Spring Boot 是简化 Spring 应用开发的框架，具备自动配置、嵌入式服务器和起步依赖等特点。本文涵盖环境搭建、项目创建、RESTful API 开发、数据库集成、异常处理及单元测试等内容。此外还介绍了自动配置原理、Starter 模块、外部化配置、Actuator 监控以及异步任务、缓存机制、多环境配置和安全增强等高级功能。最后讨论了线程池、连接池优化及 Prometheus 监控方案，适合开发者系统学习 Spring Boot 的基础与进阶知识。
Spring Boot 是 Spring 生态系统的一部分，旨在解决传统 Spring 开发中的复杂性问题。以下是它的主要特点：
在开始之前，请确保你的开发环境已经安装以下工具：
如果你使用的是 IDE（如 IntelliJ IDEA），可以直接通过向导创建。如果手动创建，则需要编写 pom.xml 文件。
以下是 pom.xml 的完整内容：
<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>springboot-demo</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<!-- Spring Boot Parent -->
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>3.1.0</version>
</parent>
<dependencies>
<!-- Spring Web Starter -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<!-- Lombok for Boilerplate Reduction -->
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<optional>true</optional>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<!-- Spring Boot Maven Plugin -->
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
Spring Boot 应用的核心是 @SpringBootApplication 注解，它包含了三个重要功能：
@SpringBootConfiguration：标识这是一个 Spring Boot 配置类。@EnableAutoConfiguration：启用 Spring Boot 的自动配置功能。@ComponentScan：扫描当前包及其子包中的组件。以下是主应用程序类的代码：
package com.example.springbootdemo;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication
public class SpringBootDemoApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(SpringBootDemoApplication.class, args);
System.out.println("🚀 Spring Boot Application Started!");
}
}
为了演示 RESTful API 的开发，我们创建一个简单的控制器类，提供两个接口：
/hello：返回固定的问候消息。/greeting/{name}：根据传入的名字动态生成问候消息。以下是控制器类的代码：
package com.example.springbootdemo.controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
@RequestMapping("/api")
public class GreetingController {
@GetMapping("/hello")
public String sayHello() {
return "🌟 Hello, World!";
}
@GetMapping("/greeting/{name}")
public String greetUser(@PathVariable String name) {
return "👋 Hello, " + name + "! Welcome to Spring Boot!";
}
}
application.propertiesSpring Boot 提供了一个默认的配置文件 application.properties，用于定义应用的各种参数。例如，我们可以修改默认端口号或设置应用名称。
以下是配置文件的内容：
# application.properties
server.port=8081
spring.application.name=springboot-demo-app
运行应用程序的方法有多种，以下是两种常见的方式：
SpringBootDemoApplication 类中的 main 方法。mvn spring-boot:run
启动成功后，你会在控制台看到类似以下的日志输出：
... 2023-xx-xx xx:xx:xx [main] INFO com.example.springbootdemo.SpringBootDemoApplication - 🚀 Spring Boot Application Started!
启动完成后，可以通过浏览器或 Postman 测试接口：
访问 /greeting/{name} 接口：
http://localhost:8081/api/greeting/Alice
返回结果：
👋 Hello, Alice! Welcome to Spring Boot!
访问 /hello 接口：
http://localhost:8081/api/hello
返回结果：
🌟 Hello, World!
为应用添加数据库支持，可以使用 MySQL、PostgreSQL 或 H2 数据库。以下是一个简单的 MySQL 集成示例：
在 pom.xml 中添加 MySQL 和 JPA 依赖：
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>
在 application.properties 中配置数据库连接信息：
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/demo?useSSL=false&serverTimezone=UTC
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=your_password
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update
// Entity Class
@Entity
public class User {
@Id
@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
private Long id;
private String name;
private String email;
// Getters and Setters
}
// Repository Interface
public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {}
为接口添加全局异常处理器，提高系统的健壮性。创建一个 GlobalExceptionHandler 类：
@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
@ExceptionHandler(ResourceNotFoundException.class)
public ResponseEntity<?> handleResourceNotFoundException(ResourceNotFoundException ex) {
return ResponseEntity.status(HttpStatus.NOT_FOUND).body(ex.getMessage());
}
@ExceptionHandler(Exception.class)
public ResponseEntity<?> handleException(Exception ex) {
return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body("Error: " + ex.getMessage());
}
}
使用 JUnit 和 Mockito 编写单元测试，确保代码质量。以下是一个简单的测试示例：
@SpringBootTest
class GreetingControllerTest {
@Autowired
private MockMvc mockMvc;
@Test
void testSayHello() throws Exception {
mockMvc.perform(get("/api/hello"))
.andExpect(status().isOk())
.andExpect(content().string("🌟 Hello, World!"));
}
}
集成 Swagger，自动生成 API 文档。在 pom.xml 中添加依赖：
<dependency>
<groupId>io.springfox</groupId>
<artifactId>springfox-boot-starter</artifactId>
<version>3.0.0</version>
</dependency>
然后在主类上添加注解：
@SpringBootApplication
@EnableSwagger2
public class SpringBootDemoApplication { ... }
访问 http://localhost:8081/swagger-ui.html 查看文档。
Spring Boot 的自动配置通过扫描类路径中的依赖项，结合默认配置规则，自动生成 Bean 并注入到 Spring 容器中。
META-INF/spring.factories 文件中的配置。@Conditional 注解条件。Spring Boot 提供了一系列的 Starter 模块，用于简化依赖管理。每个 Starter 模块都包含一组相关的依赖项和自动配置规则。
spring-boot-starter-web：用于构建 Web 应用。spring-boot-starter-data-jpa：用于数据库集成。spring-boot-starter-security：用于安全认证。spring-boot-starter-test：用于单元测试。Spring Boot 支持通过外部化配置文件（如 application.properties 或 application.yml）来管理应用的配置参数。
支持的配置文件格式：
优先级规则： Spring Boot 支持多种配置来源，优先级从高到低如下：
--server.port=8081）。application.properties 或 application.yml）。.yml 文件：
server:
port: 8081
spring:
application:
name: springboot-demo-app
.properties 文件：
server.port=8081
spring.application.name=springboot-demo-app
Spring Boot Actuator 是一个用于监控和管理应用的模块。它可以提供健康检查、指标监控、线程分析等功能。
/actuator/health：检查应用的健康状态。/actuator/metrics：查看应用的性能指标。/actuator/env：查看应用的环境变量。启用 Actuator：
在 pom.xml 中添加依赖：
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
Spring Boot 提供了强大的异步任务支持，可以显著提升应用的并发处理能力。通过 @Async 注解，你可以轻松实现异步方法调用。
示例代码：
创建一个服务类，使用 @Async 注解定义异步方法：
@Service
public class AsyncService {
@Async
public void executeAsyncTask() {
System.out.println("Running async task...");
try {
Thread.sleep(2000); // Simulate a long-running task
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
调用异步方法时无需等待其完成：
@RestController
@RequestMapping("/api")
public class AsyncController {
@Autowired
private AsyncService asyncService;
@GetMapping("/async")
public String triggerAsyncTask() {
asyncService.executeAsyncTask();
return "Async task triggered!";
}
}
启用异步支持：
在主类或配置类中添加 @EnableAsync 注解：
@SpringBootApplication
@EnableAsync
public class SpringBootDemoApplication { ... }
缓存是提高应用性能的重要手段之一。Spring Boot 提供了对多种缓存解决方案的支持，例如 EhCache、Redis 和 Caffeine。
示例代码：
使用 @Cacheable 注解标记需要缓存的方法：
@Service
public class CacheService {
@Cacheable(value = "greetings", key = "#name")
public String getGreeting(String name) {
System.out.println("Generating greeting for " + name);
return "Hello, " + name + "!";
}
}
第一次调用时会生成结果并缓存，后续调用直接从缓存中获取：
@RestController
@RequestMapping("/api")
public class CacheController {
@Autowired
private CacheService cacheService;
@GetMapping("/cache/{name}")
public String testCache(@PathVariable String name) {
return cacheService.getGreeting(name);
}
}
启用缓存支持：
在主类或配置类中添加 @EnableCaching 注解：
@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class SpringBootDemoApplication { ... }
在实际开发中，通常需要为不同的环境（如开发、测试、生产）提供不同的配置。Spring Boot 支持通过 application-{profile}.properties 文件实现多环境配置。
application-dev.properties：开发环境配置。application-prod.properties：生产环境配置。激活指定环境：
在 application.properties 中设置活动环境：
spring.profiles.active=dev
或通过命令行参数激活：
java -jar your-app.jar --spring.profiles.active=prod
Spring Boot 提供了对 Spring Security 的强大支持，可以帮助你快速实现用户认证和授权。
自定义安全配置： 创建一个配置类，定义访问规则：
@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
http.authorizeRequests()
.antMatchers("/api/public").permitAll() // 允许访问公共接口
.anyRequest().authenticated() // 其他接口需要认证
.and()
.formLogin().disable() // 禁用表单登录
.httpBasic(); // 启用 HTTP Basic 认证
}
}
启用 Spring Security：
在 pom.xml 中添加依赖：
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>
Spring Boot 默认使用 Tomcat 嵌入式容器，可以通过调整线程池参数来优化性能。
配置线程池参数：
server.tomcat.max-threads=500
server.tomcat.min-spare-threads=50
server.tomcat.accept-count=200
使用 HikariCP（Spring Boot 默认的数据库连接池）进行优化。
配置连接池参数：
spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=20
spring.datasource.hikari.minimum-idle=5
spring.datasource.hikari.idle-timeout=30000
结合 Spring Boot Actuator 和第三方工具（如 Prometheus 和 Grafana），可以实现全方位的监控和报警。
集成 Prometheus：
在 pom.xml 中添加依赖：
<dependency>
<groupId>io.micrometer</groupId>
<artifactId>micrometer-registry-prometheus</artifactId>
</dependency>
暴露 Prometheus 端点：
management.endpoints.web.exposure.include=*
management.endpoint.metrics.enabled=true
使用 Grafana 可视化指标数据。
微信公众号「极客日志」，在微信中扫描左侧二维码关注。展示文案：极客日志 zeeklog
查找任何按下的键的javascript键代码、代码、位置和修饰符。 在线工具，Keycode 信息在线工具，online
JavaScript 字符串转义/反转义；Java 风格 \uXXXX（Native2Ascii）编码与解码。 在线工具，Escape 与 Native 编解码在线工具，online
使用 Prettier 在浏览器内格式化 JavaScript 或 HTML 片段。 在线工具，JavaScript / HTML 格式化在线工具，online
Terser 压缩、变量名混淆，或 javascript-obfuscator 高强度混淆（体积会增大）。 在线工具，JavaScript 压缩与混淆在线工具，online
将字符串编码和解码为其 Base64 格式表示形式即可。 在线工具，Base64 字符串编码/解码在线工具，online
将字符串、文件或图像转换为其 Base64 表示形式。 在线工具，Base64 文件转换器在线工具，online