Spring-Boot-Tutorial (Deutsch): Java-Entwicklung leicht gemacht

Seit ihrer Veröffentlichung im Jahr 1995 zählt Java zu den populärsten und meistgenutzten Programmiersprachen. Insbesondere, wenn es um die Realisierung komplexer Business-Applikationen (online oder offline) geht, spielt die objektorientierte Sprache ihre Stärken aus. In Kombination mit der Java-Laufzeitumgebung (JRE) zeichnen sich diese Anwendungen vor allem durch ihre Plattformunabhängigkeit aus, die sie für ein besonders breites Publikum verfügbar macht.

Um die Arbeit mit Java zu vereinfachen, wurden im Laufe der vergangenen Jahrzehnte diverse Frameworks entwickelt, die dem Nutzer ein einsatzfertiges Basisgerüst für das zu entwickelnde Java-Programm zur Verfügung stellen. Eines der bekanntesten ist das bereits 2003 veröffentlichte Open-Source-Framework Spring, das die Komplexität der standardmäßigen Java-Spezifikation („J2EE“ bzw. „Java Plattform“) sowie des Komponentenmodells Enterprise JavaBeans („EJB“) bedeutend reduziert. Spätestens seit dem Release der Ergänzung Spring Boot, die die Konfiguration neuer Spring-Projekte zusätzlich vereinfacht, erweist sich das Gerüst als exzellente und nutzerfreundliche Wahl für alle, die bei der Entwicklung einer neuen Java-Applikation nicht komplett bei null anfangen wollen.

In diesem Spring-Boot-Tutorial erfahren Sie, welche Voraussetzungen es für die Nutzung zu erfüllen gilt und wie Sie die ersten Schritte mit dem modular aufgebauten Framework und dem Aufsatz Spring Boot bewältigen.

Was ist Spring Boot?

Spring Boot ist eine „Konvention vor Konfiguration“-Lösung für das Java-Framework Spring, die 2012 veröffentlicht wurde und die Komplexität der Konfiguration neuer Spring-Projekte reduziert. Zu diesem Zweck legt Spring Boot eine Grundkonfiguration inklusive Richtlinien für die Nutzung des Frameworks sowie aller relevanten Drittanbieter-Bibliotheken fest und gibt damit den Weg vor, um den Einstieg in neue Projekte so mühelos wie möglich zu gestalten. Auf diese Weise lässt sich die Kreation eigenständiger, produktionsreifer Applikationen auf Basis von Spring erheblich vereinfachen, weshalb der Großteil neuer Spring-Anwendungen konsequenterweise auch auf Spring Boot aufsetzt.

Die Merkmale von Spring Boot lassen sich wie folgt zusammenfassen:

direktes Einbetten von Webserver-/Container-Anwendungen wie Apache Tomcat oder Jetty möglich, wodurch kein Einsatz von WAR-Dateien (Web Application Archive) erforderlich ist
vereinfachte Maven-Konfiguration dank „Starter“-POMs (Project Object Models)
automatische Spring-Konfiguration, wann immer dies möglich ist
Bereitstellung nichtfunktionaler Features wie Metriken oder ausgelagerter Konfigurationen

Mit Spring Boot hat die Entwicklerfirma Pivotal Software dem bereits 2005 erschienenen Framework einen modernen, zukunftsgerichteten Ansatz verliehen. Die Erweiterung profitiert dabei von der über Jahre gereiften Basistechnologie des Spring-Frameworks, die auch maßgeblich in Spring Boot eingeflossen ist. Detaillierte Informationen zu dem quelloffenen Framework (Apache License 2.0) selbst erhalten Sie in unserem ausführlichen Artikel über das Spring Framework.

Spring-Boot-Tutorial: Anforderungen, Installation und erste Schritte

Seit der Erweiterung von Spring durch Spring Boot gilt die Software von Pivotal Software als eine der besten Lösungen für die Entwicklung von Microservices in Java. Dank der rund 20 Module des Basis-Frameworks, die sich nach Belieben zusammenstellen lassen, eignet sich Spring Boot jedoch auch für diverse andere Szenarien, wobei es sich weder konkret als Framework für Webapplikationen noch als klassische Lösung für Desktop-Apps einordnen lässt.

Bevor wir im folgenden Spring-Boot-Tutorial (deutsch) näher auf die Konfiguration und Kreation eines neuen Projekts sowie die initiale Spring-Boot-Struktur eingehen, befassen wir uns zunächst mit den technischen Anforderungen und der Einrichtung der erforderlichen Projektkomponenten.

Welche Systemvoraussetzungen stellt Spring Boot?

Bei Spring Boot dreht sich alles um Java, weshalb die Java-Laufzeitumgebung (Java Platform) die zentrale Software-Komponente ist, um das Framework zum Laufen zu bringen. Da Sie die Anwendung nicht nur ausführen, sondern auch für die Entwicklung mit Java nutzen, benötigen Sie mindestens Version 8 (bzw. 1.8) des sogenannten Java Development Kit (JDK). Dieses enthält zusätzlich zur Laufzeitumgebung nützliche Tools, um Java-Applikationen zu programmieren und zu testen. Es ist sowohl für Linux als auch für Windows und macOS verfügbar ist, hinsichtlich des Betriebssystems haben Sie also freie Auswahl.

Selbstverständlich setzt die Erweiterung auch voraus, dass die aktuelle Version des Spring-Frameworks selbst auf dem System installiert ist.

Als Build-Tool kommen entweder Maven (ab 3.3) oder Gradle (ab 4.4) in Frage.

Wollen Sie von der Möglichkeit Gebrauch machen, einen Webserver einzubinden, der Ihre Java-Applikation auf Servlet-Basis ausführt, haben Sie die Wahl zwischen den drei Lösungen ApacheTomcat (ab 9.0), Jetty (ab 9.4) und Undertow (ab 2.0).

So erstellen Sie Ihr erstes Spring-Boot-Projekt

Spring Boot verwenden Sie ebenso wie jede Standard-Java-Bibliothek, indem Sie die entsprechenden JAR- (Java Archive) bzw. WAR-Dateien (Web Application Archive) in den Klassenpfad (Classpath) einbinden. Diesen Pfad im Dateisystem nutzt Java, um nach ausführbaren Dateien zu suchen. Die Archivdateien für Spring Boot können Sie dabei auf zwei verschiedenen Wegen erstellen:

Sie installieren und nutzen Maven oder Gradle, um das Projektgerüst inklusive der erforderlichen Abhängigkeiten gänzlich auf eigene Faust zu erstellen.
Sie greifen auf den Webservice Spring Initializr zurück, stellen mit diesem Ihr Spring-Boot-Setup zusammen und laden es anschließend als fertige Projetvorlage herunter.

Die Besonderheit letzterer Lösung besteht darin, dass Sie die JAR-Dateien über eine nutzerfreundliche Weboberfläche erstellen können, die den Prozess wesentlich vereinfacht. Da der Initializr ebenfalls auf Maven oder Gradle zurückgreift, um die Dateien zu generieren, unterscheidet sich das Ergebnis nämlich nicht von dem des manuellen Wegs. Im Rahmen dieses Java- bzw. Spring-Boot-Tutorials haben wir uns daher für den Webassistenten entschieden, der sich über die Adresse start.spring.io aufrufen lässt.

Spring Initializr: Erstellen eines Maven-basierten Spring-Boot-Projekts — Das WAR-Format erweitert JAR um verschiedene Webkomponenten wie die XML-Konfigurationsdatei web.xml, die den Bereitstellungsprozess beschreibt.

Ausschnitt aus der generierten Maven-Konfigurationsdatei pom.xml — Die Maven-Konfigurationsdatei zeichnet sich durch den XML-typischen Aufbau aus, der wichtige Metadaten voranstellt.

Windows-Eingabeaufforderung: Generieren der JAR-Datei mit Maven — Maven funktioniert nach dem Modell „Konvention vor Konfiguration“, weshalb grundlegende Einstellungen wie das Ausgabeformat JAR beim Build-Prozess automatisch angewendet werden, sofern Sie keine spezifischen Anweisungen geben.

Generierte JAR-Datei im Maven-Ordner „target“ unter Windows 10 — Die Erstellung der Archivdateien kann einige Minuten lang dauern – je nachdem, wie viele Abhängigkeiten Sie zuvor mit dem Spring Initializr hinzugefügt haben.

java -jar demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar

Initialisierung der Spring-Boot-Anwendung — Damit der Start der Spring-Boot-Applikation funktioniert, müssen Sie den aufgeführten Code im Ordner der JAR-Datei ausführen (target).

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
</dependency>

compile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-jdbc')

<dependency>
  <groupId>mysql</groupId>
  <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>

compile('mysql:mysql-connector-java')

spring.datasource.driverClassName = com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.url = jdbc:mysql://localhost:3306/PRODUCTSERVICE?autoreconnect = true
spring.datasource.username = root
spring.datasource.password = root
spring.datasource.tomcat.testOnBorrow = true
spring.datasource.tomcat.testWhileIdle = true
spring.datasource.tomcat.timeBetweenEvictionRunsMillis = 60000
spring.datasource.tomcat.minEvictableIdleTimeMillis = 30000
spring.datasource.tomcat.validationQuery = SELECT 1
spring.datasource.tomcat.max-active = 15
spring.datasource.tomcat.max-idle = 10
spring.datasource.tomcat.max-wait = 8000

keytool -genkeypair -alias tomcat -storetype PKCS12 -keyalg RSA -keysize 2048 -keystore keystore.p12 -validity 3650

Generierung eines selbstsignierten SSL/TLS-Zertifikats über die Windows-Eingabeaufforderung — Sind Sie sich hinsichtlich des Ländercodes unsicher, können Sie diesen auf der Website https://laendercode.net/de/ nachschlagen.

server.port = 443
server.ssl.key-store = C:/demo/keystore.p12
server.ssl.key-store-password = springboot
server.ssl.key-store-type = PKCS12
server.ssl.key-alias = tomcat

mvn -Dmaven.test.skip=true -DskipTests=true clean install

<dependency>
  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-sleuth</artifactId>
  <version>${spring-cloud-sleuth.version}</version>
  <type>pom</type>
  <scope>import</scope>
</dependency>

compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-sleuth')

package spring-boot-tutorial.sleuth;

import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@SpringBootApplication
@RestController
public class SleuthappApplication {
   private static final Logger LOG = Logger.getLogger(SleuthappApplication.class.getName());
   public static void main(String[] args) {
      SpringApplication.run(SleuthappApplication.class, args);
   }
   @RequestMapping("/")
   public String index() {
      LOG.log(Level.INFO, "Index API is calling");
      return "Sleuth: Spring-Boot-Tutorial-Test!";
   }
}

spring.application.name = Spring-Boot-Tutorial-App

<dependency>
  <groupId>io.zipkin.java</groupId>
  <artifactId>zipkin-server</artifactId>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>io.zipkin.java</groupId>
  <artifactId>zipkin-autoconfigure-ui</artifactId>
  <scope>runtime</scope>
</dependency>

compile('io.zipkin.java:zipkin-autoconfigure-ui')
compile('io.zipkin.java:zipkin-server')

spring.application.name=zipkin
server.port=9411
logging.level.org.springframework.web=debug

package spring-boot-tutorial.zipkin;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import zipkin.server.EnableZipkinServer;

@SpringBootApplication
@EnableZipkinServer
public class ZipkinappApplication {
   public static void main(String[] args) {
   SpringApplication.run(ZipkinappApplication.class, args);
   }
}

<dependency>
  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-sleuth-zipkin</artifactId>
</dependency>

compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-sleuth-zipkin')

@Bean
public AlwaysSampler defaultSampler() {
   return new AlwaysSampler();
}

spring.zipkin.baseUrl = http://localhost:9411/zipkin/

Was ist Spring Boot?

Spring-Boot-Tutorial: Anforderungen, Installation und erste Schritte

Welche Systemvoraussetzungen stellt Spring Boot?

So erstellen Sie Ihr erstes Spring-Boot-Projekt

Erstelltes Spring-Boot-Projekt ausführen

Spring Boot mit Datenbank und Datenquelle verbinden

SSL/TLS-Zertifikat generieren und HTTPS aktivieren

Debugging der Spring-Boot-App mit Spring Cloud Sleuth und Zipkin vereinfachen

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