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01-01-CGB-SPRINGBOOT入门-01

程序员文章站 2022-07-14 21:43:48
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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,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)-项目创建时底层帮你关联依赖。
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)。
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工作区准备:定义新的工作区(要求没有中文目录),例如d:/TCGBIII/WORKSPACE。
建议:将下载的所有文件存储到同一目录并解压,例如d:/TCGBIII/TOOLS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}/.m5/repository
配置maven私服(配置到mirrors标签内部)。

aliyun aliyun for maven * https://maven.aliyun.com/repository/public

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

jdk-1.8 true 1.8

2.3 STS整合maven配置
启动STS工具(特殊的eclipse,添加了spring开发插件),如图-2所示
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Maven Installations配置, 如图-3所示:
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Maven User Settings配置,如图-4所示:

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项目工作区编码设置,如图-5所示
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2.4 STS工具使用基本优化(可选)
禁用拼写检查,取消图-6所示的拼写检查选项。
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取消图-7所示的连接选项配置。
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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:
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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:
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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:
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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。(假如你是普通的maven项目,这些类还有配置文件需要我们自己手动创建)
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:
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![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200912124056316.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FidTEyMTY=,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
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:
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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(或者架子工),通过Spring框架进行Bean对象的管理实现。

第一步:创建一个DefaultCache类,存储到src/main/java目录,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src/test/java目录
中:
package com.cy.pj.common.cache;
@SpringBootTest
public class DefaultCacheTests {// is a Object
@Autowired
private DefaultCache defaultCache;//has a
@Test
public void testCache() {
//use a system
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:
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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.pool;
@Component

@Scope(“singleton”)
@Lazy

public class ObjectPool {
public ObjectPool() {
System.out.println(“ObjectPool()”);
}
@PostConstruct
public void init() {
System.out.println(“init()”);
}
@PreDestroy
public void destory() {
System.out.println(“destory”);
}
}
其中:
@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。
@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。
@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(是对象创建以后的初始化)。
@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 ObjectPoolTests {
@Autowired
private ObjectPool objectPool;
@Test
public void testObjectPool() {
//???
}
}

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?(面试)

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:
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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
假如一个接口的实现类的对象有多个,并且这些对象都交给了Spring管理,那么假如
另外一个类,现在依赖于这个接口,那么Spring如何为接口引入注入值?
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.

第三步:package com.cy.pj.common.cache;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component

public class WeakCache implements Cache{

}
创建或修改SoftCache,让此类也实现Cache接口,关键代码如下:
package com.cy.pj.common.cache;

@Component
public class SoftCache 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(“softCache”)
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:
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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(例如构造方法)。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? (框架,也可以看成是框架脚手架,做了架子工要做的事情-搭建项目基础骨架的工作人员)
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)
Spring 框架中的Bean对象有什么特性?(延迟加载,作用域,生命周期方法)
Spring 框架中单例(singleton)作用域对象特点,应用场景(频繁用)?
Spring 框架中多例(prototype)作用域对象特点,应用场景(稀少用)?
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?(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,低耦合)
Spring管理bean对象时有什么优势?(为bean赋予了更加高级的特性,懒加载,单例作用域,生命周期方法)
Spring 框架中@Autowire注解描述属性时,依赖注入的规则是怎样的?
Spring 框架学习过程中学到了什么思想?(IOC,DI,池,低耦合,…)
Spring容器中bean名字不同,但类型相同的单例作用域配置可以有多个实例吗?

4.3 BUG分析
Maven项目的setting文件配置错误,如图-19所示:
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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:
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问题分析:
1)域名解析问题(与当地的域名服务器有关)
2)网络阻塞问题(带宽有限,单同时的请求数量比较多)
3)服务器线程有限(例如tomcat端线程数量配置的相对较少)
Maven项目的pom.xml文件报错,如图-21所示:
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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-NPE),如图-22所示:
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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:
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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:
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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(如@Component)
检查你获取的这个对象实例的类型所在的包是否正确(启动类包结构)
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:
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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?)。