Spring Boot已成为当今最流行的微服务开发框架,本文是如何使用Spring Boot快速开始Web微服务开发的指南,我们将创建一个可运行的包含内嵌Web容器(默认使用的是Tomcat)的可运行jar包。
传统的Spring应用程序需要配置大量的XML文件才能运行,而使用Spring Boot只需极少的配置,就可以快速获得一个正常运行的Spring应用程序,而这些配置使用的都是注解的形式,不需要再配置XML。
与Go语言的应用不同,我们知道所有的Java Web应用都必须放在Servlet容器中(不是像Docker容器的那种容器),如Tomcat、Jetty等。Servlet容器被定位为托管Web应用程序的高可用组件,关于Servlet的教程请参考Servlet教程 | runoob.com。
使用Java构建微服务并发布到Kubernetes平台
Java作为多年的编程语言届的No.1(使用人数最多,最流行),使用它来构建微服务的人不计其数,Java的微服务框架Spring中的Spring Boot和Spring Cloud已成为当前最流行的微服务框架。
下面是Sping技术栈所包含的技术框架图。
当然,如果在Kubernetes中运行Java语言构建的微服务应用,我们不会使用上图中所有的技术,本节将主要讲解如何使用Spring Boot构建微服务应用。
下图是Spring Boot的一些知识点。
Spring Boot是Spring框架的一部分,关于Spring的核心技术请参考Spring core technologies - spring.io。
Spring的基本原理
Spring是一套Java开发框架,框架的作用就是为了减少代码的冗余和模块之间的耦合,使代码逻辑更加清晰,主要是用了AOP(Aspect Oriented Programming,面向切面编程)和IoC(Inversion of Control,控制反转)容器的思想,其中AOP是利用了Java的反射机制实现的。为了便于理解AOP可以参考一个简单的Spring的AOP例子。
准备环境
在开始Spring Boot开发之前,需要先确认您的电脑上已经有以下环境:
- JDK8
- Maven3.0+
- Intellij IDEA
JDK最好使用JDK8版本,Maven和IDEA的安装都十分简单,Maven的仓库配置有必要说一下。
配置Maven
在安装好Maven之后,默认的~/.m2
目录下是没有maven仓库配置文件settings.xml
的,默认使用的是官方的仓库,访问速度会非常慢,我们需要配置下国内的仓库。
创建~/.m2/settings.xml
文件,文件内容如下:
- <?xml version="1.0"?>
- <settings>
- <mirrors>
- <mirror>
- <id>alimaven</id>
- <name>aliyun maven</name>
- <url>http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/</url>
- <mirrorOf>central</mirrorOf>
- </mirror>
- </mirrors>
- <profiles>
- <profile>
- <id>nexus</id>
- <repositories>
- <repository>
- <id>nexus</id>
- <name>local private nexus</name>
- <url>http://maven.oschina.net/content/groups/public/</url>
- <releases>
- <enabled>true</enabled>
- </releases>
- <snapshots>
- <enabled>false</enabled>
- </snapshots>
- </repository>
- </repositories>
- <pluginRepositories>
- <pluginRepository>
- <id>nexus</id>
- <name>local private nexus</name>
- <url>http://maven.oschina.net/content/groups/public/</url>
- <releases>
- <enabled>true</enabled>
- </releases>
- <snapshots>
- <enabled>false</enabled>
- </snapshots>
- </pluginRepository>
- </pluginRepositories>
- </profile></profiles>
- </settings>
其中使用的是阿里云的mirror,国内的下载速度非常快。
创建第一个Spring Boot应用
我们可以使用以下两种方式创建Spring Boot应用:
- springboot
- maven
使用springboot命令创建Spring Boot应用
首先需要安装springboot
命令行工具。
- brew tap pivotal/tap
- brew install springboot
使用下面的命令创建应用。
- spring init --build maven --groupId com.example --version 0.0.1-SNAPSHOT --java-version 1.8 --dependencies web --name myproject myproject
--build
使用maven编译或者是gradle--groupId
和--version
与maven的pom.xml
中的设置对应--dependencies
可以指定多个,如web
、jpa
、security
等starter
执行上述命令后,将创建如下的目录结构:
- .
- └── myproject
- ├── mvnw
- ├── mvnw.cmd
- ├── pom.xml
- └── src
- ├── main
- │ ├── java
- │ │ └── com
- │ │ └── example
- │ │ └── myproject
- │ │ └── MyprojectApplication.java
- │ └── resources
- │ ├── application.properties
- │ ├── static
- │ └── templates
- └── test
- └── java
- └── com
- └── example
- └── myproject
- └── MyprojectApplicationTests.java
- 15 directories, 6 files
运行默认的示例应用。
- mvn spring-boot:run
第一次运行需要下载依赖包所以会比较耗费时间,以后每次编译运行速度就会很快。
在浏览器中访问localhost:8080将看到如下输出:
- Whitelabel Error Page
- This application has no explicit mapping for /error, so you are seeing this as a fallback.
- Mon Mar 12 16:26:42 CST 2018
- There was an unexpected error (type=Not Found, status=404).
- No message available
使用Maven创建Spring Boot应用
使用Maven创建Spring Boot应用需要执行以下步骤:
- 创建Maven工程所需的
pom.xml
文件 - 生成Maven工程
- 编译打包发布
创建pom.xml
为Maven项目构建创建pom.xml
文件,内容如下:
- <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
- <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>myproject</artifactId>
- <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
- <parent>
- <groupId>org.springframework.boot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
- <version>1.4.1.BUILD-SNAPSHOT</version>
- </parent>
- <repositories>
- <repository>
- <id>spring-snapshots</id>
- <url>http://repo.spring.io/snapshot</url>
- <snapshots><enabled>true</enabled></snapshots>
- </repository>
- <repository>
- <id>spring-milestones</id>
- <url>http://repo.spring.io/milestone</url>
- </repository>
- </repositories>
- <pluginRepositories>
- <pluginRepository>
- <id>spring-snapshots</id>
- <url>http://repo.spring.io/snapshot</url>
- </pluginRepository>
- <pluginRepository>
- <id>spring-milestones</id>
- <url>http://repo.spring.io/milestone</url>
- </pluginRepository>
- </pluginRepositories>
- <!-- 添加classpath依赖 -->
- <dependencies>
- <dependency>
- <groupId>org.springframework.boot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
- </dependency>
- <!-- 开发者工具,当classpath下有文件更新自动触发应用重启 -->
- <dependency>
- <groupId>org.springframework.boot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
- <optional>true</optional>
- </dependency>
- </dependencies>
- <!-- maven编译插件,用于创建可执行jar包 -->
- <build>
- <plugins>
- <plugin>
- <groupId>org.springframework.boot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
- </plugin>
- </plugins>
- </build>
- </project>
现在执行mvn dependency:tree
可以看到项目中的依赖关系。
- com.example:myproject:jar:0.0.1-SNAPSHOT
- \- org.springframework.boot:spring-boot-starter-web:jar:1.4.1.BUILD-SNAPSHOT:compile
- +- org.springframework.boot:spring-boot-starter:jar:1.4.1.BUILD-SNAPSHOT:compile
- | +- org.springframework.boot:spring-boot:jar:1.4.1.BUILD-SNAPSHOT:compile
- | +- org.springframework.boot:spring-boot-autoconfigure:jar:1.4.1.BUILD-SNAPSHOT:compile
- | +- org.springframework.boot:spring-boot-starter-logging:jar:1.4.1.BUILD-SNAPSHOT:compile
- | | +- ch.qos.logback:logback-classic:jar:1.1.7:compile
- | | | +- ch.qos.logback:logback-core:jar:1.1.7:compile
- | | | \- org.slf4j:slf4j-api:jar:1.7.21:compile
- | | +- org.slf4j:jcl-over-slf4j:jar:1.7.21:compile
- | | +- org.slf4j:jul-to-slf4j:jar:1.7.21:compile
- | | \- org.slf4j:log4j-over-slf4j:jar:1.7.21:compile
- | +- org.springframework:spring-core:jar:4.3.3.RELEASE:compile
- | \- org.yaml:snakeyaml:jar:1.17:runtime
- +- org.springframework.boot:spring-boot-starter-tomcat:jar:1.4.1.BUILD-SNAPSHOT:compile
- | +- org.apache.tomcat.embed:tomcat-embed-core:jar:8.5.5:compile
- | +- org.apache.tomcat.embed:tomcat-embed-el:jar:8.5.5:compile
- | \- org.apache.tomcat.embed:tomcat-embed-websocket:jar:8.5.5:compile
- +- org.hibernate:hibernate-validator:jar:5.2.4.Final:compile
- | +- javax.validation:validation-api:jar:1.1.0.Final:compile
- | +- org.jboss.logging:jboss-logging:jar:3.3.0.Final:compile
- | \- com.fasterxml:classmate:jar:1.3.1:compile
- +- com.fasterxml.jackson.core:jackson-databind:jar:2.8.3:compile
- | +- com.fasterxml.jackson.core:jackson-annotations:jar:2.8.3:compile
- | \- com.fasterxml.jackson.core:jackson-core:jar:2.8.3:compile
- +- org.springframework:spring-web:jar:4.3.3.RELEASE:compile
- | +- org.springframework:spring-aop:jar:4.3.3.RELEASE:compile
- | +- org.springframework:spring-beans:jar:4.3.3.RELEASE:compile
- | \- org.springframework:spring-context:jar:4.3.3.RELEASE:compile
- \- org.springframework:spring-webmvc:jar:4.3.3.RELEASE:compile
- \- org.springframework:spring-expression:jar:4.3.3.RELEASE:compile
这其中包括Tomcat web服务器和Spring Boot自身。
Spring Boot 推荐的基础 POM 文件
名称 | 说明 |
---|---|
spring-boot-starter | 核心 POM,包含自动配置支持、日志库和对 YAML 配置文件的支持。 |
spring-boot-starter-amqp | 通过 spring-rabbit 支持 AMQP。 |
spring-boot-starter-aop | 包含 spring-aop 和 AspectJ 来支持面向切面编程(AOP)。 |
spring-boot-starter-batch | 支持 Spring Batch,包含 HSQLDB。 |
spring-boot-starter-data-jpa | 包含 spring-data-jpa、spring-orm 和 Hibernate 来支持 JPA。 |
spring-boot-starter-data-mongodb | 包含 spring-data-mongodb 来支持 MongoDB。 |
spring-boot-starter-data-rest | 通过 spring-data-rest-webmvc 支持以 REST 方式暴露 Spring Data 仓库。 |
spring-boot-starter-jdbc | 支持使用 JDBC 访问数据库。 |
spring-boot-starter-security | 包含 spring-security。 |
spring-boot-starter-test | 包含常用的测试所需的依赖,如 JUnit、Hamcrest、Mockito 和 spring-test 等。 |
spring-boot-starter-velocity | 支持使用 Velocity 作为模板引擎。 |
spring-boot-starter-web | 支持 Web 应用开发,包含 Tomcat 和 spring-mvc。 |
spring-boot-starter-websocket | 支持使用 Tomcat 开发 WebSocket 应用。 |
spring-boot-starter-ws | 支持 Spring Web Services。 |
spring-boot-starter-actuator | 添加适用于生产环境的功能,如性能指标和监测等功能。 |
spring-boot-starter-remote-shell | 添加远程 SSH 支持。 |
spring-boot-starter-jetty | 使用 Jetty 而不是默认的 Tomcat 作为应用服务器。 |
spring-boot-starter-log4j | 添加 Log4j 的支持。 |
spring-boot-starter-logging | 使用 Spring Boot 默认的日志框架 Logback。 |
spring-boot-starter-tomcat | 使用 Spring Boot 默认的 Tomcat 作为应用服务器。 |
所有这些 POM 依赖的好处在于为开发 Spring 应用提供了一个良好的基础。Spring Boot 所选择的第三方库是经过考虑的,比较适合产品开发的选择。但是 Spring Boot 也提供了不同的选项,比如日志框架可以用 Logback 或 Log4j,应用服务器可以用 Tomcat 或 Jetty。
生成Maven工程
对于普通的Java项目或者Java Web项目可以使用下面的命令创建maven结构:
- mvn archetype:generate -DgroupId=com.example -DartifactId=myproject -DarchetypeArtifactId=maven-archetype-webapp -DinteractiveMode=false
下表是以上参数的使用说明:
参数 | 说明 |
---|---|
mvn archetype:generate | 固定格式 |
-DgroupId | 组织标识(包名) |
-DartifactId | 项目名称 |
-DarchetypeArtifactId | 指定ArchetypeId,maven-archetype-quickstart,创建一个Java Project;maven-archetype-webapp,创建一个Web Project |
-DinteractiveMode | 是否使用交互模式 |
这将生成以下的目录结构:
- .
- └── myproject
- ├── pom.xml
- └── src
- └── main
- ├── resources
- └── webapp
- ├── WEB-INF
- │ └── web.xml
- └── index.jsp
- 6 directories, 3 files
对于Spring Boot项目,无法使用mvn
命令直接生成,需要手动创建目录:
- mkdir -p src/main/java
创建示例代码
创建src/main/java/Example.java
文件内容如下:
- import org.springframework.boot.*;
- import org.springframework.boot.autoconfigure.*;
- import org.springframework.stereotype.*;
- import org.springframework.web.bind.annotation.*;
- @RestController
- @EnableAutoConfiguration
- public class Example {
- @RequestMapping("/")
- String home() {
- return "Hello World!";
- }
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- SpringApplication.run(Example.class, args);
- }
- }
@RestController
注解告诉Spring以字符串的形式渲染结果,并直接返回给调用者。@EnableAutoConfiguration
注解告诉Spring Boot根据添加的jar依赖猜测你想如何配置Spring。由于spring-boot-starter-web
添加了Tomcat和Spring MVC,所以auto-configuration将假定你正在开发一个web应用,并对Spring进行相应地设置。@RequestMapping
注解提供路由信息,它告诉Spring任何来自”/“路径的HTTP请求都应该被映射到home
方法。
注:@RestController
和@RequestMapping
是Spring MVC中的注解(它们不是Spring Boot的特定部分)。
编译和发布
运行该项目有以下两种方式。
方式1:直接mvn命令运行
- mvn spring-boot:run
方式2:编译打包成可执行jar包
- mvn package
- java -jar target/myproject-0.0.1-SNAPSHOT.jar
不论使用哪种方式编译,访问localhost:8080可以看到web页面上显示Hello world!
。
在target
目录下,你应该还能看到一个很小的名为myproject-0.0.1-SNAPSHOT.jar.original
的文件,这是在Spring Boot重新打包前,Maven创建的原始jar文件。实际上可运行jar包中包含了这个小的jar包。