SpringBoot核心知识点全解析：从入门到精通的必备指南

最新推荐文章于 2025-10-31 11:04:33 发布
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#spring boot #后端 #java

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SpringBoot核心知识点全解析：从入门到精通的必备指南

一、SpringBoot简介

1.1 SpringBoot的定义

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，从而使开发人员不再需要定义样板化的配置。

1.2 SpringBoot的优势

  • 快速搭建：通过 Spring Initializr 或者 Maven 等工具可以快速搭建 Spring Boot 项目，减少繁琐的配置。
  • 嵌入式服务器：内置了 Tomcat、Jetty 等服务器，无需单独部署服务器。
  • 自动配置：根据项目依赖自动配置 Spring 应用，减少开发人员的配置工作量。
  • 生产就绪：提供了生产级别的功能，如健康检查、指标监控等。

二、SpringBoot项目搭建

2.1 使用 Spring Initializr 搭建项目

  1. 打开 Spring Initializr 网站。
  2. 在 Project 中选择 Maven Project。
  3. 在 Language 中选择 Java。
  4. 配置 Group 和 Artifact 等基本信息。
  5. 在 Dependencies 中添加所需的依赖，如 Spring Web 用于开发 Web 应用。
  6. 点击 Generate 按钮下载项目压缩包。
  7. 解压项目压缩包，使用 IDE（如 IntelliJ IDEA 或 Eclipse）导入项目。

2.2 使用 Maven 手动搭建项目

  1. 创建一个 Maven 项目，在 pom.xml 中添加 Spring Boot 父依赖：
<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>3.2.2</version>
    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>
  1. 添加所需的依赖，例如添加 Spring Web 依赖：
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>
  1. 创建主应用类，添加 @SpringBootApplication 注解：
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

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

三、SpringBoot自动配置原理

3.1 @SpringBootApplication 注解

@SpringBootApplication 是一个组合注解，包含了 @SpringBootConfiguration、@EnableAutoConfiguration 和 @ComponentScan 三个注解。

  • @SpringBootConfiguration：本质上就是 @Configuration 注解，用于标识该类为配置类。
  • @EnableAutoConfiguration：开启自动配置功能，Spring Boot 会根据项目依赖自动配置 Spring 应用。
  • @ComponentScan：自动扫描并注册 @Component、@Service、@Repository 等注解标注的类。

3.2 自动配置的实现机制

Spring Boot 的自动配置是基于 spring.factories 文件实现的。在 spring-boot-autoconfigure 模块的 META - INF 目录下有一个 spring.factories 文件，该文件中定义了一系列自动配置类。当 Spring Boot 启动时，会根据 @EnableAutoConfiguration 注解加载这些自动配置类，并根据条件判断是否进行配置。

例如，当项目中添加了 spring-boot-starter-web 依赖时，Spring Boot 会自动配置 DispatcherServlet 等 Web 相关的组件。

四、SpringBoot配置文件

4.1 配置文件类型

Spring Boot 支持 application.properties 和 application.yml 两种配置文件类型。

4.1.1 application.properties
server.port=8081
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=123456
4.1.2 application.yml
server:
  port: 8081
spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/test
    username: root
    password: 123456

4.2 配置文件加载顺序

Spring Boot 会按照以下顺序加载配置文件：

  1. 命令行参数
  2. SPRING_APPLICATION_JSON 中的属性
  3. ServletConfig 初始化参数
  4. ServletContext 初始化参数
  5. JNDI 属性（java:comp/env）
  6. Java 系统属性（System.getProperties()）
  7. 操作系统环境变量
  8. RandomValuePropertySource 中的随机属性
  9. 位于 config 目录下的配置文件
  10. 位于项目根目录下的配置文件
  11. 位于类路径 config 包下的配置文件
  12. 位于类路径根目录下的配置文件

4.3 自定义配置属性

可以通过 @ConfigurationProperties 注解将配置文件中的属性绑定到 Java 类中。

import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "myconfig")
public class MyConfigProperties {
    private String name;
    private int age;

    // getters and setters
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

在 application.properties 中配置：

myconfig.name=John
myconfig.age=30

五、SpringBoot Web开发

5.1 创建 RESTful 接口

使用 @RestController 注解创建 RESTful 接口。

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class HelloController {
    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Hello, Spring Boot!";
    }
}

5.2 处理请求参数

可以通过 @RequestParam、@PathVariable 等注解处理请求参数。

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class ParamController {
    @GetMapping("/params")
    public String getParams(@RequestParam("name") String name, @RequestParam("age") int age) {
        return "Name: " + name + ", Age: " + age;
    }

    @GetMapping("/path/{id}")
    public String getPath(@PathVariable("id") int id) {
        return "ID: " + id;
    }
}

5.3 异常处理

使用 @ControllerAdvice 和 @ExceptionHandler 注解进行全局异常处理。

import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.ControllerAdvice;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;

@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    public ResponseEntity<String> handleException(Exception e) {
        return new ResponseEntity<>("Error: " + e.getMessage(), HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR);
    }
}

六、SpringBoot数据库访问

6.1 使用 Spring Data JPA

Spring Data JPA 是 Spring 提供的用于简化 JPA 开发的框架。

  1. 添加依赖：
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>
  1. 配置数据库连接信息：
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=123456
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update
spring.jpa.show-sql=true
  1. 创建实体类：
import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.GeneratedValue;
import javax.persistence.GenerationType;
import javax.persistence.Id;

@Entity
public class User {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;
    private String name;
    private int age;

    // getters and setters
    public Long getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Long id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
  1. 创建 Repository 接口：
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;

public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {
}

6.2 使用 MyBatis

MyBatis 是一个优秀的持久层框架。

  1. 添加依赖：
<dependency>
    <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
    <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>3.0.2</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>
  1. 配置数据库连接信息：
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=123456
  1. 创建实体类和 Mapper 接口：
public class User {
    private Long id;
    private String name;
    private int age;

    // getters and setters
    public Long getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Long id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

import org.apache.ibatis.annotations.Mapper;
import org.apache.ibatis.annotations.Select;

import java.util.List;

@Mapper
public interface UserMapper {
    @Select("SELECT * FROM user")
    List<User> getAllUsers();
}

七、SpringBoot测试

7.1 单元测试

使用 JUnit 和 Spring Boot Test 进行单元测试。

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertEquals;

@SpringBootTest
public class UserServiceTest {
    @Autowired
    private UserService userService;

    @Test
    public void testGetUserById() {
        User user = userService.getUserById(1L);
        assertEquals("John", user.getName());
    }
}

7.2 集成测试

使用 @WebMvcTest 进行 Web 层的集成测试。

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.autoconfigure.web.servlet.WebMvcTest;
import org.springframework.test.web.servlet.MockMvc;

import static org.springframework.test.web.servlet.request.MockMvcRequestBuilders.get;
import static org.springframework.test.web.servlet.result.MockMvcResultMatchers.content;
import static org.springframework.test.web.servlet.result.MockMvcResultMatchers.status;

@WebMvcTest(HelloController.class)
public class HelloControllerTest {
    @Autowired
    private MockMvc mockMvc;

    @Test
    public void testHello() throws Exception {
        mockMvc.perform(get("/hello"))
               .andExpect(status().isOk())
               .andExpect(content().string("Hello, Spring Boot!"));
    }
}

八、SpringBoot部署与监控

8.1 部署方式

  • jar 包部署：Spring Boot 项目可以打包成可执行的 jar 包，通过 java -jar 命令运行。
java -jar myspringbootapp.jar
  • Docker 容器部署：将 Spring Boot 项目打包成 Docker 镜像，然后在 Docker 容器中运行。

8.2 监控与管理

Spring Boot Actuator 提供了生产级别的功能，如健康检查、指标监控等。

  1. 添加依赖：
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
  1. 配置 Actuator 端点：
management.endpoints.web.exposure.include=*
  1. 访问端点：
  • 健康检查：http://localhost:8080/actuator/health
  • 指标监控：http://localhost:8080/actuator/metrics
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