Spring Boot 简介与快速搭建及启动流程详解

一、Spring Boot 概述及选择原因

（一）什么是 Spring Boot

Spring Boot 是由 Pivotal 团队提供的全新框架，其设计目的是用来简化新 Spring 应用的初始搭建以及开发过程。该框架使用了特定的配置方式，使得开发人员可以摆脱传统 Spring 项目中繁琐的 XML 配置，从而更加专注于业务逻辑的开发。

（二）为何选择 Spring Boot

1. 简化配置：Spring Boot 采用了约定大于配置的原则，提供了大量的默认配置。例如，在使用 Spring Boot 开发 Web 应用时，只需要添加相应的依赖，Spring Boot 就会自动配置好嵌入式的 Tomcat 服务器，无需手动配置服务器的启动参数和部署信息。
2. 快速开发：Spring Boot 提供了丰富的 Starter 依赖，这些 Starter 是一组经过精心挑选的依赖集合。比如，要开发一个基于 Spring Data JPA 的数据库应用，只需要添加 spring - boot - starter - data - jpa 依赖，Spring Boot 会自动引入 JPA、Hibernate 等相关依赖，大大节省了开发时间。
3. 易于部署：Spring Boot 支持将应用打包成可执行的 JAR 或 WAR 文件，其中包含了所有的依赖和嵌入式服务器。可以直接通过 java - jar 命令来运行应用，无需额外的服务器环境配置。
4. 生产就绪：Spring Boot 提供了一系列的生产级特性，如健康检查、指标监控、外部化配置等。例如，通过添加 spring - boot - starter - actuator 依赖，可以方便地对应用的运行状态进行监控和管理。

二、使用 Spring Initializr 快速创建 Spring Boot 项目

（一）步骤

1. 访问 Spring Initializr 网站：打开 Spring Initializr 网站。
2. 项目配置
   • Project：选择项目类型，通常选择 Maven Project 或 Gradle Project，这里以 Maven Project 为例。
   • Language：选择编程语言，如 Java。
   • Spring Boot：选择合适的 Spring Boot 版本。
   • Group：填写项目的组名，通常是公司或组织的域名倒序，如 com.example。
   • Artifact：填写项目的名称，如 demo。
   • Dependencies：添加项目所需的依赖，例如，如果要开发一个简单的 Web 应用，可以添加 Spring Web 依赖。
3. 生成项目：点击 Generate 按钮，Spring Initializr 会生成一个压缩包，下载并解压到本地。

（二）导入项目到 IDE

以 IntelliJ IDEA 为例：

1. 打开 IntelliJ IDEA，选择 File -> New -> Project from Existing Sources。
2. 选择解压后的项目文件夹，点击 OK。
3. 在弹出的对话框中选择 Import project from external model，选择 Maven，然后按照向导完成项目导入。

三、项目结构分析

使用 Spring Initializr 生成的 Maven 项目的基本结构如下：

demo
├── src
│   ├── main
│   │   ├── java
│   │   │   └── com
│   │   │       └── example
│   │   │           └── demo
│   │   │               └── DemoApplication.java
│   │   └── resources
│   │       ├── application.properties
│   │       ├── static
│   │       └── templates
│   └── test
│       └── java
│           └── com
│               └── example
│                   └── demo
│                       └── DemoApplicationTests.java
└── pom.xml

• src/main/java：存放 Java 源代码。
• src/main/resources：存放项目的资源文件。
  • application.properties：Spring Boot 的配置文件，用于配置应用的各种参数，如数据库连接信息、服务器端口等。
  • static：用于存放静态资源，如 HTML、CSS、JavaScript 等。
  • templates：用于存放模板文件，如 Thymeleaf 模板。
• src/test/java：存放测试代码。
• pom.xml：Maven 项目的配置文件，用于管理项目的依赖和构建信息。

四、Spring Boot 项目的启动流程

（一）启动入口

Spring Boot 项目的启动通常从带有 @SpringBootApplication 注解的主类中的 main 方法开始。示例代码如下：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

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

在上述代码中，SpringApplication.run() 方法是启动的核心，它会调用一系列方法来完成项目的启动。

（二）创建 SpringApplication 实例

当调用 SpringApplication.run() 方法时，首先会创建一个 SpringApplication 实例。在创建过程中，会完成以下操作：

• 推断应用类型：判断应用是普通的非 Web 应用、Servlet Web 应用还是 Reactive Web 应用。
• 查找并加载初始化器（ApplicationContextInitializer）：初始化器用于在 ApplicationContext 刷新之前对其进行定制化配置。
• 查找并加载监听器（ApplicationListener）：监听器可以监听 Spring Boot 应用的各种生命周期事件，如应用启动、停止等。
• 推断主类：确定包含 main 方法的主类。

（三）运行 SpringApplication 实例

创建 SpringApplication 实例后，会调用其 run() 方法，该方法会执行以下步骤：

1. 准备环境

• 创建并配置 Environment：Environment 接口用于表示应用运行的环境，包括系统属性、环境变量、配置文件等。Spring Boot 会根据不同的应用类型（如 Web 应用或非 Web 应用）创建相应的 Environment 实例，并加载配置属性。
• 发布 ApplicationEnvironmentPreparedEvent 事件：通知所有监听器环境已经准备好。

2. 创建 ApplicationContext

• 根据应用类型创建 ApplicationContext 实例：
  • 对于 Servlet Web 应用，通常会创建 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext 实例。
  • 对于 Reactive Web 应用，会创建 AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext 实例。
  • 对于非 Web 应用，会创建 AnnotationConfigApplicationContext 实例。

3. 准备 ApplicationContext

• 设置 Environment 到 ApplicationContext 中：将之前创建和配置好的 Environment 注入到 ApplicationContext 中。
• 应用初始化器（ApplicationContextInitializer）：依次调用之前加载的初始化器，对 ApplicationContext 进行进一步的定制化配置。
• 发布 ApplicationContextInitializedEvent 事件：通知所有监听器 ApplicationContext 已经初始化完成。

4. 加载源配置

• 扫描并注册组件：根据 @SpringBootApplication 注解（包含 @ComponentScan），Spring Boot 会扫描指定包及其子包下的所有带有 @Component、@Service、@Repository、@Controller 等注解的类，并将它们注册到 ApplicationContext 中。
• 加载自动配置类：@SpringBootApplication 注解包含 @EnableAutoConfiguration，它会根据类路径下的依赖和配置，自动加载合适的自动配置类。这些自动配置类会根据条件判断是否生效，从而为应用提供默认的配置。

5. 刷新 ApplicationContext

• 创建并初始化 Bean：Spring 容器会根据之前注册的组件和配置，创建和初始化所有的 Bean。在这个过程中，会处理 Bean 的依赖注入、AOP 代理等操作。
• 启动嵌入式服务器（如果是 Web 应用）：对于 Web 应用，Spring Boot 会启动嵌入式服务器（如 Tomcat、Jetty 等），并将 ApplicationContext 注册到服务器中。

6. 发布应用启动完成事件

• 发布 ApplicationStartedEvent 事件：表示应用已经成功启动。
• 调用 CommandLineRunner 和 ApplicationRunner 接口的实现类：如果项目中存在实现了 CommandLineRunner 或 ApplicationRunner 接口的类，Spring Boot 会在应用启动完成后调用它们的 run() 方法，用于执行一些初始化任务。
• 发布 ApplicationReadyEvent 事件：表示应用已经准备好接受请求。

（四）异常处理

在整个启动过程中，如果发生异常，Spring Boot 会发布 ApplicationFailedEvent 事件，通知所有监听器应用启动失败，并进行相应的异常处理。

综上所述，Spring Boot 凭借其简化配置、快速开发、易于部署和生产就绪等优势，成为了开发 Spring 应用的首选框架。通过 Spring Initializr 可以快速创建项目，了解项目结构和启动流程则有助于开发者更好地理解和运用 Spring Boot 进行项目开发。