java-web/docs/spring boot.md
2024-12-18 10:04:36 +08:00

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## Spring Boot实践
### Spring Boot 架构
Spring Boot应用的层次结构
在Spring Boot项目中典型的分层架构包括表现层Presentation、业务层Business、持久层Persistence和数据库层Database。合理划分各层职责可以有效管理业务逻辑和数据访问提高代码的清晰度和可测试性。
![](./resources/imgs/Spring-Boot-Architecture.png)
#### 表现层
表现层是Spring Boot架构的最顶层。它包含视图即应用程序的前端部分。它处理HTTP请求并执行身份验证。负责将JSON字段参数转换为Java对象反之亦然。一旦完成请求的身份验证它就会将请求传递给下一层即业务层。
在前后端完全分离的情况下Spring Boot的表现层的实现主要涉及如下内容
RESTful API
> 使用`@RestController`注解的控制器类来处理HTTP请求返回JSON格式的数据。这些API通常用于与前端JavaScript框架如React、Vue.js或Angular交互。
跨域资源共享CORS
> 为了支持前端应用从不同的域名发送请求需要在Spring Boot应用中配置CORS。可以通过在控制器方法上使用`@CrossOrigin`注解或者全局配置CORS来实现。
身份验证和授权:
> 使用Spring Security来处理用户身份验证和授权。Spring Security提供了多种方式来保护RESTful API包括基于表单的登录、JWTJSON Web Tokens、OAuth2等。
异常处理:
> 使用`@ControllerAdvice`和`@ExceptionHandler`注解来全局处理异常确保API返回统一的错误信息格式。
请求和响应拦截:
> 使用`HandlerInterceptor`或`Filter`来拦截请求和响应,可以用于日志记录、性能监控、请求校验等。
静态资源处理:
> Spring Boot默认支持静态资源的处理可以将HTML、CSS、JavaScript等文件放在`src/main/resources/static`目录下Spring Boot会自动配置好静态资源的访问路径。
模板引擎:
> 尽管在前后端分离的架构中不常用但Spring Boot仍然支持模板引擎如Thymeleaf、FreeMarker等用于渲染HTML页面。
#### 业务层
业务层包含所有的业务逻辑。在spring boot应用中在Spring Boot应用中业务层也称为服务层或应用层的实现主要涉及以下几个方面
服务类Service Classes
> 这些类包含实现业务逻辑的方法,它们通常作为领域模型(即实体层)和控制器(表现层)之间的中介。
业务逻辑封装:
> 业务层负责封装核心业务逻辑,确保业务规则的一致性和正确性,以及数据的完整性。
验证Validation
> 业务层负责对输入数据进行验证确保它们符合业务规则和约束。这通常通过使用JSR 303/JSR 380注解如`@NotNull`、`@Size`、`@Valid`等)来实现。
授权Authorization
> 在业务层中,可以进行更细粒度的授权检查,以确保用户只能访问他们被授权的资源或执行他们被授权的操作。
事务管理Transaction Management
> 业务层常常涉及到数据库事务的管理Spring Boot通过声明式事务管理使用`@Transactional`注解)来简化事务的控制。
异常处理:
> 业务层需要处理业务逻辑中可能发生的异常,并将其转换为对用户更友好的错误信息或业务异常。
业务流程协调:
> 业务层负责协调多个业务操作的执行顺序,实现复杂的业务流程。
数据转换:
> 业务层可能需要将领域模型Domain Models转换为DTOsData Transfer Objects以适配前端的数据需求。
集成外部服务:
> 业务层可以集成和调用外部服务或API如支付网关、邮件服务、第三方数据接口等。
业务决策:
> 业务层包含业务决策逻辑,这些逻辑基于业务规则和策略来指导应用程序的行为。
缓存管理:
> 业务层可以负责缓存策略的实现,以提高应用程序的性能。
异步处理:
> 对于耗时的业务操作业务层可以实现异步处理机制如使用Spring的`@Async`注解。
消息队列:
> 业务层可以与消息队列如RabbitMQ、Kafka集成以实现异步消息传递和处理。
#### 持久层
持久层包含所有的数据库存储逻辑。它负责将业务对象转换为数据库行反之亦然。在Spring Boot应用中持久层的实现主要涉及以下几个方面
数据访问对象DAO
> DAO负责与数据库进行交互执行CRUD操作。通常使用`@Repository`注解来标记DAO类。
实体类
> 数据库实体类是持久层与数据库交互的桥梁。它们定义了数据库中的表和字段并映射为Java对象。
ORM框架
> Spring Boot支持多种ORM框架如JPA、Hibernate、MyBatis等。这些框架可以帮助开发者更方便地进行对象关系映射。
数据转换:
> 持久层可能需要将实体对象转换为数据库行反之亦然。ORM框架通常会自动处理这些转换但有时也需要手动编写转换逻辑。
查询优化:
> 持久层需要关注查询性能,可以通过索引优化、查询缓存、批量操作等方式来提高查询效率。
### 数据库层
数据库层包含所有类型的数据库如MySQL、MongoDB等。在Spring Boot应用中数据库层的实现主要涉及以下几个方面
数据库选择:
> 根据应用的需求选择合适的数据库如关系型数据库MySQL、PostgreSQL或NoSQL数据库MongoDB、Cassandra
数据模型设计:
> 设计合理的数据模型,包括表结构、索引、外键等,以满足业务需求并优化查询性能。
数据迁移:
> 使用Flyway或Liquibase等工具进行数据库迁移确保数据库结构的一致性和版本控制。
备份和恢复:
> 定期备份数据库,确保数据的安全性。在发生故障时,可以快速恢复数据。
#### 流程架构
![](./resources/imgs/spring-boot-flow-architecture.png)
- 客户端发出 HTTP 请求GET、PUT、POST 等)
- HTTP 请求被转发到 Controller。控制器映射请求。它处理句柄并调用服务器逻辑。
- 业务逻辑在 Service 层执行。Spring Boot 对通过 Java Persistence Library JPA 映射到 spring boot 模型类的数据库数据执行所有 logic 。
- 控制器返回 HTTP 响应(Json或HTML)。
### Spring Boot 代码结构
https://www.geeksforgeeks.org/spring-boot-code-structure/
Spring Boot Projects 没有特定的布局或代码结构。但可以遵循的一些最佳实践。
建议将 Main Application 类放在根包中,并带有 @SpringBootApplication、@ComponentScan 或 @EnableAutoConfiguration 等注释。它允许 Spring 扫描根包和子包中的所有类。
常用的构建Spring Boot 项目的两种代码结构:
- 按功能划分的结构
- 按层划分的结构
**结构1按功能**
在这种结构中,与某个功能相关的所有类都放在同一个包中。按特征划分的结构外观如以下:
```text
com
+- lk
+- demo
+- MyApp.java
|
+- customer
| +- Customer.java
| +- CustomerController.java
| +- CustomerService.java
| +- CustomerRepository.java
|
+- order
+- Order.java
+- OrderController.java
+- OrderService.java
+- OrderRepository.java
```
这种结构的优点如下:
* 找到要修改的类很容易。
* 通过删除特定的子包,可以删除与某个功能相关的所有类。
* 测试和重构很容易。
* 功能可以单独发布。
**结构2按逻辑层次**
可以将项目划分为控制器层(接口层)、服务层、存储库层等层。
所有控制器都可以放置在 Services Package 下的 controllers Package 和 Services 中,所有实体都可以放置在 Domain 或 Model 等下。
```text
com
+- lk
+- demo
+- MyApp.java
|
+- domain
| +- Customer.java
| +- Order.java
|
+- controller
| +- OrderController.java
| +- CustomerController.java
|
+- service
| +- CustomerService.java
| +- OrderService.java
|
+- repository
+- CustomerRepository.java
+- OrderRepository.java
```
层次结构的优点:
* **清晰的职责划分**:每个层都有明确的职责,便于理解和维护。
* **模块化设计**:不同层的代码可以独立开发和测试,提高了代码的可复用性和可测试性。
* **易于扩展**:新增功能时,可以按照既定的层次结构进行扩展,减少了代码的修改范围。
* **代码组织有序**:代码按照功能层次组织,便于团队成员快速定位和理解代码。