一、Why
Spring Boot 在傳統(tǒng) Spring 框架的基礎(chǔ)上做了創(chuàng)新和優(yōu)化，將開(kāi)發(fā)人員從以往煩瑣的配置工作中解放出來(lái)，并提供了大量即插即用的集成化組件，從而解決了各種組件之間復(fù)雜的整合過(guò)程，大大提高了開(kāi)發(fā)效率，降低了維護(hù)成本。
比如， 原本使用的是 Spring MVC 框架， 在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，除了需要編寫(xiě)一大堆配置文件、針對(duì)每個(gè)層次引入專(zhuān)門(mén)的開(kāi)發(fā)組件外，還需要獨(dú)立部署和管理應(yīng)用服務(wù)器。最后，為了對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)控，還需要引入一些并不好用的外部框架。
而使用了 Spring Boot 框架，因?yàn)樗苯咏鉀Q了使配置 、 編程 、 部署 、 監(jiān)控 ，好用、簡(jiǎn)單又高效。
越來(lái)越強(qiáng)大的 Spring Boot 儼然是 Java EE 領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)框架了。熟練掌握 Spring Boot 中的各項(xiàng)技術(shù)組件，并能夠在一定程度上掌握其內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制，是從事 Java 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的基本要求，也是學(xué)習(xí) Spring Cloud 等微服務(wù)開(kāi)發(fā)框架的基礎(chǔ)。
二、Spring 家族技術(shù)生態(tài)全景圖
Spring 框架自 2003 年由 Rod Johnson 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)以來(lái)，經(jīng)歷了多個(gè)重大版本的發(fā)展和演進(jìn)，已經(jīng)形成了一個(gè)龐大的家族式技術(shù)生態(tài)圈。目前，Spring 已經(jīng)是 Java EE 領(lǐng)域最流行的開(kāi)發(fā)框架，在全球各大企業(yè)中都得到了廣泛應(yīng)用。
讓我們先來(lái)看一下 Spring 家族技術(shù)生態(tài)的全景圖。
訪問(wèn) 下Spring 的官方網(wǎng)站 https://spring.io/
從圖中可以看到，這里羅列了 Spring 框架的七大核心技術(shù)體系，分別是微服務(wù)架構(gòu)、響應(yīng)式編程、云原生、Web 應(yīng)用、Serverless 架構(gòu)、事件驅(qū)動(dòng)以及批處理
這些技術(shù)體系各自獨(dú)立但也有一定交集，例如微服務(wù)架構(gòu)往往會(huì)與基于 Spring Cloud 的云原生技術(shù)結(jié)合在一起使用，而微服務(wù)架構(gòu)的構(gòu)建過(guò)程也需要依賴(lài)于能夠提供 RESTful 風(fēng)格的 Web 應(yīng)用程序等。
另一方面，在具備特定的技術(shù)特點(diǎn)之外，這些技術(shù)體系也各有其應(yīng)用場(chǎng)景。
舉個(gè)例子
- 如果我們想要實(shí)現(xiàn)日常報(bào)表等輕量級(jí)的批處理任務(wù)，而又不想引入 Hadoop 這套龐大的離線(xiàn)處理平臺(tái)時(shí)，使用基于 Spring Batch 的批處理框架是一個(gè)不錯(cuò)的選擇
- 如果想要實(shí)現(xiàn)與 Kafka、RabbitMQ 等各種主流消息中間件之間的集成，屏蔽這些中間件在使用上的差別，那么使用基于 Spring Cloud Stream 的事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)對(duì)外提供了統(tǒng)一的 API， 屏蔽了內(nèi)部各個(gè)中間件在實(shí)現(xiàn)上的差異性。
在日常開(kāi)發(fā)過(guò)程中，如果構(gòu)建單塊 Web 服務(wù)，可以采用 Spring Boot。如果想要開(kāi)發(fā)微服務(wù)架構(gòu)，那么就需要使用基于 Spring Boot 的 Spring Cloud，而 Spring Cloud 同樣內(nèi)置了基于 Spring Cloud Stream 的事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)。
同時(shí)， 特別強(qiáng)調(diào)的是響應(yīng)式編程技術(shù)。響應(yīng)式編程是 Spring 5 引入的最大創(chuàng)新，代表了一種系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方向。因此，我們也將從 Spring Boot、Spring Cloud 以及 Spring 響應(yīng)式編程這三個(gè)技術(shù)體系進(jìn)行切入，看看 Spring 具體能夠?yàn)槲覀兘鉀Q開(kāi)發(fā)過(guò)程中的哪些問(wèn)題。
三、Spring Framework 的整體架構(gòu)
當(dāng)然，所有我們現(xiàn)在能看到的 Spring 家族技術(shù)體系都是在 Spring Framework 基礎(chǔ)上逐步演進(jìn)而來(lái)的。在介紹上述技術(shù)體系之前，我們先簡(jiǎn)單了解下 Spring Framework 的整體架構(gòu)，如下圖所示：
【4.x】
四、Spring Boot 與 Web 應(yīng)用程序
Spring Boot 構(gòu)建在 Spring Framework 基礎(chǔ)之上，是新一代的 Web 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)框架。
我們可以通過(guò)下面這張圖來(lái)了解 Spring Boot 的全貌：
通過(guò)瀏覽 Spring 的官方網(wǎng)站，我們可以看到 Spring Boot 已經(jīng)成為 Spring 中頂級(jí)的子項(xiàng)目。自 2014 年 4 月發(fā)布 1.0.0 版本以來(lái)，Spring Boot 儼然已經(jīng)發(fā)展為 Java EE 領(lǐng)域開(kāi)發(fā) Web 應(yīng)用程序的首選框架。
先來(lái)感受一下使用 Spring Boot 開(kāi)發(fā)一個(gè) RESTful風(fēng)格 的 HTTP 端點(diǎn)所需要做的編碼工作，如下所示：
@SpringBootApplication
@RestController
public class DemoApplication {
@GetMapping("/helloworld")
public String hello() {
return "Hello World!";
}
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
}
}
一個(gè)經(jīng)典的“Hello World”程序，而且使用 Spring Boot 來(lái)構(gòu)建這樣一個(gè)支持 RESTful 風(fēng)格的 Web 應(yīng)用程序只需要幾秒鐘。
一旦創(chuàng)建了一個(gè) Spring Boot 應(yīng)用程序，并添加類(lèi)似上面的 DemoApplication 類(lèi)，我們就可以啟動(dòng) Spring Boot 內(nèi)置的 Web 服務(wù)器并監(jiān)聽(tīng) 8080 端口，剩余的一切工作 Spring Boot 都幫你自動(dòng)完成了。
五、支持運(yùn)行期內(nèi)嵌容器(傳統(tǒng) Web 容器& 非阻塞式容器)
Spring Boot 具備了傳統(tǒng) Spring 框架所不具備的功能特性，即支持運(yùn)行期內(nèi)嵌容器（包含 Tomcat、Jetty 等支持 Servlet 規(guī)范的多款傳統(tǒng) Web 容器）。
在最新的 Spring Boot 2.X 版本中，還提供了對(duì) Netty 以及集成 Servlet 3.1+ 的非阻塞式容器的支持?；谶\(yùn)行期內(nèi)嵌容器機(jī)制。
開(kāi)發(fā)人員想要啟動(dòng)Web 服務(wù)只需要使用一行 java –jar 命令就可以了。
六、自動(dòng)配置
我們還發(fā)現(xiàn) Spring Boot 的核心功能就是自動(dòng)配置。
我們可以看到 Spring Boot 并沒(méi)有像以前使用 Spring MVC 一樣需要指定一大堆關(guān)于 HTTP 請(qǐng)求和響應(yīng)的 XML 配置。
事實(shí)上，Spring Boot 的運(yùn)行過(guò)程同樣還是依賴(lài)于 Spring MVC，但是它把原本需要開(kāi)發(fā)人員指定的各種配置項(xiàng)設(shè)置了默認(rèn)值，并內(nèi)置在了運(yùn)行時(shí)環(huán)境中，例如默認(rèn)的服務(wù)器端口就是 8080，如果我們不需要對(duì)這些配置項(xiàng)有定制化需求，就可以不做任何的處理，采用既定的開(kāi)發(fā)約定即可。這就是 Spring Boot 所倡導(dǎo)的約定優(yōu)于配置（Convention over Configuration）設(shè)計(jì)理念。
七、內(nèi)置的監(jiān)控機(jī)制
另外，相較傳統(tǒng)的 Spring 框架，Spring Boot 的一大亮點(diǎn)是引入了內(nèi)置的監(jiān)控機(jī)制，這是通過(guò) Actuator 組件（常見(jiàn)的包括內(nèi)存信息、JVM 信息、垃圾回收信息等）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。基于 Actuator 組件，一方面我們可以查看包含自動(dòng)配置在內(nèi)的應(yīng)用程序詳細(xì)信息，另一方面可以實(shí)時(shí)監(jiān)控該應(yīng)用程序的運(yùn)行時(shí)健康狀態(tài)。
可以看到，Spring Boot 的上述功能實(shí)際上從多個(gè)維度簡(jiǎn)化了 Web 應(yīng)用程序的開(kāi)關(guān)過(guò)程，這些維度包含編碼、配置、部署和監(jiān)控等。
八、Spring Cloud (Netflix)與微服務(wù)架構(gòu)
Spring Cloud 構(gòu)建在 Spring Boot 基礎(chǔ)之上，它的整體架構(gòu)圖如下所示：
技術(shù)組件的完備性是 Spring Cloud 框架的主要優(yōu)勢(shì)，它集成了業(yè)界一大批知名的微服務(wù)開(kāi)發(fā)組件。Spring Cloud 的核心組件如下圖所示
可以看到，基于 Spring Boot 的開(kāi)發(fā)便利性，Spring Cloud 巧妙地簡(jiǎn)化了微服務(wù)系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的開(kāi)發(fā)過(guò)程，Spring Cloud 包含上圖中所展示的服務(wù)發(fā)現(xiàn)注冊(cè)、API 網(wǎng)關(guān)、配置中心、消息總線(xiàn)、負(fù)載均衡、熔斷器、數(shù)據(jù)監(jiān)控等
九、Spring 5 與響應(yīng)式編程
隨著 Spring 5 的正式發(fā)布，我們迎來(lái)了響應(yīng)式編程（Reactive Programming）的全新發(fā)展時(shí)期。Spring 5 中內(nèi)嵌了與數(shù)據(jù)管理相關(guān)的響應(yīng)式數(shù)據(jù)訪問(wèn)、與系統(tǒng)集成相關(guān)的響應(yīng)式消息通信以及與 Web 服務(wù)相關(guān)的響應(yīng)式 Web 框架等多種響應(yīng)式組件，從而極大地簡(jiǎn)化了響應(yīng)式應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程和開(kāi)發(fā)難度。
下圖展示了響應(yīng)式編程的技術(shù)棧與傳統(tǒng)的 Servlet 技術(shù)棧之間的對(duì)比：
從上圖可以看到，上圖左側(cè)為基于 Spring WebFlux 的技術(shù)棧，右側(cè)為基于 Spring MVC 的技術(shù)棧。我們知道傳統(tǒng)的 Spring MVC 構(gòu)建在 Java EE 的 Servlet 標(biāo)準(zhǔn)之上，該標(biāo)準(zhǔn)本身就是阻塞式和同步的，而 Spring WebFlux 基于響應(yīng)式流，因此可以用來(lái)構(gòu)建異步非阻塞的服務(wù)。
在 Spring 5 中，選取了 Project Reactor 作為響應(yīng)式流的實(shí)現(xiàn)庫(kù)。由于響應(yīng)式編程的特性，Spring WebFlux 和 Project Reactor 的運(yùn)行需要依賴(lài)于諸如 Netty 和 Undertow 等支持異步機(jī)制的容器。同時(shí)我們也可以選擇使用較新版本的 Tomcat 和 Jetty 作為運(yùn)行環(huán)境，因?yàn)樗鼈冎С之惒?I/O 的 Servlet 3.1。
下圖更加明顯地展示了 Spring MVC 和 Spring WebFlux 之間的區(qū)別和聯(lián)系：
在基于 Spring Boot 以及 Spring Cloud 的應(yīng)用程序中，Spring WebFlux 和 Spring MVC 可以混合進(jìn)行使用。
十、小結(jié)
我們主要圍繞 Spring Boot 框架展開(kāi)討論，分別從配置體系、數(shù)據(jù)訪問(wèn)、Web 服務(wù)、消息通信、系統(tǒng)安全、系統(tǒng)監(jiān)控、應(yīng)用測(cè)試等維度對(duì)該框架進(jìn)行深入的剖析，所采用的版本為 2.2.X 版。
系統(tǒng)分析了 Spring 家族的技術(shù)生態(tài)，并重點(diǎn)介紹了 Spring Boot、Spring Cloud 和 Spring 響應(yīng)式編程這三大技術(shù)體系。從技術(shù)演進(jìn)的過(guò)程和趨勢(shì)而言，這些工具和框架的出現(xiàn)有其必然性。Spring Boot 是對(duì)傳統(tǒng) Spring MVC 的改進(jìn)，Spring Cloud 基于 Spring Boot 構(gòu)建微服務(wù)架構(gòu)，而響應(yīng)式編程則代表未來(lái)技術(shù)的發(fā)展方向。
到此這篇關(guān)于Java Spring家族的技術(shù)體系的文章就介紹到這了，想要了解更多相關(guān) Spring 家族的內(nèi)容請(qǐng)搜索W3Cschool以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，也希望大家以后多多支持！
