档中的)
空指针异常（NullPointerException）,如图-22所示：

图-22
问题分析：分析错误描述，找到自己写的类指定行号位置，看看哪个对象在进行方法调用，调用方法的对象有没有被赋值。
依赖注入失败，如图-23所示：

图-23
问题分析：
检查错误代码中自己定义的类（例如DefaultCacheTests）中的属性
基于错误分析，哪个属性的值在进行依赖注入时失败了(例如DefaultCache)
检查注入失败的属性对应的对象是否交给了Spring管理（例如是否有特定注解描述，包结构是否正确）。
找不到对应的Bean对象，如图-24所示：

图-24
问题分析：
检查你获取的这个对象实例的类型是否使用了特定注解描述
检查你获取的这个对象实例的类型所在的包是否正确
假如是基于Bean的名字进行Bean对象的获取，要检测Bean的名字是否正确。
依赖注入失败，如图-25所示：

图-25
问题分析：
检查哪里对Cache进行了引用。
检查对Cache引用时使用的注解描述。
检查容器中Cache接口下实现类对象的定义（是否有多个？）。**

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