Spring MVC 到 Spring Boot 的簡化之路

背景

從Servlet技術到Spring和Spring MVC，開發Web應用變得越來越簡捷。但是Spring和Spring MVC的眾多配置有時卻讓人望而卻步，相信有過Spring MVC開發經驗的朋友能深刻體會到這一痛苦。因為即使是開發一個Hello-World的Web應用，都需要我們在pom檔案中匯入各種依賴，編寫web.xml、spring.xml、springmvc.xml配置檔案等。特別是需要匯入大量的jar包依賴時，我們需要在網上查詢各種jar包資源，各個jar間可能存在著各種依賴關係，這時候又得下載其依賴的jar包，有時候jar包間還存在著嚴格的版本要求，，所以當我們只是想開發一個Hello-World的超簡單的Web應用時，卻把極大部分的時間在花在了編寫配置檔案和匯入jar包依賴上，極大地影響了我們的開發效率。所以為了簡化Spring繁雜的配置，Spring Boot應運而生。正如Spring Boot的名稱一樣，一鍵啟動，Spring Boot提供了自動配置功能，為我們提供了開箱即用的功能，使我們將重心放在業務邏輯的開發上。那麼Spring Boot又是怎麼簡化Spring MVC的呢？Spring Boot和Spring、Spring MVC間又是怎樣的關係呢？Spring Boot又有什麼新特點呢？接下來，讓我們走進Spring MVC 到Spring Boot的簡化之路，或許你就能找到這些答案。

Spring vs Spring MVC vs Spring Boot

• Spring Boot和Spring、Spring MVC不是競爭關係，Spring Boot使我們更加容易使用Spring和Spring MVC

Spring FrameWork

• Spring FrameWork解決的核心問題是什麼 Spring框架的最重要特性是依賴注入，所有的Spring模組的核心都是依賴注入（DI）或控制反轉（IOC）。為什麼很重要呢，因為當我們使用DI或IOC時，我們可以使應用得到解耦。我們來看一個簡單的例子：

沒有依賴注入的例子：

@RestController
public class WelcomeController {

    private WelcomeService service = new WelcomeService();

	@RequestMapping("/welcome")
	public String welcome() {
		return service.retrieveWelcomeMessage();
	}
}

WelcomeService service = new WelcomeService(); 意味著WelcomeController類與WelcomeService類緊密結合在一起，耦合度高。
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使用依賴注入的例子：

@Component
public class WelcomeService {
    //Bla Bla Bla
}

@RestController
public class WelcomeController {

    @Autowired
    private WelcomeService service;

	@RequestMapping("/welcome")
	public String welcome() {
		return service.retrieveWelcomeMessage();
	}
}

依賴注入使世界看起來更簡單，我們讓Spring 框架做了辛勤的工作：
@Component：我們告訴Spring框架-嘿，這是一個你需要管理的bean
@Autowired：我們告訴Spring框架-嘿，找到這個特定型別的正確匹配並自動裝入它
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Spring 還能解決什麼問題

1. 重複程式碼
Spring框架停止了依賴注入（DI）嗎？沒有，它在依賴注入（DI）的核心概念上開發了許多Spring模組：

• Spring JDBC
• Spring MVC
• Spring AOP
• Spring ORM
• Spring Test
• ...
  考慮一下Spring JDBC，這些模組帶來了新功能嗎？並沒有，我們完全可以使用Java程式碼完成這些工作。那麼，它們給我們帶來了什麼？它們帶來了簡單的抽象，這些簡單抽象的目的是：
  

1. 減少樣板程式碼/減少重複
2. 促進解耦/增加單元可測性 例如：與傳統的JDBC相比，我們使用Spring JDBC需要編寫的程式碼減少了許多。

2. 與其他框架良好的整合
Spring框架並不嘗試去解決已經解決了的問題，它所做的一切就是提供與提供出色解決方案的框架的完美整合。

• Hibernate
• IBatis
• JUnit
• ...

Spring MVC

• Spring MVC框架解決的核心問題是什麼 Spring MVC框架提供了開發Web應用的分離方式。通過DispatcherServlet、ModelAndView、View Resolver等簡單概念，是Web應用開發變得更加簡單。

為什麼需要Spring Boot

基於Spring的應用程式有很多配置。當我們使用Spring MVC時，我們需要配置元件掃描，排程器servlet，檢視解析器等：

檢視解析器配置：
  <bean
        class="org.springframework.web.servlet.view.InternalResourceViewResolver">
        <property name="prefix">
            <value>/WEB-INF/views/</value>
        </property>
        <property name="suffix">
            <value>.jsp</value>
        </property>
  </bean>
  
  <mvc:resources mapping="/webjars/**" location="/webjars/"/>
  
  前端排程器的典型配置：
  <servlet>
        <servlet-name>dispatcher</servlet-name>
        <servlet-class>
            org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet
        </servlet-class>
        <init-param>
            <param-name>contextConfigLocation</param-name>
            <param-value>/WEB-INF/todo-servlet.xml</param-value>
        </init-param>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>

    <servlet-mapping>
        <servlet-name>dispatcher</servlet-name>
        <url-pattern>/</url-pattern>
    </servlet-mapping>
    
當我們使用Hibernate / JPA時，我們需要配置一個資料來源，一個實體管理器工廠，一個事務管理器以及許多其他事物：
    <bean id="dataSource" class="com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource"
        destroy-method="close">
        <property name="driverClass" value="${db.driver}" />
        <property name="jdbcUrl" value="${db.url}" />
        <property name="user" value="${db.username}" />
        <property name="password" value="${db.password}" />
    </bean>

    <jdbc:initialize-database data-source="dataSource">
        <jdbc:script location="classpath:config/schema.sql" />
        <jdbc:script location="classpath:config/data.sql" />
    </jdbc:initialize-database>

    <bean
        class="org.springframework.orm.jpa.LocalContainerEntityManagerFactoryBean"
        id="entityManagerFactory">
        <property name="persistenceUnitName" value="hsql_pu" />
        <property name="dataSource" ref="dataSource" />
    </bean>

    <bean id="transactionManager" class="org.springframework.orm.jpa.JpaTransactionManager">
        <property name="entityManagerFactory" ref="entityManagerFactory" />
        <property name="dataSource" ref="dataSource" />
    </bean>

    <tx:annotation-driven transaction-manager="transactionManager"/>
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Spring Boot解決的問題

1. Spring Boot 自動配置
Spring引入了新的思維過程：我們可以變得更加智慧些嗎？當一個spring mvc jar包被新增到應用程式時，我們是否可以自動配置一些bean？

1. 當Hibernate jar包在類路徑時，自動配置資料來源怎樣？
2. 當Spring MVC jar包在類路徑時，自動配置Dispatcher Servlet怎樣？

• Spring Boot檢視ClASSPATH上對於本應用程式需要編寫配置的框架，基於這些，Spring Boot提供了這些框架的基本配置-這就是自動配置。

2. Spring Boot Starter Projects
假設我們想開發一個Web應用程式。首先，我們需要確定我們想要使用的框架，使用哪個版本的框架以及如何將它們連線在一起。所有Web應用程式都有類似的需求 下面列出的是我們在Spring MVC中使用的一些依賴關係。這些包括Spring MVC，Jackson Databind（用於資料繫結），Hibernate-Validator（用於使用Java驗證API的伺服器端驗證）和Log4j（用於日誌記錄）。在建立時，我們必須選擇所有這些框架的相容版本：

<dependency>
   <groupId>org.springframework</groupId>
   <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
   <version>4.2.2.RELEASE</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
    <artifactId>jackson-databind</artifactId>
    <version>2.5.3</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.hibernate</groupId>
    <artifactId>hibernate-validator</artifactId>
    <version>5.0.2.Final</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>log4j</groupId>
    <artifactId>log4j</artifactId>
    <version>1.2.17</version>
</dependency>
    
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• 什麼是Starter

Starter是一套方便的依賴描述符，可以包含在應用程式中。
你可以獲得所需的所有Spring及相關技術的一站式服務，而無需搜尋示例程式碼並複製依賴描述符的貼上負載。
例如，如果你想開始使用Spring和JPA來訪問資料庫，只需在你的專案中包含spring-boot-starter-data-jpa依賴項就好。
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我們來看Starter的一個示例 - Spring-Boot-Starter-Web

Spring-Boot-Starter-Web依賴：
<dependency>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
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以下螢幕截圖顯示了新增到我們的應用程式中的不同依賴關係：

任何典型的Web應用程式都會使用所有這些依賴項.Spring Boot Starter Web預先打包了這些。作為開發人員，我們不需要擔心這些依賴關係或相容版本。

3. Spring Boot Starter專案選項
正如Spring Boot Starter Web一樣，Starter專案幫助我們快速入門開發特定型別的應用程式：

• spring-boot-starter-web-services - SOAP Web服務
• spring-boot-starter-web - Web和RESTful應用程式
• spring-boot-starter-test - 單元測試和整合測試
• spring-boot-starter-data-jpa - 帶有Hibernate的Spring Data JPA
• spring-boot-starter-cache - 啟用Spring Framework的快取支援
• ...

什麼是Spring Boot 自動配置

前面已經初步介紹過，在這裡詳細介紹一下。
當我們啟動Spring Boot應用程式時，我們可以在日誌中看到一些重要的訊息。

Mapping servlet: 'dispatcherServlet' to [/]

Mapped "{[/error]}" onto public org.springframework.http.ResponseEntity<java.util.Map<java.lang.String, java.lang.Object>> org.springframework.boot.autoconfigure.web.BasicErrorController.error(javax.servlet.http.HttpServletRequest)

Mapped URL path [/webjars/**] onto handler of type [class org.springframework.web.servlet.resource.ResourceHttpRequestHandler]

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上面的日誌語句顯示了Spring Boot Auto Configuration的行為。
一當我們在應用中新增了Spring Boot Starter Web依賴，Spring Boot AutoConfiguration就會發現Spring MVC在類路徑下，它會自動配置dispatcherServlet，一個預設的錯誤頁面和webjars。
如果你新增了Spring Boot DataJPA Starter依賴，Spring Boot AutoConfiguration會自動配置資料來源（datasource）和實體管理器（Entity Manager）

Spring Boot Auto Configuration在哪裡實現

所有的自動配置邏輯都在spring-boot-autoconfigure.jar中實現。mvc、data和其他框架的所有自動配置邏輯都存在與一個jar包中。

spring-boot-autoconfigure.jar中重要的檔案是/META-INF/spring.factories，該檔案；列出了在EnableAutoConfiguration key下啟動的所有自動配置類。下面列出一些重要的配置類：

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
org.springframework.boot.autoconfigure.aop.AopAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.MessageSourceAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.PropertyPlaceholderAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jackson.JacksonAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.JdbcTemplateAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.JndiDataSourceAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.XADataSourceAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.security.SecurityAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.security.SecurityFilterAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.DispatcherServletAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.EmbeddedServletContainerAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.ErrorMvcAutoConfiguration,\
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檢視自動配置

開啟除錯日誌
在application.properties開啟除錯日誌：

logging.level.org.springframework: DEBUG
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當啟動程式時，會列印自動配置日誌資訊

總結

Spring Boot的出現本身就是為了減低Web開發的門檻，使開發人員能夠專注於業務開發，而不需浪費時間在業務開發之外，至此Spring MVC到Spring Boot的簡化之路到此結束。