Springboot微服务学习入门教程

概述

Spring Boot 微服务学习入门涵盖了从快速搭建项目到微服务架构的应用，详细介绍了Spring Boot的核心功能和微服务的实现方法，帮助开发者快速掌握Spring Boot微服务开发。

Spring Boot简介

Spring Boot是什么

Spring Boot 是由 Pivotal 团队提供的框架，用于简化新Spring应用的初始搭建及开发过程。Spring Boot使开发者以最少的配置快速构建独立运行的应用程序。它基于Spring框架增加了自动配置的支持，简化了配置过程，使得开发任务更加高效。

Spring Boot的优势

1. 快速启动：Spring Boot提供大量的默认配置，让开发者能够快速启动应用，减少繁琐的配置工作。
2. 自包含：Spring Boot可以打包为独立的jar或war文件，通过java -jar命令直接运行，无需部署到应用服务器上。
3. 自动配置：Spring Boot可以自动配置Spring应用，使得配置过程更加简单。
4. 依赖管理：Spring Boot提供一系列Starter依赖管理，简化了依赖的引入和管理过程。
5. 内置Web服务器：Spring Boot内置了Web服务器（如Tomcat、Jetty或Undertow），可以直接运行在开发环境中。
6. 健康检查：Spring Boot Actuator提供健康检查功能，帮助开发者监控应用的运行状态。
7. 无代码生成：Spring Boot不需要XML配置，所有配置文件都是通过Java或YAML文件进行。

Spring Boot的主要应用场景

1. Web应用开发：Spring Boot可用于开发各种Web应用，如RESTful API、静态文件服务等。
2. 微服务架构：Spring Boot与Spring Cloud结合，可以实现微服务架构，支持服务发现、负载均衡、配置中心等功能。
3. 命令行应用：Spring Boot可用于开发命令行工具，提供丰富的命令行功能。
4. 测试工具：Spring Boot提供了一套完整的测试框架，可以用于单元测试、集成测试等。
5. 数据访问：Spring Boot支持各种数据库操作，如关系型数据库（如MySQL、PostgreSQL）和非关系型数据库（如MongoDB）。

快速搭建Spring Boot项目

创建Spring Boot项目的方法

创建Spring Boot项目的方法包括通过Spring Initializr在线创建、使用IDE（IntelliJ IDEA、Eclipse）创建以及使用命令行工具创建。

使用Spring Initializr在线创建

Spring Initializr是一个在线工具，用于快速创建Spring Boot项目。访问Spring Initializr网站（https://start.spring.io/），选择项目类型、语言、依赖等，点击"Generate"按钮，下载项目压缩包，解压后导入到IDE中进行开发。

使用IDE创建

使用IntelliJ IDEA创建

1. 打开 IntelliJ IDEA，选择 "File" -> "New" -> "Project"。
2. 在弹出的窗口中选择 "Spring Initializr"，点击 "Next"。
3. 输入项目名称、项目位置等信息，选择语言（Java或Kotlin）、Spring Boot版本。
4. 添加依赖（如Web、JPA、Thymeleaf等），点击 "Finish" 按钮完成项目的创建。

使用Eclipse创建

1. 打开 Eclipse，选择 "File" -> "New" -> "Spring Starter Project"。
2. 输入项目名称、项目位置等信息，选择Spring Boot版本。
3. 添加依赖（如Web、JPA、Thymeleaf等），点击 "Finish" 按钮完成项目的创建。

使用命令行工具创建

1. 安装Maven或Gradle。
2. 打开命令行工具，创建一个新的目录，并进入该目录。
3. 使用Maven或Gradle创建新的项目。

使用Maven创建

mvn archetype:generate -DgroupId=com.example -DartifactId=springboot-demo -Dversion=0.0.1-SNAPSHOT -DarchetypeArtifactId=maven-archetype-quickstart -DinteractiveMode=false

1. 修改pom.xml文件，添加Spring Boot依赖。

   
   <parent>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
   <version>2.3.4.RELEASE</version>
   </parent>

<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
</dependencies>

<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</build>

5. 执行`mvn spring-boot:run`命令启动项目。

#### 使用Gradle创建
```shell
gradle init --type java-application --dsl groovy

1. 修改build.gradle文件，添加Spring Boot依赖。

   
   plugins {
   id 'org.springframework.boot' version '2.3.4.RELEASE'
   id 'io.spring.dependency-management' version '1.0.9.RELEASE'
   id 'java'
   }

dependencies {
implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web'
}

5. 执行`gradle bootRun`命令启动项目。

## 初始化项目的基本步骤
1. 创建项目目录结构，如`src/main/java`和`src/main/resources`。
2. 创建`Application.java`文件，作为项目的启动类。
```java
package com.example.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

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

1. 创建application.properties或application.yml文件，用于配置项目的属性。

   # application.properties
   server.port=8080
   spring.application.name=demo-app

   # application.yml
   server:
   port: 8080
   spring:
   application:
   name: demo-app

2. 创建Controller类，用于定义RESTful接口。

   
   package com.example.demo;

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, World!";
}
}

5. 运行`DemoApplication`类，启动项目。

# Spring Boot核心概念

## Spring Boot自动配置
Spring Boot自动配置是Spring Boot的核心功能之一。它根据配置文件中的属性，自动配置Spring应用。自动配置通常发生在项目启动时，根据不同的属性值，Spring Boot会自动配置不同的Bean。

### 自动配置的实现原理
Spring Boot自动配置的实现原理是通过`@Conditional`注解来控制Bean的创建。这些注解可以根据不同的属性值控制Bean的创建。例如，`@ConditionalOnClass`注解可以根据类是否存在来控制Bean的创建，`@ConditionalOnProperty`注解可以根据属性值来控制Bean的创建。

### 自动配置的配置过程
1. Spring Boot提供大量的`AutoConfiguration`类，这些类定义了自动配置的逻辑。
2. 在项目启动时，Spring Boot会扫描这些`AutoConfiguration`类。
3. 根据配置文件中的属性，Spring Boot会调用`@Conditional`注解，控制Bean的创建。
4. 如果满足条件，Spring Boot会创建相应的Bean。

### 自动配置的禁用
可以通过`@SpringBootApplication`注解的`exclude`属性来禁用自动配置。例如，可以禁用`DataSourceAutoConfiguration`类的自动配置。
```java
@SpringBootApplication(exclude = {DataSourceAutoConfiguration.class})
public class DemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
    }
}

Spring Boot Starter依赖管理

Spring Boot Starter是Spring Boot的依赖管理工具，用于简化依赖的引入和管理过程。Spring Boot Starter提供了一系列的依赖管理，使得开发者能够以最少的配置完成依赖的引入和管理。

Spring Boot Starter的工作原理

Spring Boot Starter的工作原理是将一组常用的依赖打包成一个jar文件。开发者只需要引入这个jar文件，就可以引入这组依赖。

Spring Boot Starter的使用方法

1. 引入Spring Boot Starter依赖。例如，可以引入spring-boot-starter-web依赖来引入Spring Web依赖。

   <!-- pom.xml -->
   <dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
   </dependency>

2. 使用Spring Boot Starter依赖。例如，可以使用@RestController注解来定义RESTful接口。

   
   package com.example.demo;

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, World!";
}
}

## Spring Boot Actuator监控工具
Spring Boot Actuator是Spring Boot的监控工具，提供了健康检查、审计、信息、端点等特性。

### Actuator的功能
1. **健康检查**：提供`/actuator/health`端点，用于检查应用的健康状态。
2. **审计**：提供`/actuator/auditevents`端点，用于审计应用的审计事件。
3. **信息**：提供`/actuator/info`端点，用于获取应用的信息。
4. **端点**：提供`/actuator/metrics`端点，用于获取应用的指标。

### Actuator的配置
1. 引入`spring-boot-starter-actuator`依赖。
```xml
<!-- pom.xml -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>

1. 配置Actuator的端点。例如，可以配置management.endpoints.web.exposure.include属性来控制哪些端点可以被访问。

   # application.properties
   management.endpoints.web.exposure.include=health,info

2. 访问Actuator的端点。例如，可以访问/actuator/health和/actuator/info端点来获取应用的健康状态和信息。

   curl http://localhost:8080/actuator/health
   curl http://localhost:8080/actuator/info

创建简单的微服务

微服务的基本概念

微服务是一种架构风格，将一个单一的应用程序拆分成一组小型、独立的微服务，每个微服务运行在自己的进程中，彼此之间通过轻量级的通信协议进行通信。微服务强调独立部署、独立扩展、独立开发、独立维护。

微服务的优势

1. 独立部署：每个微服务都可以独立部署，降低了部署的复杂性。
2. 独立扩展：每个微服务都可以独立扩展，提高了系统的可伸缩性。
3. 独立开发：每个微服务都可以独立开发，提高了开发的效率。
4. 独立维护：每个微服务都可以独立维护，降低了维护的复杂性。
5. 服务重用：微服务可以重用，降低了代码的冗余。

微服务的劣势

1. 开发复杂：微服务的开发需要更多的工具支持，增加了开发的复杂性。
2. 部署复杂：微服务的部署需要更多的工具支持，增加了部署的复杂性。
3. 维护复杂：微服务的维护需要更多的工具支持，增加了维护的复杂性。
4. 服务间通信复杂：微服务之间需要通过通信协议进行通信，增加了服务间通信的复杂性。

微服务的概念实例

一个微服务应用可以分为多个独立的服务，每个服务负责不同的业务逻辑。例如，一个用户服务可以处理用户的注册、登录和信息更新等功能，另一个订单服务可以处理订单的创建、更新和取消等功能。

使用Spring Boot创建RESTful服务

创建RESTful服务的基本步骤

1. 引入spring-boot-starter-web依赖。

   <!-- pom.xml -->
   <dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
   </dependency>

2. 创建Controller类，用于定义RESTful接口。

   
   package com.example.demo;

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, World!";
}
}

3. 运行`DemoApplication`类，启动项目。

### RESTful服务的配置
1. 配置启动端口。
```properties
# application.properties
server.port=8080

1. 配置应用名称。

   # application.properties
   spring.application.name=demo-app

2. 配置服务路径。

   @GetMapping("/api/hello")
   public String hello() {
   return "Hello, World!";
   }

配置微服务的启动参数

配置文件的使用

Spring Boot支持多种配置文件，如application.properties、application.yml、application-{profile}.properties、application-{profile}.yml等。可以通过spring.profiles.active属性来激活不同的配置文件。

配置文件的示例

# application.properties
server.port=8080
spring.application.name=demo-app

# application.yml
server:
  port: 8080
spring:
  application:
    name: demo-app

# application-dev.properties
server.port=8081
spring.application.name=demo-dev-app

# application-dev.yml
server:
  port: 8081
spring:
  application:
    name: demo-dev-app

配置文件的激活

可以通过spring.profiles.active属性来激活不同的配置文件。例如，可以在命令行中使用--spring.profiles.active=dev参数来激活application-dev.properties配置文件。

java -jar -Dspring.profiles.active=dev demo-app.jar

微服务间的通信

服务发现与注册

服务发现与注册是微服务架构中的一个重要环节，用于实现服务之间的发现与注册。服务发现与注册可以实现服务之间的动态发现与注册，提高了系统的可伸缩性。

服务发现与注册的实现方式

1. 服务注册：服务注册是将服务注册到注册中心。注册中心可以是Eureka、Consul、Zookeeper等。
2. 服务发现：服务发现是服务通过注册中心来发现其他服务。服务发现通常使用Service Registry（服务注册中心）来实现。
3. 服务调用：服务调用是服务通过发现的服务来调用服务。服务调用通常使用服务调用者来实现。

服务发现与注册的示例

使用Eureka实现服务发现与注册

1. 引入spring-cloud-starter-netflix-eureka-server和spring-cloud-starter-netflix-eureka-client依赖。

   <!-- pom.xml -->
   <dependency>
   <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
   <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
   </dependency>
   <dependency>
   <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
   <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
   </dependency>

2. 配置Eureka服务注册中心。

   
   package com.example.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;

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

3. 配置Eureka服务注册中心。
```properties
# application.properties
server.port=8761
spring.application.name=eureka-server
eureka.instance.hostname=localhost
eureka.client.register-with-eureka=false
eureka.client.fetch-registry=false
eureka.client.service-url.defaultZone=http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/

1. 配置Eureka服务注册。

   
   package com.example.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;

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

5. 配置Eureka服务注册。
```properties
# application.properties
server.port=8080
spring.application.name=service-provider
eureka.client.service-url.defaultZone=http://localhost:8761/eureka/

使用Spring Cloud Config进行配置管理

Spring Cloud Config是Spring Cloud的配置中心，用于实现配置管理。Spring Cloud Config提供了集中化的配置管理，可以实现配置的动态更新。

Config Server的配置

1. 引入spring-cloud-starter-config依赖。

   <!-- pom.xml -->
   <dependency>
   <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
   <artifactId>spring-cloud-starter-config</artifactId>
   </dependency>

2. 配置Config Server。

   
   package com.example.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.config.server.EnableConfigServer;

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

3. 配置Config Server。
```properties
# application.properties
server.port=8888
spring.application.name=config-server
spring.cloud.config.server.git.uri=https://github.com/username/repo
spring.cloud.config.server.git.clone-uri=https://github.com/username/repo

Config Client的配置

1. 引入spring-cloud-starter-config依赖。

   <!-- pom.xml -->
   <dependency>
   <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
   <artifactId>spring-cloud-starter-config</artifactId>
   </dependency>

2. 配置Config Client。

   
   package com.example.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

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

3. 配置Config Client。
```properties
# bootstrap.properties
spring.application.name=service-provider
spring.cloud.config.uri=http://localhost:8888

实现服务间的调用（Feign、RestTemplate)

使用Feign实现服务调用

1. 引入spring-cloud-starter-openfeign依赖。

   <!-- pom.xml -->
   <dependency>
   <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
   <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
   </dependency>

2. 配置Feign客户端。

   
   package com.example.demo;

import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

@FeignClient("service-provider")
public interface ServiceClient {
@GetMapping("/api/hello")
String hello();
}

### 使用RestTemplate实现服务调用
1. 引入`spring-boot-starter-web`依赖。
```xml
<!-- pom.xml -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

1. 配置RestTemplate。

   
   package com.example.demo;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.web.client.RestTemplateBuilder;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

public class DemoApplication {
@Autowired
private RestTemplateBuilder builder;

@Bean
public RestTemplate restTemplate() {
    return builder.build();
}

}

3. 使用RestTemplate实现服务调用。
```java
package com.example.demo;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@RestController
public class HelloController {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return restTemplate.getForObject("http://localhost:8080/api/hello", String.class);
    }
}

部署与运行Spring Boot微服务

打包Spring Boot应用

打包方式

Spring Boot支持两种打包方式，分别是jar和war。jar打包方式适用于独立运行的应用程序，war打包方式适用于部署到应用服务器的应用程序。

打包步骤

1. 使用Maven或Gradle打包。

使用Maven打包

mvn clean package

1. 打包后的jar文件位于target目录下。

使用Gradle打包

./gradlew bootJar

1. 打包后的jar文件位于build/libs目录下。

打包示例

# Maven打包
mvn clean package

# Gradle打包
./gradlew bootJar

在本地或云平台上部署微服务

在本地部署

1. 启动本地应用服务器。

   java -jar target/demo-app.jar

2. 访问服务。

   curl http://localhost:8080/api/hello

在云平台上部署

1. 将打包后的jar文件上传到云平台。
2. 在云平台上启动应用。
3. 访问服务。

使用Docker容器化微服务

Docker容器化微服务的步骤

1. 创建Dockerfile。

   # Dockerfile
   FROM openjdk:11-jre-slim
   COPY target/demo-app.jar /app/demo-app.jar
   ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app/demo-app.jar"]

2. 构建Docker镜像。

   docker build -t demo-app:latest .

3. 运行Docker容器。

   docker run -p 8080:8080 demo-app:latest

Docker容器化微服务的示例

# Dockerfile
FROM openjdk:11-jre-slim
COPY target/demo-app.jar /app/demo-app.jar
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app/demo-app.jar"]

# 构建Docker镜像
docker build -t demo-app:latest .

# 运行Docker容器
docker run -p 8080:8080 demo-app:latest

通过以上操作，Spring Boot微服务可以被快速搭建、开发、部署和监控。微服务架构的优势也使得Spring Boot微服务更加灵活、可伸缩和可维护。