SpringBoot（八）Starter机制 - 自定义Starter

前言

        最近在学习Spring Boot相关的课程，过程中以笔记的形式记录下来，方便以后回忆，同时也在这里和大家探讨探讨，文章中有漏的或者有补充的、错误的都希望大家能够及时提出来，本人在此先谢谢了！

开始之前呢，希望大家带着几个问题去学习：
1、SpringBoot Starter 是什么？
2、这个功能有什么用？
3、怎么实现的？
4、这个功能能应用在工作中？
这是对自我的提问，我认为带着问题去学习，是一种更好的学习方式，有利于加深理解。好了，接下来进入主题。

1、起源

        在 Spring 时代，搭建一个 Web 应用通常需要在 pom 文件中引入多个 Web 模块相关的 Maven 依赖，如 SpringMvc、Tomcat 等依赖，而 SpringBoot 则只需引入 spring-boot-starter-web 依赖即可。这就是 SpringBoot 的 Starter 特性，用来简化项目初始搭建以及开发过程，它是一个功能模块的所有 Maven 依赖集合体。接下来，我们进行详细讨论。

注：本篇文章所用到的 Spring Boot版本是 2.0.3.RELEASE

2、SpringBoot Starter 原理

        SpringBoot 提供了非常多的 Starter，下面列出常用的几个：

名称 功能
spring-boot-starter-web 支持 Web 开发，包括 Tomcat 和 spring-webmvc
spring-boot-starter-redis 支持 Redis 键值存储数据库，包括 spring-redis
spring-boot-starter-test 支持常规的测试依赖，包括 JUnit、Hamcrest、Mockito 以及 spring-test 模块
spring-boot-starter-aop 支持面向切面的编程即 AOP，包括 spring-aop 和 AspectJ
spring-boot-starter-data-elasticsearch 支持 ElasticSearch 搜索和分析引擎，包括 spring-data-elasticsearch
spring-boot-starter-jdbc 支持JDBC数据库
spring-boot-starter-data-jpa 支持 JPA ，包括 spring-data-jpa、spring-orm、Hibernate

可以看到这些 Starter 的名称都是以 spring-boot-starter 为开头，后面跟着具体的模块名，所有官方的 Starter 遵循相似的命名模式。这些 Starter 其实不包含 Java 代码，核心是它的 pom 文件。我们以 spring-boot-starter-web 为例，来看看该 Starter 的 pom 文件包含的内容。

先在项目中引入以下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    <version>2.0.3.RELEASE</version>
</dependency>

然后找到引入的 spring-boot-starter-web 依赖的文件夹位置：

image

打开该 pom 文件进行查看：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd" xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starters</artifactId>
        <version>2.0.3.RELEASE</version>
    </parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    <version>2.0.3.RELEASE</version>
    <name>Spring Boot Web Starter</name>
    
    ...
    
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
            <version>2.0.3.RELEASE</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>

        <!-- 对 json 解析的支持 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-json</artifactId>
            <version>2.0.3.RELEASE</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>

        <!-- 提供 Tomcat 容器。通过这可以看到  ServletWeb 默认的容器是 Tomcat -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
            <version>2.0.3.RELEASE</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>

        <!-- hibernate 的校验框架 -->
        <dependency>
            <groupId>org.hibernate.validator</groupId>
            <artifactId>hibernate-validator</artifactId>
            <version>6.0.10.Final</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>

        <!-- 提供了核心 HTTP 集成，用于集成其它 web 框架的基础结构 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-web</artifactId>
            <version>5.0.7.RELEASE</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>

        <!-- 提供了对 Spring MVC 的支持 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
            <version>5.0.7.RELEASE</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

可以看到，在该 pom 文件中已经定义好了 Web 模块需要的各个组件。之后，引入的 Starter 依赖可以与 SpringBoot 的自动装配特性、外部化配置特性进行无缝衔接，来达到快速开发的目的。关于 SpringBoot 自动装配和外部化配置大家可以分别参考《SpringBoot 自动装配（二）》和《SpringBoot 外部化配置（二）》这两篇文章。接下来，通过实现自定义的 Starter 来理解整体逻辑。

3、自定义 Starter

        先创建一个项目，在该项目中定义 Starter 的内容，然后通过 Maven 将其打成 jar 包，之后在另一个项目中使用该 Starter 。

3.1 创建 Starter

1、创建一个 Maven 项目，在其 pom 文件中引入自动装配的依赖，并定义好 Starter 的名称。非官方的 Starter 命名需遵循 xxx-spring-boot-starter 的格式。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.loong</groupId>
    <artifactId>demo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>1.0.0.RELEASE</version>
    <name>demo</name>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId>
            <version>2.0.3.RELEASE</version>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

2、新建一个 Properties 配置类，用于保存外部化配置文件中定义的配置数据，其中配置文件包括 properties 或 yml 。

// 定义配置文件中的属性前缀
@ConfigurationProperties(prefix = "demo")
public class DemoProperties {

    private String name;

    private String date;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getDate() {
        return date;
    }

    public void setDate(String date) {
        this.date = date;
    }
}

关于外部化配置底层实现，大家可以参考《SpringBoot 外部化配置（二）》这篇文章。

3、新建一个功能类，主要用来返回 DemoProperties 中的 name 和 date 属性。

public class DemoService {

    private DemoProperties demoProperties;

    public DemoService(DemoProperties demoProperties) {
        this.demoProperties = demoProperties;
    }

    public String getName() {
        return demoProperties.getName();
    }

    public String getDate() {
        return demoProperties.getDate();
    }
}

4、创建自动配置类，在该配置类中完成 Starter 的功能。这里，通过构造器注入 DemoProperties 配置类对象，并初始化 DemoService 功能类。

@Configuration
@EnableConfigurationProperties(value = DemoProperties.class)
public class DemoAutoConfiguration {

    private final DemoProperties demoProperties;

    public DemoAutoConfiguration(DemoProperties demoProperties) {
        this.demoProperties = demoProperties;
    }

    @Bean
    // 当前项目是否包含 DemoService Class 
    @ConditionalOnMissingBean(DemoService.class)
    public DemoService demoService() {
        return new DemoService(demoProperties);
    }
}

自动配置类是 SpringBoot 自动装配特性不可或缺的一环，关于 SpringBoot 自动装配底层实现，大家可以参考《SpringBoot 自动装配（二）》这篇文章。

5、自定义初始化器和监听器，这是 SpringBoot 提供的扩展点，主要在 SpringBoot 的不同生命周期执行相应操作。

public class DemoApplicationContextInitializer implements
        ApplicationContextInitializer<ConfigurableApplicationContext> {

    @Override
    public void initialize(ConfigurableApplicationContext configurableApplicationContext) {
        System.out.println(" DemoApplicationContextInitializer 初始化成功 ");
    }
}

public class DemoApplicationListener implements ApplicationListener<SpringApplicationEvent> {

    @Override
    public void onApplicationEvent(SpringApplicationEvent springApplicationEvent) {
        if (springApplicationEvent instanceof ApplicationStartingEvent) {
            System.out.println(" DemoApplicationListener 监听 ApplicationStartingEvent 事件");
        }
    }
}

关于初始化器和监听器大家可以参考《Spring Boot SpringApplication启动类（一）》的 2.2 和 2.3 小节 。

6、在 src/main/resources 目录下创建 META-INF 文件夹，并在文件夹中创建 spring.factories 文件，定义如下内容：

# Initializers
org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\
com.loong.demo.context.DemoApplicationContextInitializer

# Auto Configure
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
com.loong.demo.configuration.DemoAutoConfiguration

# Application Listeners
org.springframework.context.ApplicationListener=\
com.loong.demo.listener.DemoApplicationListener

这是 SpringBoot 的规约，当我们自定义的初始化器、监听器及自动配置类需要被 SpringBoot 读取时，必须定义成该格式。关于原理，在前几篇文章说过，这里不再叙述。

最后，所有的类已经定义完成，项目结构如下：

image

打开通过右侧的 Maven 工具栏，点击 install 打包到本地的 Maven 库。

image

之后，自定义的 Starter 就可以使用，我们来测试一下。

3.2 测试自定义 Starter

1、在另一个项目中引入该 Starter 的 Maven 依赖：

<dependency>
    <groupId>com.loong</groupId>
    <artifactId>demo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>1.0.0.RELEASE</version>
</dependency>

2、在 properties 文件中定义配置数据：

demo.name = loong
demo.date = 2020.01.01

3、在启动类中，获取 DemoService Bean ，并调用它的 getDate 和 getName 方法获取配置文件中的数据：

@SpringBootApplication
public class DiveInSpringBootApplication {
    public static void main(String[] args) {
        ConfigurableApplicationContext run = SpringApplication.run(DiveInSpringBootApplication.class, args);

        DemoService bean = run.getBean(DemoService.class);
        System.out.println(bean.getDate() + " === " + bean.getName());

    }
}

最后，查看控制台的输出：

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_201.jdk/Contents/Home/bin/java "-javaagent:/Applications/IntelliJ IDEA CE.app...
 DemoApplicationListener 监听 ApplicationStartingEvent 事件

  .   ____          _            __ _ _
 /\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __  __ _ \ \ \ \
( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \
 \\/  ___)| |_)| | | | | || (_| |  ) ) ) )
  '  |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /
 =========|_|==============|___/=/_/_/_/
 :: Spring Boot ::        (v2.0.3.RELEASE)

 DemoApplicationContextInitializer 初始化成功 
2020-01-01 13:14:02.023  INFO 55657 --- [           main] o.s.w.s.handler.SimpleUrlHandlerMapping  : Mapped URL path [/**/favicon.ico] onto handler of type [class org.springframework.web.servlet.resource.ResourceHttpRequestHandler]
2020-01-01 13:14:02.189  INFO 55657 --- [           main] s.w.s.m.m.a.RequestMappingHandlerAdapter : Looking for @ControllerAdvice: org.springframework.boot.web.servlet.context.AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext@6b19b79: startup date [Wed Jan 01 13:13:59 CST 2020]; root of context hierarchy
2020-01-01 13:14:02.257  INFO 55657 --- [           main] s.w.s.m.m.a.RequestMappingHandlerMapping : Mapped "{[/hello],methods=[GET]}" onto public java.lang.String com.loong.diveinspringboot.Chapter1.controller.HelloWorldController.helloWorld(java.lang.String)
2020-01-01 13:14:02.260  INFO 55657 --- [           main] s.w.s.m.m.a.RequestMappingHandlerMapping : Mapped "{[/error]}" onto public org.springframework.http.ResponseEntity<java.util.Map<java.lang.String, java.lang.Object>> org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.error.BasicErrorController.error(javax.servlet.http.HttpServletRequest)
2020-01-01 13:14:02.261  INFO 55657 --- [           main] s.w.s.m.m.a.RequestMappingHandlerMapping : Mapped "{[/error],produces=[text/html]}" onto public org.springframework.web.servlet.ModelAndView org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.error.BasicErrorController.errorHtml(javax.servlet.http.HttpServletRequest,javax.servlet.http.HttpServletResponse)
2020-01-01 13:14:02.296  INFO 55657 --- [           main] o.s.w.s.handler.SimpleUrlHandlerMapping  : Mapped URL path [/webjars/**] onto handler of type [class org.springframework.web.servlet.resource.ResourceHttpRequestHandler]
2020-01-01 13:14:02.296  INFO 55657 --- [           main] o.s.w.s.handler.SimpleUrlHandlerMapping  : Mapped URL path [/**] onto handler of type [class org.springframework.web.servlet.resource.ResourceHttpRequestHandler]
2020-01-01 13:14:02.341  WARN 55657 --- [           main] ion$DefaultTemplateResolverConfiguration : Cannot find template location: classpath:/templates/ (please add some templates or check your Thymeleaf configuration)
2020-01-01 13:14:02.718  INFO 55657 --- [           main] o.s.b.a.e.web.EndpointLinksResolver      : Exposing 2 endpoint(s) beneath base path '/actuator'
2020-01-01 13:14:02.726  INFO 55657 --- [           main] s.b.a.e.w.s.WebMvcEndpointHandlerMapping : Mapped "{[/actuator/health],methods=[GET],produces=[application/vnd.spring-boot.actuator.v2+json || application/json]}" onto public java.lang.Object org.springframework.boot.actuate.endpoint.web.servlet.AbstractWebMvcEndpointHandlerMapping$OperationHandler.handle(javax.servlet.http.HttpServletRequest,java.util.Map<java.lang.String, java.lang.String>)
2020-01-01 13:14:02.727  INFO 55657 --- [           main] s.b.a.e.w.s.WebMvcEndpointHandlerMapping : Mapped "{[/actuator/info],methods=[GET],produces=[application/vnd.spring-boot.actuator.v2+json || application/json]}" onto public java.lang.Object org.springframework.boot.actuate.endpoint.web.servlet.AbstractWebMvcEndpointHandlerMapping$OperationHandler.handle(javax.servlet.http.HttpServletRequest,java.util.Map<java.lang.String, java.lang.String>)
2020-01-01 13:14:02.728  INFO 55657 --- [           main] s.b.a.e.w.s.WebMvcEndpointHandlerMapping : Mapped "{[/actuator],methods=[GET],produces=[application/vnd.spring-boot.actuator.v2+json || application/json]}" onto protected java.util.Map<java.lang.String, java.util.Map<java.lang.String, org.springframework.boot.actuate.endpoint.web.Link>> org.springframework.boot.actuate.endpoint.web.servlet.WebMvcEndpointHandlerMapping.links(javax.servlet.http.HttpServletRequest,javax.servlet.http.HttpServletResponse)
2020-01-01 13:14:02.766  INFO 55657 --- [           main] o.s.j.e.a.AnnotationMBeanExporter        : Registering beans for JMX exposure on startup
2020-01-01 13:14:02.822  INFO 55657 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path ''
2020-01-01 13:14:02.826  INFO 55657 --- [           main] c.l.d.C.DiveInSpringBootApplication      : Started DiveInSpringBootApplication in 3.607 seconds (JVM running for 3.984)
2020.01.01 === loong

可以看到，结果正确输出，且初始化器和监听器都已被加载。这里只是一个简单的演示，Starter 较为简单，大家可以根据实际情况实现一个更为复杂的。

SpringBoot Starter 的内容就介绍到这，如果文章中有错误或者需要补充的请及时提出，本人感激不尽。

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