springboot工作原理解析

不念不忘少年蓝@ 2024-03-22 15:51 18阅读 0赞

Spring Boot 是基于 Spring 框架的快速开发框架，它的目标是简化 Spring 应用程序的搭建和开发过程。Spring Boot 通过自动配置、快速启动、独立部署、多种数据源支持、集成测试等功能，使用springboot可快速构建高效、可靠的程序

#### 目录 ####

*  1. 自动配置
 *   *  1.1 Spring Boot Starter
     *  1.2 Spring Boot Auto-configuration
     *  1.3 Spring Boot Properties
 *  2. 快速启动
 *   *  2.1 内嵌 Web 容器
     *  2.2 自动配置
     *  2.3 预热机制
     *  2.4 应用程序上下文缓存
 *  3. 独立部署
 *   *  3.1 打包应用程序
     *  3.2 配置应用程序
     *  3.3 启动应用程序
     *  3.4 管理应用程序
 *  4. 多种数据源支持
 *   *  4.1 依赖添加：
     *  4.2 配置数据源
     *  4.3 创建数据源Bean
     *  4.4 使用数据源
 *  5. 集成测试
 *   *  5.1 添加测试依赖
     *  5.2 编写测试类
     *  5.3 编写测试方法

## 1. 自动配置 ##

底层实现涉及到 Spring Boot Starter、Spring Boot Auto-configuration 和 Spring Boot Properties 三个方面。

### 1.1 Spring Boot Starter ###

Spring Boot Starter 是一组预先配置好的依赖库，用于快速启动一个特定的功能，例如 Spring Boot Starter Web 包含了 Spring MVC、Tomcat 和 Jackson 等依赖库，用于快速启动一个 Web 应用程序。

### 1.2 Spring Boot Auto-configuration ###

Spring Boot Auto-configuration 是一组自动配置规则，用于自动配置 Spring 应用程序的组件。当应用程序依赖了某个 Starter，Spring Boot 会根据 Starter 的功能自动加载对应的 Auto-configuration，根据 Auto-configuration 中的条件进行自动配置，例如加载对应的 Bean、设置默认属性等。

### 1.3 Spring Boot Properties ###

Spring Boot Properties 是应用程序属性的配置文件。通过在 application.properties 或 application.yml 中配置属性，可以自定义应用程序的配置信息。Spring Boot 支持通过自动绑定将这些属性绑定到应用程序的配置类中，实现属性的自动配置。

**总结**：Spring Boot Starter 提供了预先配置好的依赖库，Spring Boot Auto-configuration 提供了自动配置规则，Spring Boot Properties 提供了应用程序属性的配置文件，通过这些机制，可以快速、简单地配置 Spring 应用程序。

## 2. 快速启动 ##

通过内嵌 Web 容器、自动配置、预热机制和应用程序上下文缓存等多种机制来实现

### 2.1 内嵌 Web 容器 ###

Spring Boot 默认内嵌了多个 Web 容器，如 Tomcat、Jetty、Undertow 等。在应用程序启动时，Spring Boot 会根据类路径中的依赖库选择一个合适的 Web 容器，并在内存中启动这个容器，不需要手动安装和配置 Web 容器，从而减少了启动时间。

### 2.2 自动配置 ###

Spring Boot 通过自动配置机制来减少应用程序的配置工作。Spring Boot 在启动时会检查类路径下的依赖库，根据不同的 Starter 加载对应的 Auto-configuration，自动配置应用程序的组件，如数据库、Web、缓存等，这些组件都是预先配置好的，不需要手动配置，从而减少了启动时间。

### 2.3 预热机制 ###

Spring Boot 还提供了预热机制，即在应用程序启动之前预加载一些类和资源，以减少首次访问时的启动时间。例如，当应用程序启动时，Spring Boot 会自动预热静态资源，如 CSS、JS 等，这些资源会被缓存到内存中，从而加速后续访问。

### 2.4 应用程序上下文缓存 ###

Spring Boot 提供了内置的应用程序上下文缓存机制，当应用程序启动时，Spring Boot 会将应用程序的上下文缓存到内存中，这样就可以在多次启动应用程序时，避免重新加载上下文，从而减少启动时间。

## 3. 独立部署 ##

独立部署是通过将应用程序打包成可执行的JAR文件，并将其与配置文件一起部署，然后通过命令行启动应用程序来实现的。这种方式简化了应用程序的部署和运维，使得应用程序可以在不同的环境中快速、可靠地运行。

### 3.1 打包应用程序 ###

使用Maven或Gradle等构建工具将应用程序打包成可执行的JAR文件。打包过程中可以使用Spring Boot Maven插件或Gradle插件来简化打包配置和生成可执行JAR文件。

### 3.2 配置应用程序 ###

创建一个包含应用程序所需配置的属性文件（如application.properties或application.yml），并将其与打包好的JAR文件放在同一目录下。

### 3.3 启动应用程序 ###

在命令行终端中使用java -jar命令启动应用程序。在启动过程中，Spring Boot将加载应用程序的配置文件，并启动嵌入式的Tomcat或Jetty服务器，使得应用程序可以通过HTTP或HTTPS协议访问。

### 3.4 管理应用程序 ###

通过Spring Boot Actuator提供的端点可以实现对应用程序的管理和监控，例如查看应用程序的健康状况、修改日志级别、重新加载配置等。

## 4. 多种数据源支持 ##

Spring Boot提供了多种数据源支持的方式，包括MySQL、Oracle、PostgreSQL等关系型数据库，以及MongoDB、Redis等非关系型数据库。可以根据实际需要选择并配置不同的数据源，从而支持应用程序对多种数据源的访问。

### 4.1 依赖添加： ###

在Maven或Gradle的配置文件中，添加相应的数据库驱动依赖和Spring Boot对应的数据源依赖

<dependency>
        <groupId>com.mysql.cj</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        <version>8.0.25</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
    </dependency>

### 4.2 配置数据源 ###

根据不同的数据源类型，配置相应的数据源配置

spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase
    spring.datasource.username=root
    spring.datasource.password=password
    spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver

### 4.3 创建数据源Bean ###

在Java代码中，通过注解@Configuration和@Bean创建不同的数据源Bean

@Configuration
    public class DataSourceConfig {
        
        @Bean
        @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource")
        public DataSource dataSource() {
        
            return DataSourceBuilder.create().build();
        }
    
        @Bean
        @ConfigurationProperties(prefix = "spring.second-datasource")
        public DataSource secondDataSource() {
        
            return DataSourceBuilder.create().build();
        }
    }

其中，@ConfigurationProperties注解可以将配置文件中的属性与Java对象的属性自动绑定起来，@Bean注解可以将方法的返回值作为一个Bean注册到Spring容器中。

### 4.4 使用数据源 ###

使用@Qualifier注解和@Autowired注解来指定和注入不同的数据源Bean

@Service
    public class MyService {
        
        @Autowired
        @Qualifier("dataSource")
        private DataSource dataSource;
    
        @Autowired
        @Qualifier("secondDataSource")
        private DataSource secondDataSource;
    
        // ...
    }

## 5. 集成测试 ##

Spring Boot集成测试的编写和运行，从而验证应用程序的功能和行为是否符合预期。集成测试可以帮助开发人员发现和解决应用程序中的问题，提高代码质量和可靠性。

### 5.1 添加测试依赖 ###

Maven中添加Spring Boot测试依赖

<dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>

### 5.2 编写测试类 ###

@SpringBootTest和@RunWith注解用来指定测试类运行时所需要的Spring Boot上下文和测试运行器

@RunWith(SpringRunner.class)
    @SpringBootTest
    public class MyIntegrationTest {
        
        // ...
    }

@SpringBootTest注解可以指定Spring Boot应用程序的入口类或配置文件路径，从而启动一个测试用例所需要的Spring Boot上下文环境。

### 5.3 编写测试方法 ###

在代码中编写测试方法来验证应用程序的行为是否符合预期

@Test
    public void testMyService() {
        
        // Given
        // ... prepare test data
    
        // When
        // ... invoke the service
    
        // Then
        // ... assert the result
    }

@Test注解用于标识一个测试方法，可以使用JUnit或其他测试框架来运行测试。

在运行测试的过程中，Spring Boot会启动一个嵌入式的Web服务器和数据库等资源，以模拟实际的应用程序环境，从而进行集成测试。