Spring Boot Hello World

摘要：现在这还是一个空的项目，我们可以在标签中添加我们需要的依赖，例如添加的依赖。修改我们的配置如下目前我们的这个项目还没有导入任何，这点可以通过执行命令确定。

本篇文章是SpringBoot最入门的介绍。我们不借助任何额外的工具，从无到有创建一个Spring Boot的web项目，并运行这个项目。

归根结底，Spring Boot就只是一个框架，几个jar而已，没什么神奇的。但使用Spring Initializr创建项目的过程把很多信息屏蔽掉了，这样我们就很难搞清楚Spring Boot的本质是什么。下面仅使用maven从无到有构建一个Spring Boot的web项目。
先创建一个maven空工程如下所示，项目的名字叫spring-boot-hello。

    4.0.0

    com.poype
    spring-boot-hello
    1.0-SNAPSHOT

    
        
    

现在这还是一个空的maven项目，我们可以在dependencies标签中添加我们需要的依赖，例如添加Spring Boot的依赖。但是Spring Boot为了减少配置，方便我们开发，提供了一个parent maven工程spring-boot-starter-parent，我们只要让我们的这个项目继承spring-boot-starter-parent工程，就能减少好多配置。修改我们的POM配置如下：

    4.0.0

    com.poype
    spring-boot-hello
    1.0-SNAPSHOT

    
        org.springframework.boot
        spring-boot-starter-parent
        2.1.4.RELEASE
    

    
       
    

目前我们的这个maven项目还没有导入任何dependency，这点可以通过执行mvn dependency:tree命令确定。
我们要创建的是一个web项目，所以添加spring-boot-starter-web这个依赖。修改POM配置如下：

    4.0.0

    com.poype
    spring-boot-hello
    1.0-SNAPSHOT

    
        org.springframework.boot
        spring-boot-starter-parent
        2.1.4.RELEASE
    

    
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-web
        
    

由于在spring-boot-starter-parent的dependencyManagement中已经用声明了spring-boot-starter-web，所以此处我们可以省略它的version配置。
再次执行mvn dependency:tree命令获得如下结果：

[INFO] Scanning for projects...
[INFO] 
[INFO] --------------------< com.poype:spring-boot-hello >---------------------
[INFO] Building spring-boot-hello 1.0-SNAPSHOT
[INFO] --------------------------------[ jar ]---------------------------------
[INFO] 
[INFO] --- maven-dependency-plugin:3.1.1:tree (default-cli) @ spring-boot-hello ---
[INFO] com.poype:spring-boot-hello:jar:1.0-SNAPSHOT
[INFO] - org.springframework.boot:spring-boot-starter-web:jar:2.1.4.RELEASE:compile
[INFO]    +- org.springframework.boot:spring-boot-starter:jar:2.1.4.RELEASE:compile
[INFO]    |  +- org.springframework.boot:spring-boot:jar:2.1.4.RELEASE:compile
[INFO]    |  +- org.springframework.boot:spring-boot-autoconfigure:jar:2.1.4.RELEASE:compile
[INFO]    |  +- org.springframework.boot:spring-boot-starter-logging:jar:2.1.4.RELEASE:compile
[INFO]    |  |  +- ch.qos.logback:logback-classic:jar:1.2.3:compile
[INFO]    |  |  |  +- ch.qos.logback:logback-core:jar:1.2.3:compile
[INFO]    |  |  |  - org.slf4j:slf4j-api:jar:1.7.26:compile
[INFO]    |  |  +- org.apache.logging.log4j:log4j-to-slf4j:jar:2.11.2:compile
[INFO]    |  |  |  - org.apache.logging.log4j:log4j-api:jar:2.11.2:compile
[INFO]    |  |  - org.slf4j:jul-to-slf4j:jar:1.7.26:compile
[INFO]    |  +- javax.annotation:javax.annotation-api:jar:1.3.2:compile
[INFO]    |  +- org.springframework:spring-core:jar:5.1.6.RELEASE:compile
[INFO]    |  |  - org.springframework:spring-jcl:jar:5.1.6.RELEASE:compile
[INFO]    |  - org.yaml:snakeyaml:jar:1.23:runtime
[INFO]    +- org.springframework.boot:spring-boot-starter-json:jar:2.1.4.RELEASE:compile
[INFO]    |  +- com.fasterxml.jackson.core:jackson-databind:jar:2.9.8:compile
[INFO]    |  |  +- com.fasterxml.jackson.core:jackson-annotations:jar:2.9.0:compile
[INFO]    |  |  - com.fasterxml.jackson.core:jackson-core:jar:2.9.8:compile
[INFO]    |  +- com.fasterxml.jackson.datatype:jackson-datatype-jdk8:jar:2.9.8:compile
[INFO]    |  +- com.fasterxml.jackson.datatype:jackson-datatype-jsr310:jar:2.9.8:compile
[INFO]    |  - com.fasterxml.jackson.module:jackson-module-parameter-names:jar:2.9.8:compile
[INFO]    +- org.springframework.boot:spring-boot-starter-tomcat:jar:2.1.4.RELEASE:compile
[INFO]    |  +- org.apache.tomcat.embed:tomcat-embed-core:jar:9.0.17:compile
[INFO]    |  +- org.apache.tomcat.embed:tomcat-embed-el:jar:9.0.17:compile
[INFO]    |  - org.apache.tomcat.embed:tomcat-embed-websocket:jar:9.0.17:compile
[INFO]    +- org.hibernate.validator:hibernate-validator:jar:6.0.16.Final:compile
[INFO]    |  +- javax.validation:validation-api:jar:2.0.1.Final:compile
[INFO]    |  +- org.jboss.logging:jboss-logging:jar:3.3.2.Final:compile
[INFO]    |  - com.fasterxml:classmate:jar:1.4.0:compile
[INFO]    +- org.springframework:spring-web:jar:5.1.6.RELEASE:compile
[INFO]    |  - org.springframework:spring-beans:jar:5.1.6.RELEASE:compile
[INFO]    - org.springframework:spring-webmvc:jar:5.1.6.RELEASE:compile
[INFO]       +- org.springframework:spring-aop:jar:5.1.6.RELEASE:compile
[INFO]       +- org.springframework:spring-context:jar:5.1.6.RELEASE:compile
[INFO]       - org.springframework:spring-expression:jar:5.1.6.RELEASE:compile
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time:  2.018 s
[INFO] Finished at: 2019-05-19T22:54:50+08:00
[INFO] ------------------------------------------------------------------------

可以看到在添加spring-boot-starter-web这个依赖后，有许多的jar都被导入了。
除了更多的spring-boot-starter-*被导入了之外，更重要的是很多Spring Framework的jar也被导入了，包括spring-core、spring-beans、spring-context、spring-aop等等。另外还有与tomcat相关的jar也被导入了，也就是说现在我们已经有了可以运行web程序的servlet容器了。
工程配置已经完成，新建一个HelloController测试类，输入如下代码：

package com.poype.springboot.web;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@EnableAutoConfiguration
public class HelloController {

    @RequestMapping("/hello")
    String home() {
        return "Hello World!";
    }

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

现在，我们已经完成了一个简单的web应用开发，可以启动我们这个应用了。
由于我们的工程继承了spring-boot-starter-parent的POM配置，它提供了启动spring-boot应用的相关插件(该插件的run目标用于启动应用)，可以通过执行mvn spring-boot:run命令启动应用，得到如下运行结果。

从运行结果中可以看到，spring-boot启动了Tomcat服务器，并监听在8080端口。下面我们打开浏览器，输入地址http://localhost:8080/hello就可以看到程序运行结果。

应用构建好之后，需要build出一个应用包才能用于生产部署。为此需要在POM配置中新增一个插件，修改POM配置如下：

    4.0.0

    com.poype
    spring-boot-hello
    1.0-SNAPSHOT

    
        org.springframework.boot
        spring-boot-starter-parent
        2.1.4.RELEASE
    

    
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-web
        
    

    
        
            
                org.springframework.boot
                spring-boot-maven-plugin
            
        
    

接着我们执行mvn clean package命令，可以在target目录下发现构建好的应用包 spring-boot-hello-1.0-SNAPSHOT.jar。
执行java -jar ./target/spring-boot-hello-1.0-SNAPSHOT.jar命令就可以启动应用了。

上面的例子虽然非常简单，但却也是一个标准的spring web应用。我们可以回忆一下，如果没有Spring Boot，创建一个这样的web应用都需要哪些步骤呢？首先要在maven的POM中导入N多相关dependency(包括Spring的、servlet的、json的...)。然后添加各种复杂配置(包括servlet的、Spring的、Spring MVC的...)。最后写完代码build好一个war包，我们还需要下载一个Tomcat，并将war包放到tomcat下的指定路径，启动tomcat部署应用。这个过程即使是工作几年的老司机，从无到有创建一个项目估计也要十几分钟，如果是新手再遇到一些问题，解决起来就更麻烦了，可能几个小时也不一定能搞得出来。
使用Spring Boot构建应用，即便我们仅仅使用maven，也几乎没有什么配置。如果使用Spring Initializr的话，创建好工程无需任何配置就直接可以写代码了，非常的方便，即使是新手几分钟也能搞出来这个HelloWorld应用。这就是Spring Boot给我的最初印象，但是它是如何做到这些的呢？

约定大于配置

Spring Boot提供了很多Starter依赖，每种类型的Starter提供了这种类型应用可能需要的一系列dependency(利用maven间接依赖的特性)。例如我们这里创建的是一个web应用，所以我们的项目依赖spring-boot-starter-web，而spring-boot-starter-web会将web开发可能需要的依赖全部帮我们导入，省去很多配置的工作。spring-boot-starter-parent是一个特殊的starter，它提供了许多maven默认配置，如dependenceManagment。
另一个比较重要的是注解@EnableAutoConfiguration，Spring Boot看到这个注解，会根据已经加入的jar dependency执行相关的配置。例如在我们的工程中有Spring MVC和Tomcat的依赖，Spring Boot就会猜到这是一个WEB工程，它就会对项目执行相应的配置(如Spring MVC和Servlet的配置)。

应用启动

Spring Boot自带了一个Tomcat容器，省去我们自己安装和配置容器的工作。为了了解Spring Boot的启动过程，我们将build好的jar解压得到的目录结构如下图所示：

其中最主要的配置文件是MANIFEST.MF，在执行java -jar *.jar启动命令时，JVM参考的就是这个文件的配置。其文件内容如下：

Manifest-Version: 1.0
Implementation-Title: spring-boot-hello
Implementation-Version: 1.0-SNAPSHOT
Built-By: poype
Implementation-Vendor-Id: com.poype
Spring-Boot-Version: 2.1.4.RELEASE
Main-Class: org.springframework.boot.loader.JarLauncher
Start-Class: com.poype.springboot.web.HelloController
Spring-Boot-Classes: BOOT-INF/classes/
Spring-Boot-Lib: BOOT-INF/lib/
Created-By: Apache Maven 3.6.1
Build-Jdk: 1.8.0_211
Implementation-URL: https://projects.spring.io/spring-boot/#/spring-bo
 ot-starter-parent/spring-boot-hello

Main-Class是jar包中的启动类，可以看到是一个叫org.springframework.boot.loader.JarLauncher类，是Spring Boot提供的Launcher类。Start-Class是我们自己编写的含有main方法的类。JarLauncher的代码如下：

public class JarLauncher extends ExecutableArchiveLauncher {
    static final String BOOT_INF_CLASSES = "BOOT-INF/classes/";

    static final String BOOT_INF_LIB = "BOOT-INF/lib/";

    public JarLauncher() {}

    protected JarLauncher(Archive archive) {
        super(archive);
    }

    @Override
    protected boolean isNestedArchive(Archive.Entry entry) {
        if (entry.isDirectory()) {
            return entry.getName().equals(BOOT_INF_CLASSES);
        }
        return entry.getName().startsWith(BOOT_INF_LIB);
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new JarLauncher().launch(args);
    }
}

从代码中可以看出，BOOT-INF/classes/路径下存放了应用程序自己的类，BOOT-INF/lib/路径下存放了第三方依赖的jar，包括内嵌的tomcat jar。
由于这个Jar中既包含应用程序自己的类，又包含应用所依赖的第三方的Jar，还包含Spring Boot Loader相关的类，所以这个Jar被称作Fat Jar。
在JarLauncher类的main函数中，通过launch方法启动整个应用。launch方法的实现在父类Launcher中。在Launcher方法中，会根据MANIFEST.MF中Start-Class的配置项找到我们自己的Main Class，然后构造一个ClassLoader加载应用类和第三方的Jar，最后会创建一个新的线程执行应用程序自己的main函数。
看到这里我们可以大概总结一下，Spring Boot实现了一套自己的部署路径规范(应用自己的类放在哪里，应用依赖的第三方jar放在哪里等等)，就像J2EE规范一样。然后利用tomcat的jar实现servlet容器的功能，对WEB请求进行处理。
可以说Spring Boot利用tomcat打造了一个全新的平台，这个平台也仅仅只在servlet容器部分利用到了tomcat的功能，至于部署规范和加载机制，都是Spring Boot自己全新实现的。