1 Spring Boot 簡介
1.1 Spring Boot 概述
現在軟件市場已經形成一定的規模，系統架構的復雜度也越來越高（例如有單體架構，分布式架構，微服務架構）。軟件的整個架構體系正在發生很大變化，在這種變化中，企業現在更注重技術的開箱即用，更注重技術在生態圈中的深度融合，更注重輕量級的運維。由此spring boot誕生。

說明:學技術一定要了解技術發展史，并對技術的發展有一定的前瞻性。
1.2 Spring Boot 核心特性
Spring boot是一個腳手架，構建于Spring框架(Framework)基礎之上，基于快速構建理念，提供了自動配置功能，可實現其開箱即用特性（創建完一個基本的項目以后，可零配置或者少量配置即可運行我們的項目），其核心主要有如下幾個方面：
起步依賴(Starter Dependency)-項目創建時底層幫你關聯依賴。
自動配置(Auto Configuration)。
健康檢查(Actator)-監控。
其中，Spring Boot官方地址為https://spring.io/projects/spring-boot。

2 Spring Boot 環境配置
2.1 準備工作
工具下載
下載JDK1.8，并進行環境變量配置(假如已有則無需再次下載和配置)。
下載最新maven(例如apache-maven-3.6.3,網址http://maven.apache.org/)并解壓。
下載sts最新版(例如sts-4.4.5.RELEASE,網址https://spring.io/tools)并解壓（新版本下載下來時一個.jar文件，需要在jar文件所在的目錄中，以命令行方式執行java -jar 下載的文件名的方式進行解壓，如圖-1所示（需要首先啟動系統自帶的命令行客戶端，然后切換到軟件所在目錄，cd指令為切換目錄的意思）。

工作區準備：定義新的工作區(要求沒有中文目錄)，例如d:/TCGBIII/WORKSPACE。
建議：將下載的所有文件存儲到同一目錄并解壓，例如d:/TCGBIII/TOOLS目錄。要求目錄不要有中文，也不要有特殊符號（例如&等）。

2.2 Maven基本配置
打開maven中的setting.xml文件，并對其如下選項進行配置。
配置maven本地庫(從maven遠程服務器下載的資源存儲到的位置)
${user.home}/.m5/repository
配置maven私服(配置到mirrors標簽內部)。

aliyun aliyun for maven * https://maven.aliyun.com/repository/public

配置maven中的profile（配置到profiles標簽內部）,設置JDK編譯和運行版本。

jdk-1.8 true 1.8

2.3 STS整合maven配置
啟動STS工具(特殊的eclipse,添加了spring開發插件)，如圖-2所示

Maven Installations配置， 如圖-3所示：

Maven User Settings配置，如圖-4所示：

項目工作區編碼設置，如圖-5所示

2.4 STS工具使用基本優化(可選)
禁用拼寫檢查，取消圖-6所示的拼寫檢查選項。

取消圖-7所示的連接選項配置。


修改STS工具內存配置，打開SpringToolSuite4.ini文件，修改堆大小，如圖-9所示：

3 Spring Boot 快速入門
3.1 項目創建及結構分析
打開STS 集成開發工具，創建spring boot項目，其具體步驟如下：
第一步：打開項目新建窗口（快捷鍵ctrl+n）, 搜索spring，選擇spring starter 項目。如圖-10所示：



在圖-12中點擊finish之后，項目便開始從maven配置中指定的私服服務器（例如阿里云的maven服務器）去下載起步依賴(SpringBoot項目中默認指定了項目啟動時需要的一些jar包依賴)，這個過程可能會比較耗時（網絡最好不要用手機網絡，會導致很多資源下載不下來），假如指定版本的springboot項目以前創建過，它會默認先從本地庫查找，假如本地庫沒有，則從遠程庫去下載。
項目創建成功以后，其包視圖(Package Explorer)結構，如圖-13所示：

其中,在圖-13呈現的CGB-SBOOT-01項目結構中，所有的類和配置文件都是創建好項目以后，由STS工具幫我們自動創建的。(假如你是普通的maven項目,這些類還有配置文件需要我們自己手動創建)
3.2 項目啟動過程分析（了解）
找到項目的入口類（使用了@SpringBootApplication注解描述），然后運行啟動類，檢測啟動過程，SpringBoot在啟動時，控制臺會出現如圖-14標識：

![在這里插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200912124056316.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FidTEyMTY=,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
項目啟動時發生了什么呢？我在這里畫了張圖幫大家進行一下分析，如圖-15所示：

SpringBoot 項目在啟動時，首先基于啟動入口類上的注解描述，進行自動配置并掃描指定包以及子包中的類進行加載，然后檢測類上是否有Spring框架中指定的注解描述（例如@Component,@Controller,@Service等）。假如有，則將類交給Spring框架中的BeanFactory工廠接口的實現類對象，此工廠對象會基于反射創建Bean的實例，假如此Bean指定了生命周期方法，還會調用生命周期方法。當實例創建以后，Spring框架還會基于類的作用域描述，將實例存儲到不同作用域的容器中。以實現Bean對象的科學應用。
3.3 項目業務初步實現及測試
業務實現：
基于SpringBoot腳手架（或者架子工），通過Spring框架進行Bean對象的管理實現。

第一步：創建一個DefaultCache類,存儲到src/main/java目錄,然后交給spring管理。

package com.cy.pj.common.cache;
@Component

public class DefaultCache {}

其中，@Component是Spring中用于描述Bean類的一個注解。用于告訴Spring這個類的實例由Spring創建，當此對象由Spring創建和管理時，默認會將對象存儲到池（Bean池）中。

第二步：添加sringboot 測試類，進行bean的獲取及測試，要放在src/test/java目錄
中：
package com.cy.pj.common.cache;
@SpringBootTest
public class DefaultCacheTests {// is a Object
@Autowired
private DefaultCache defaultCache;//has a
@Test
public void testCache() {
//use a system
System.out.println(defaultCache);
}
}

其中:
@SpringBootTest 注解用于告訴spring框架,此測試類交給spring管理。
@Autowired注解描述屬性時，用于告訴spring框架要為此屬性注入一個值？（至于注入規則，后面課程慢慢加強）
第三步：代碼設計及運行分析，如圖-16所示：

在圖-16中描述了DefaultCacheTests類與DefaultCache類的關系，這兩個類通過指定注解（@SpringBootTest,@Component）進行了描述，其意圖是告訴spring框架這個兩個類的實例的創建由Spring負責，并且由Spring框架基于@Autowired注解的描述完成DefaultCacheTests實例中有關DefaultCache類型的值的注入(DI)。

第四步：為對象設計作用域，設置延遲加載，設置生命周期方法(了解)。
在Spring框架中，Spring為由它創建和管理的對象，設計了一些特性，例如作用域，延遲加載，生命周期方法等，基于這些特性實現對Bean對象的管理。
package com.cy.pj.common.pool;
@Component

@Scope(“singleton”)
@Lazy

public class ObjectPool {
public ObjectPool() {
System.out.println(“ObjectPool()”);
}
@PostConstruct
public void init() {
System.out.println(“init()”);
}
@PreDestroy
public void destory() {
System.out.println(“destory”);
}
}
其中:
@Lazy注解用于描述類,其目的是告訴spring框架此類支持延遲加載，通常會配合單例作用域使用。
@Scope 是Spring中用于定義Bean對象作用域的一個注解,其常用的值有
singleton（整個內存有一份Bean實例,此實例何時創建與類的延遲加載特性配置有關，此實例創建以后，生命周期會由spring框架管理）,prototype(每次獲取都會創建新實例，此實例會在需要時創建與lazy特性無關，這個實例創建以后，不會交給spring管理，spring可以對其初始化，但不負責銷毀。)等。
@PostConstruct 注解用于描述bean對象生命周期方法中的初始化方法，此方法會在對象的構造方法之后執行(是對象創建以后的初始化)。
@PreDestroy 注解用于描述Bean對象生命周期方法中的銷毀方法，此方法會在對象銷毀之前執行（當作用域為prototype時，此方法不會執行）。

第五步：通過測試類測試作用域，延遲加載，生命周期方法。
package com.cy.pj.common.cache;
@SpringBootTest
public class ObjectPoolTests {
@Autowired
private ObjectPool objectPool;
@Test
public void testObjectPool() {
//???
}
}

通過對上面小節的學習，能說說Spring框架管理Bean對象有什么優勢嗎？(面試)

Spring 是一個資源整合框架（Framework）,通過spring可將很多資源(自己寫的對象或第三方提供的對象，例如連接池等)整合在一起,然后進行科學應用，以便更好的對外提供服務。如圖-17所示：

在圖-17中，Spring框架可以為由它管理的對象（Bean）提供懶加載策略（對象暫時用不到，則無需加載和實例化），作用域（例如singleton-頻繁用時可以考慮內存中只有一份,prototype-使用次數少時可以用時創建，不用時銷毀），生命周期方法（更好實現對象的初始化和資源銷毀），以實現對象對系統資源的有效使用。同時Spring框架還可以基于用戶設計管理對象與對象的依賴關系，以降低對象與對象之間的直接耦合，提高程序的可維護性和可擴展性。

3.4 項目業務增強實現及測試
假如一個接口的實現類的對象有多個，并且這些對象都交給了Spring管理，那么假如
另外一個類，現在依賴于這個接口，那么Spring如何為接口引入注入值？
第一步:定義業務Cache接口.
package com.cy.pj.common.cache;
public interface Cache {

}
第二步:定義WeakCache實現Cache接口.

第三步:package com.cy.pj.common.cache;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component

public class WeakCache implements Cache{

}
創建或修改SoftCache,讓此類也實現Cache接口,關鍵代碼如下:
package com.cy.pj.common.cache;

@Component
public class SoftCache implements Cache{
…
}

第四步:單元測試類

package com.cy.pj.common.cache;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
@SpringBootTest

public class CacheTests {
@Autowired
@Qualifier(“softCache”)
private Cache cache;

@Test
public void testCache() {
	System.out.println(cache);
}

}

業務測試運行原理分析，如圖-18所示：

思考:
@Autowired注解應用規則?
@Qualifier注解的作用是什么?

@Autowired由spring框架定義，用于描述類中屬性或相關方法(例如構造方法)。Spring框架在項目運行時假如發現由他管理的Bean對象中有使用@Autowired注解描述的屬性或方法，可以按照指定規則為屬性賦值(DI)。其基本規則是：首先要檢測容器中是否有與屬性或方法參數類型相匹配的對象，假如有并且只有一個則直接注入。其次，假如檢測到有多個，還會按照@Autowired描述的屬性或方法參數名查找是否有名字匹配的對象，有則直接注入，沒有則拋出異常。最后，假如我們有明確要求，必須要注入類型為指定類型，名字為指定名字的對象還可以使用@Qualifier注解對其屬性或參數進行描述(此注解必須配合@Autowired注解使用)。具體過程可參考圖-18的設計進行自行嘗試和實踐。
4 Spring Boot 小節總結
4.1 重難點分析
Spring boot 是什么? (框架,也可以看成是框架腳手架，做了架子工要做的事情-搭建項目基礎骨架的工作人員)
Spring boot 核心優勢？(啟動依賴,自動配置-開箱即用,健康檢查-系統監控）
Spring boot 項目的創建方式?( https://start.spring.io)
Spring boot項目啟動時，Bean的初始化過程是怎樣的？(查找，加載，讀和存儲配置，創建和存儲實例對象)
Spring boot 項目啟動時，Bean對象的依賴注入過程是怎樣的？(標記，查找，注入)
Spring 框架中的Bean對象有什么特性？(延遲加載，作用域，生命周期方法)
Spring 框架中單例(singleton)作用域對象特點，應用場景(頻繁用)？
Spring 框架中多例(prototype)作用域對象特點，應用場景(稀少用)？
4.2 FAQ分析
Maven工具(項目構建工具)從哪里下載?(maven.apache.org)
STS(集成了spring插件的eclipse)工具從哪里下載?(spring.io/tools)
STS新版本怎么安裝?(例如STS4.5.0的安裝可使用:java -jar xxx.jar)
創建spring starter 項目時pom.xml文件錯誤？(maven私服，本地庫,maven update,網絡)
Spring Boot項目中支持的配置文件后綴有哪些?(.properties,.yml)
SpringBoot 啟動類的包掃描位置？(啟動類所在包以及子包)
SpringBoot項目中可以有多個啟動類嗎？(不可以)
如何理解Spring框架?(資源整合框架,科學應用對象-資源,低耦合)
Spring管理bean對象時有什么優勢？（為bean賦予了更加高級的特性，懶加載，單例作用域，生命周期方法）
Spring 框架中@Autowire注解描述屬性時，依賴注入的規則是怎樣的?
Spring 框架學習過程中學到了什么思想？(IOC,DI,池,低耦合,…)
Spring容器中bean名字不同,但類型相同的單例作用域配置可以有多個實例嗎?

4.3 BUG分析
Maven項目的setting文件配置錯誤，如圖-19所示：

問題分析:檢查maven目錄中的settings.xml的標簽語法配置是否正確.

創建項目時網絡連接超時，如圖-20所示：

問題分析:
1)域名解析問題(與當地的域名服務器有關)
2)網絡阻塞問題(帶寬有限,單同時的請求數量比較多)
3)服務器線程有限(例如tomcat端線程數量配置的相對較少)
Maven項目的pom.xml文件報錯，如圖-21所示：

問題分析：
檢查網絡配置（是否網絡暢通，不能手機網絡）
檢測maven配置是否正確（嚴格按文檔配置執行）。
右鍵項目maven update 強制更新。
更換maven私服倉庫(選文檔中的)
空指針異常（NullPointerException-NPE）,如圖-22所示：

問題分析：分析錯誤描述，找到自己寫的類指定行號位置，看看哪個對象在進行方法調用，調用方法的對象有沒有被賦值。
依賴注入失敗，如圖-23所示：

問題分析：
檢查錯誤代碼中自己定義的類（例如DefaultCacheTests）中的屬性
基于錯誤分析，哪個屬性的值在進行依賴注入時失敗了(例如DefaultCache)
檢查注入失敗的屬性對應的對象是否交給了Spring管理（例如是否有特定注解描述，包結構是否正確）。

找不到對應的Bean對象，如圖-24所示：

問題分析：
檢查你獲取的這個對象實例的類型是否使用了特定注解描述（如@Component）
檢查你獲取的這個對象實例的類型所在的包是否正確（啟動類包結構）
假如是基于Bean的名字進行Bean對象的獲取，要檢測Bean的名字是否正確。
依賴注入失敗，如圖-25所示：

問題分析：
檢查哪里對Cache進行了引用。
檢查對Cache引用時使用的注解描述。
檢查容器中Cache接口下實現類對象的定義（是否有多個？）。