使用 Spring Boot 如何快速进行 Web 微服务开发？

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 。

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：

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

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：

-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。

Spring官方网站

Spring core technologies | spring.io

Spring Boot——开发新一代Spring Java应用

Spring MVC快速入门教程

Spring Boot Reference Guide中文翻译 -《Spring Boot参考指南》

使用 Spring Boot 快速构建 Spring 框架应用

maven3常用命令、java项目搭建、web项目搭建详细图解

Servlet教程 | runoob.com

AOP - Aspect Oriented Programming | spring.io