Spring boot: структура проекту та розробка веб-додатків

Spring Boot – фреймворк для спрощення і прискорення розробки веб- і мікросервісних додатків на базі Spring Framework. Надає інструменти для швидкого старту проєкту, мінімізації рутини під час конфігурування та інтеграції з основним фреймворком Spring. Основне завдання Spring Boot – надання простого та ефективного способу розроблення застосунків, усунення ручного налаштування через стандартні конфігурації та автоматичне налаштування, що покращує зручність і швидкість розроблення.

Фреймворк був створений компанією Pivotal Software (нині належить VMware) у 2014 році, і відтоді став одним із найпопулярніших інструментів у світі Java-розробки.

Познайомитися з практичною роботою цього фреймворка на прикладі консольної програми можна на курсі Java Spring від компанії FoxmindED.

Основні характеристики

Однією з ключових особливостей Spring Boot є:

Автоконфігурація: надає автоматичне налаштування застосунку без необхідності ручного втручання, ґрунтуючись на залежностях і структурі проєкту.
Вбудований сервер застосунків: включає вбудовані сервери, як-от Tomcat або Jetty, що спрощує розгортання застосунків без необхідності налаштування окремого сервера.
Спрощення залежностей: має широкий набір стандартних залежностей і надає механізми для легкого додавання або управління залежностями.

Перелічимо переваги використання Spring Boot для розробників:

Прискорене розроблення.
Прозорість конфігурації.
Інтеграція з екосистемою Spring.
Спільнота і підтримка.

⚠️ ⚠️ ⚠️
Програма курсу Java Spring від FoxmindEd містить модуль з вивчення найбільш затребуваного на ринку фреймворка – SpringBoot, а також дає змогу освоїти роботу з базою даних Jdbc Api, Hibernate, Spring Data JPA.

Деталі курсу

Перші кроки

Перед створенням першого додатка на Spring Boot налаштуємо робоче середовище:

Вибір середовища розробки: встановіть IntelliJ IDEA, Eclipse або іншу IDE за вашим вибором.

Встановлення системи управління проектами: встановіть Maven або Gradle, залежно від уподобань.

Тепер скористаємося Spring Initializr для створення проєкту:

Відкрийте браузер і перейдіть на Spring Initializr.

Виберіть тип проєкту, мову (Java, Kotlin, Groovy) і версію Spring Boot. Додайте необхідні залежності, наприклад, “Spring Web”.

Натисніть “Generate” і завантажте проєкт у ваше середовище розробки.

Тепер створимо “Hello World” веб-додаток:

Напишіть простий контролер, наприклад, HelloController.

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController

public class HelloController {

    @GetMapping("/hello")

    public String hello() {

        return "Hello, Spring Boot!";

    }

}

Знайдіть клас із методом main і запустіть додаток.

Відкрийте браузер і перейдіть за адресою http://localhost:8080/hello. Ви побачите “Hello, Spring Boot!”.

Структура проекту

Структура проєкту в Spring Boot має певні конвенції, які спрощують організацію коду та поділ функціональності. Розглянемо типову структуру проєкту Spring Boot і ролі основних компонентів:

src/

├── main/

│ ├── java/

│ │ └── com/

│ │ └── example/

│ │ └── myapplication/

│ │ ├── MyApplication.java

│ │ ├── controller/

│ │ ├── service/

│ │ ├── model/

│ │ └── repository/

│ ├── resources/

│ │ ├── application.properties

│ │ ├── static/

│ │ └── templates/

└── test/

├── java/

│ └── com/

│ └── example/

│ └── myapplication/

│ ├── MyApplicationTests.java

│ ├── controller/

│ ├── service/

│ ├── model/

│ └── repository/

└── resources/

└── application-test.properties

Пояснимо вміст кожної з директорій:

src/main/java/com/example/myapplication/:

MyApplication.java: основний клас додатка, що містить метод main, який ініціює виконання Spring Boot додатка.
controller/: директорія для класів контролерів, що відповідають за обробку HTTP-запитів.
service/: директорія для сервісних класів, де реалізується бізнес-логіка.
model/: директорія для класів, що представляють моделі даних (наприклад, JavaBeans).
repository/: директорія для класів, відповідальних за взаємодію з базою даних.

src/main/resources/:

application.properties: файл конфігурації, що містить налаштування програми.
static/: директорія для статичних ресурсів, таких як CSS, JavaScript, зображення.
templates/: директорія для шаблонів представлень (наприклад, HTML для Thymeleaf).

src/test/java/com/example/myapplication/:

MyApplicationTests.java: клас для написання модульних тестів програми.
controller/, service/, model/, repository/: директорії, аналогічні відповідним директоріям у src/main, але містять тестовий код.

Підпишіться на наш Ютуб-канал! Корисні відео для програмістів чекають на вас! YouTube

Оберіть свій курс програмування! Шлях до кар’єри програміста починається тут! Подивитись

src/test/resources/:

application-test.properties: файл конфігурації для перевизначення налаштувань під час виконання модульних тестів.

Така структура дає змогу зберігати й організовувати код проєкту таким чином, щоб він був зрозумілим, підтримуваним і відповідав сучасним стандартам розробки.

Кожен із цих компонентів виконує свою унікальну роль в архітектурі програми:

Стартові класи забезпечують точку входу і початкову конфігурацію програми.
Конфігураційні файли керують параметрами програми без зміни вихідного коду.
Класи контролерів обробляють вхідні HTTP-запити і забезпечують зв’язок між веб-інтерфейсом і бізнес-логікою.

Разом ці компоненти забезпечують структурований і модульний підхід до розробки додатків на Spring Boot.

Конфігурування програми

Spring Boot підтримує гнучке конфігурування застосунку через файли властивостей та анотації.

Файли властивостей:

application.properties: простий файл із простими парами ключ-значення в src/main/resources.
application.yml: альтернативний синтаксис у форматі YAML для більш читабельної структури конфігурації.

Анотації:

@Value: використовується для впровадження значень властивостей у код.
@ConfigurationProperties: створення Java-бінів, які зіставляються з групою властивостей.

Для різних середовищ розробки (наприклад, development, testing, production) можна використовувати різні файли властивостей, вказуючи профіль у властивостях запуску програми. Приклад для файлу application-dev.properties:

# application-dev.properties

spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/devdatabase

Розробка веб-додатків

Spring Boot дає змогу легко створювати веб-додатки, використовуючи різні технології, такі як:

Spring MVC: для обробки HTTP-запитів і маршрутизації.
Thymeleaf: для відображення даних на стороні сервера.
RESTful: для створення RESTful сервісів.
JDBC: для інтеграції з базами даних.

Крім того, Spring Boot…

використовує анотації для визначення контролерів і методів обробки HTTP-запитів. Приклади анотацій:

@Controller
@RequestMapping
@GetMapping
@PostMapping

…використовує анотації для визначення маршрутів URL до методів контролерів:

@Controller

public class MyController {

    @RequestMapping("/")

    public String index() {

        return "index";

    }

}

….підтримує різні шаблони подання, такі як Thymeleaf і FreeMarker.

Приклад Thymeleaf:

HTML

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>My App</title>

</head>

<body>

    <h1>Welcome to My App</h1>

    <p>This is the index page.</p>

</body>

</html>

:…дає змогу легко створювати RESTful сервіси:

Java

@RestController

public class MyRestController {

    @GetMapping("/api/users")

    public List<User> getAllUsers() {

        // ...

    }

}

…забезпечує підтримку різних баз даних, таких як MySQL, PostgreSQL і Oracle:

Java

@Entity

public class User {

    @Id

    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)

    private Long id;

    private String name;

    // ...

}

Тестування

Spring Boot полегшує процес тестування з використанням підходів, таких як юніт- та інтеграційне тестування.

1) Юніт-тестування: спрямоване на перевірку окремих компонентів додатка, таких як методи або класи. У Spring Boot використовуються бібліотеки, такі як JUnit або TestNG, для написання юніт-тестів.

2) Інтеграційне тестування: перевіряє взаємодію між компонентами додатка. Spring Boot надає інструменти, наприклад, @SpringBootTest, для зручного написання інтеграційних тестів, завантажуючи контекст програми.

Розглянемо основні інструменти для цього:

Spring Boot Test: модуль Spring Boot, який надає анотації та утиліти для спрощення тестування.
JUnit: популярний фреймворк для юніт-тестування.
Mockito: фреймворк для створення моків об’єктів.

Приклад юніт-тесту:

Java

@RunWith(MockitoJUnitRunner.class)

public class MyControllerTest {

    @Mock

    private MyService myService;

    @InjectMocks

    private MyController myController;

    @Test

    public void testIndex() {

        // ...

    }

}

Приклад інтеграційного тесту:

Java

@SpringBootTest

public class MyIntegrationTests {

    @Autowired

    private MyService myService;

    @Test

    public void testIntegration() {

        // ...

    }

}

Розширені можливості

Фреймворк забезпечує безліч просунутих можливостей, включно з безпекою, мікросервісною архітектурою і хмарною інтеграцією.

Безпека додатків

Spring Security: комплексні засоби для безпеки веб-додатків. Налаштовує аутентифікацію, авторизацію та керування сеансами.
JWT (JSON Web Token): інтеграція з JWT для безпечних механізмів аутентифікації.

Мікросервісна архітектура

Spring Cloud: рішення для побудови мікросервісних архітектур, включно з компонентами для конфігурації, виявлення сервісів і балансування навантаження.
Spring Cloud Config: управління конфігураціями мікросервісів.

Хмарна інтеграція

Spring Cloud Stream: спрощує створення мікросервісів для обробки потокових даних.
Spring Cloud Data Flow: платформа для створення, розгортання та управління потоковими і пакетними додатками в хмарних середовищах.

Приклад: Створення RESTful API з Spring Boot

@RestController

@RequestMapping("/api")

public class UserController {

    @Autowired

    private UserService userService;

    @GetMapping("/users/{id}")

    public ResponseEntity<User> getUserById(@PathVariable Long id) {

        User user = userService.getUserById(id);

        return ResponseEntity.ok(user);

    }

    @PostMapping("/users")

    public ResponseEntity<User> createUser(@RequestBody User user) {

        User newUser = userService.createUser(user);

        return ResponseEntity.status(HttpStatus.CREATED).body(newUser);

    }

    // Other methods for processing requests

}

Ресурси та спільнота

Вивчення Spring Boot стає захоплюючим завдяки великим ресурсам і підтримці спільноти розробників. Офіційна документація надає докладні пояснення та приклади коду. Крім того, навчальні курси на Coursera і Udemy глибоко висвітлюють створення масштабованих мікросервісів з використанням Spring Boot і Spring Cloud.

Активна спільнота, включно з форумом Spring Boot і Stack Overflow з тегом “Spring-Boot”, забезпечує обмін досвідом і підтримку від розробників по всьому світу.

Для подальшого вивчення рекомендується взаємодіяти з відкритими проєктами на GitHub, брати участь у вебінарах і конференціях, створювати власні проєкти та стежити за блогами досвідчених розробників. Це дасть змогу постійно вдосконалюватися в роботі з цим інструментом.

Висновок

Spring Boot відіграє важливу роль у сучасній розробці програмного забезпечення, полегшуючи створення високопродуктивних і масштабованих додатків. Вивчення фреймворка допоможе заглибитися в його можливості, а також підвищити свою професійну експертизу та створювати інноваційні проєкти.

Як Spring Boot допомагає прискорити розробку додатків