第15课： Spring Boot中集成ActiveMQ

1. JMS 和 ActiveMQ 介绍

1.1 JMS 是啥

百度百科的解释：

JMS 即 Java 消息服务（Java Message Service）应用程序接口，是一个Java平台中关于面向消息中间件（MOM）的 API，用于在两个应用程序之间，或分布式系统中发送消息，进行异步通信。Java 消息服务是一个与具体平台无关的 API，绝大多数 MOM 提供商都对 JMS 提供支持。

JMS 只是接口，不同的提供商或者开源组织对其有不同的实现，ActiveMQ 就是其中之一，它支持JMS，是 Apache 推出的。JMS 中有几个对象模型：

连接工厂：ConnectionFactory
JMS连接：Connection
JMS会话：Session
JMS目的：Destination
JMS生产者：Producer
JMS消费者：Consumer
JMS消息两种类型：点对点和发布/订阅。

可以看出 JMS 实际上和 JDBC 有点类似，JDBC 是可以用来访问许多不同关系数据库的 API，而 JMS 则提供同样与厂商无关的访问方法，以访问消息收发服务。本文主要使用 ActiveMQ。

1.2 ActiveMQ

ActiveMQ 是 Apache 的一个能力强劲的开源消息总线。ActiveMQ 完全支持JMS1.1和J2EE 1.4规范，尽管 JMS 规范出台已经是很久的事情了，但是 JMS 在当今的 Java EE 应用中间仍然扮演着特殊的地位。ActiveMQ 用在异步消息的处理上，所谓异步消息即消息发送者无需等待消息接收者的处理以及返回，甚至无需关心消息是否发送成功。

异步消息主要有两种目的地形式，队列（queue）和主题（topic），队列用于点对点形式的消息通信，主题用于发布/订阅式的消息通信。本章节主要来学习一下在 Spring Boot 中如何使用这两种形式的消息。

2. ActiveMQ安装

使用 ActiveMQ 首先需要去官网下载，官网地址为：http://activemq.apache.org/
本课程使用的版本是 apache-activemq-5.15.3，下载后解压缩会有一个名为 apache-activemq-5.15.3 的文件夹，没错，这就安装好了，非常简单，开箱即用。打开文件夹会看到里面有个 activemq-all-5.15.3.jar，这个 jar 我们是可以加进工程里的，但是使用 maven 的话，这个 jar 我们不需要。

在使用 ActiveMQ 之前，首先得先启动，刚才解压后的目录中有个 bin 目录，里面有 win32 和 win64 两个目录，根据自己电脑选择其中一个打开运行里面的 activemq.bat 即可启动 ActiveMQ。
消息生产者生产消息发布到queue中，然后消息消费者从queue中取出，并且消费消息。这里需要注意：消息被消费者消费以后，queue中不再有存储，所以消息消费者不可消费到已经被消费的消息。Queue支持存在多个消息消费者，但是对一个消息而言，只会有一个消费者可以消费
启动完成后，在浏览器中输入 http://127.0.0.1:8161/admin/ 来访问 ActiveMQ 的服务器，用户名和密码是 admin/admin。如下：

activemq

我们可以看到有 Queues 和 Topics 这两个选项，这两个选项分别是点对点消息和发布/订阅消息的查看窗口。何为点对点消息和发布/订阅消息呢？

点对点消息：消息生产者生产消息发布到 queue 中，然后消息消费者从 queue 中取出，并且消费消息。这里需要注意：消息被消费者消费以后，queue 中不再有存储，所以消息消费者不可消费到已经被消费的消息。Queue 支持存在多个消息消费者，但是对一个消息而言，只会有一个消费者可以消费。

发布/订阅消息：消息生产者（发布）将消息发布到 topic 中，同时有多个消息消费者（订阅）消费该消息。和点对点方式不同，发布到 topic 的消息会被所有订阅者消费。下面分析具体的实现方式。

3. ActiveMQ集成

3.1 依赖导入和配置

在 Spring Boot 中集成 ActiveMQ 需要导入如下 starter 依赖：

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

然后在 application.yml 配置文件中，对 activemq 做一下配置：

spring:
  activemq:
    # activemq url
    broker-url: tcp://localhost:61616
    in-memory: true
    pool:
      # 如果此处设置为true，需要添加activemq-pool的依赖包，否则会自动配置失败，无法注入JmsMessagingTemplate
      enabled: false

3.2 Queue 和 Topic 的创建

首先我们需要创建两种消息 Queue 和 Topic，这两种消息的创建，我们放到 ActiveMqConfig 中来创建，如下：

/**
 * activemq的配置
 * @author  shengwu ni
 */
@Configuration
public class ActiveMqConfig {
    /**
     * 发布/订阅模式队列名称
     */
    public static final String TOPIC_NAME = "activemq.topic";
    /**
     * 点对点模式队列名称
     */
    public static final String QUEUE_NAME = "activemq.queue";

    @Bean
    public Destination topic() {
        return new ActiveMQTopic(TOPIC_NAME);
    }

    @Bean
    public Destination queue() {
        return new ActiveMQQueue(QUEUE_NAME);
    }
}

可以看出创建 Queue 和 Topic 两种消息，分别使用 new ActiveMQQueue 和 new ActiveMQTopic 来创建，分别跟上对应消息的名称即可。这样在其他地方就可以直接将这两种消息作为组件注入进来了。

3.3 消息的发送接口

在 Spring Boot 中，我们只要注入 JmsMessagingTemplate 模板即可快速发送消息，如下：

/**
 * 消息发送者
 * @author shengwu ni
 */
@Service
public class MsgProducer {

    @Resource
    private JmsMessagingTemplate jmsMessagingTemplate;

    public void sendMessage(Destination destination, String msg) {
        jmsMessagingTemplate.convertAndSend(destination, msg);
    }
}

convertAndSend 方法中第一个参数是消息发送的目的地，第二个参数是具体的消息内容。

3.4 点对点消息生产与消费

3.4.1 点对点消息的生产

消息的生产，我们放到 Controller 中来做，由于上面已经生成了 Queue 消息的组件，所以在 Controller 中我们直接注入进来即可。然后调用上文的消息发送方法 sendMessage 即可成功生产一条消息。

/**
 * ActiveMQ controller
 * @author shengwu ni
 */
@RestController
@RequestMapping("/activemq")
public class ActiveMqController {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ActiveMqController.class);

    @Resource
    private MsgProducer producer;
    @Resource
    private Destination queue;

    @GetMapping("/send/queue")
    public String sendQueueMessage() {

        logger.info("===开始发送点对点消息===");
        producer.sendMessage(queue, "Queue: hello activemq!");
        return "success";
    }
}

3.4.2 点对点消息的消费

点对点消息的消费很简单，只要我们指定目的地即可，jms 监听器一直在监听是否有消息过来，如果有，则消费。

/**
 * 消息消费者
 * @author shengwu ni
 */
@Service
public class QueueConsumer {

    /**
     * 接收点对点消息
     * @param msg
     */
    @JmsListener(destination = ActiveMqConfig.QUEUE_NAME)
    public void receiveQueueMsg(String msg) {
        System.out.println("收到的消息为：" + msg);
    }
}

可以看出，使用 @JmsListener 注解来指定要监听的目的地，在消息接收方法内部，我们可以根据具体的业务需求做相应的逻辑处理即可。

3.4.3 测试一下

启动项目，在浏览器中输入：http://localhost:8081/activemq/send/queue，观察控制台的输出日志，出现下面的日志说明消息发送和消费成功。

收到的消息为：Queue: hello activemq!

3.5 发布/订阅消息的生产和消费

3.5.1 发布/订阅消息的生产

和点对点消息一样，我们注入 topic 并调用 producer 的 sendMessage 方法即可发送订阅消息，如下，不再赘述：

@RestController
@RequestMapping("/activemq")
public class ActiveMqController {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ActiveMqController.class);

    @Resource
    private MsgProducer producer;
    @Resource
    private Destination topic;

    @GetMapping("/send/topic")
    public String sendTopicMessage() {

        logger.info("===开始发送订阅消息===");
        producer.sendMessage(topic, "Topic: hello activemq!");
        return "success";
    }
}

3.5.2 发布/订阅消息的消费

发布/订阅消息的消费和点对点不同，订阅消息支持多个消费者一起消费。其次，Spring Boot 中默认的时点对点消息，所以在使用 topic 时，会不起作用，我们需要在配置文件 application.yml 中添加一个配置：

spring:
  jms:
    pub-sub-domain: true

该配置是 false 的话，则为点对点消息，也是 Spring Boot 默认的。这样是可以解决问题，但是如果这样配置的话，上面提到的点对点消息又不能正常消费了。所以二者不可兼得，这并非一个好的解决办法。

比较好的解决办法是，我们定义一个工厂，@JmsListener 注解默认只接收 queue 消息，如果要接收 topic 消息，需要设置一下 containerFactory。我们还在上面的那个 ActiveMqConfig 配置类中添加：

/**
 * activemq的配置
 *
 * @author shengwu ni
 */
@Configuration
public class ActiveMqConfig {
    // 省略其他内容

    /**
     * JmsListener注解默认只接收queue消息,如果要接收topic消息,需要设置containerFactory
     */
    @Bean
    public JmsListenerContainerFactory topicListenerContainer(ConnectionFactory connectionFactory) {
        DefaultJmsListenerContainerFactory factory = new DefaultJmsListenerContainerFactory();
        factory.setConnectionFactory(connectionFactory);
        // 相当于在application.yml中配置：spring.jms.pub-sub-domain=true
        factory.setPubSubDomain(true);
        return factory;
    }
}

经过这样的配置之后，我们在消费的时候，在 @JmsListener 注解中指定这个容器工厂即可消费 topic 消息。如下：

/**
 * Topic消息消费者
 * @author shengwu ni
 */
@Service
public class TopicConsumer1 {

    /**
     * 接收订阅消息
     * @param msg
     */
    @JmsListener(destination = ActiveMqConfig.TOPIC_NAME, containerFactory = "topicListenerContainer")
    public void receiveTopicMsg(String msg) {
        System.out.println("收到的消息为：" + msg);
    }

}

指定 containerFactory 属性为上面我们自己配置的 topicListenerContainer 即可。由于 topic 消息可以多个消费，所以该消费的类可以拷贝几个一起测试一下，这里我就不贴代码了，可以参考我的源码测试。

3.5.3 测试一下

启动项目，在浏览器中输入：http://localhost:8081/activemq/send/topic，观察控制台的输出日志，出现下面的日志说明消息发送和消费成功。

收到的消息为：Topic: hello activemq!
收到的消息为：Topic: hello activemq!

4. 总结

本章主要介绍了 jms 和 activemq 的相关概念、activemq 的安装与启动。详细分析了 Spring Boot 中点对点消息和发布/订阅消息两种方式的配置、消息生产和消费方式。ActiveMQ 是能力强劲的开源消息总线，在异步消息的处理上很有用，希望大家好好消化一下。

课程源代码下载地址：戳我下载

第16课：Spring Boot中集成 Shiro

Shiro 是一个强大、简单易用的 Java 安全框架，主要用来更便捷的认证，授权，加密，会话管等等，可为任何应用提供安全保障。本课程主要来介绍 Shiro 的认证和授权功能。

1. Shiro 三大核心组件

Shiro 有三大核心的组件：Subject、SecurityManager 和 Realm。先来看一下它们之间的关系。

[图片上传失败...(image-fb2808-1595916174586)]

1. Subject：认证主体。它包含两个信息：Principals 和 Credentials。看一下这两个信息具体是什么。

Principals：身份。可以是用户名，邮件，手机号码等等，用来标识一个登录主体身份；
Credentials：凭证。常见有密码，数字证书等等。

说白了，就是需要认证的东西，最常见的就是用户名密码了，比如用户在登录的时候，Shiro 需要去进行身份认证，就需要 Subject 认证主体。

2. SecurityManager：安全管理员。这是 Shiro 架构的核心，它就像 Shiro 内部所有原件的保护伞一样。我们在项目中一般都会配置 SecurityManager，开发人员大部分精力主要是在 Subject 认证主体上面。我们在与 Subject 进行交互的时候，实际上是 SecurityManager 在背后做一些安全操作。

3. Realms：Realms 是一个域，它是连接 Shiro 和具体应用的桥梁，当需要与安全数据交互的时候，比如用户账户、访问控制等，Shiro 就会从一个或多个 Realms 中去查找。我们一般会自己定制 Realm，这在下文会详细说明。

1. Shiro 身份和权限认证

1.2 Shiro 身份认证

我们来分析一下 Shiro 身份认证的过程，看一下官方的一个认证图：

认证过程

Step1：应用程序代码在调用 Subject.login(token) 方法后，传入代表最终用户的身份和凭证的 AuthenticationToken 实例 token。

Step2：将 Subject 实例委托给应用程序的 SecurityManager（Shiro的安全管理）来开始实际的认证工作。这里开始真正的认证工作了。

Step3，4，5：然后 SecurityManager 就会根据具体的 realm 去进行安全认证了。 从图中可以看出，realm 可以自定义（Custom Realm）。

1.3 Shiro 权限认证

权限认证，也就是访问控制，即在应用中控制谁能访问哪些资源。在权限认证中，最核心的三个要素是：权限，角色和用户。

权限（permission）：即操作资源的权利，比如访问某个页面，以及对某个模块的数据的添加，修改，删除，查看的权利；
角色（role）：指的是用户担任的的角色，一个角色可以有多个权限；
用户（user）：在 Shiro 中，代表访问系统的用户，即上面提到的 Subject 认证主体。

它们之间的的关系可以用下图来表示：

用户、角色和权限的关系

一个用户可以有多个角色，而不同的角色可以有不同的权限，也可由有相同的权限。比如说现在有三个角色，1是普通角色，2也是普通角色，3是管理员，角色1只能查看信息，角色2只能添加信息，管理员都可以，而且还可以删除信息，类似于这样。

2. Spring Boot 集成 Shiro 过程

2.1 依赖导入

Spring Boot 2.0.3 集成 Shiro 需要导入如下 starter 依赖：

<dependency>
    <groupId>org.apache.shiro</groupId>
    <artifactId>shiro-spring</artifactId>
    <version>1.4.0</version>
</dependency>

2.2 数据库表数据初始化

这里主要涉及到三张表：用户表、角色表和权限表，其实在 demo 中，我们完全可以自己模拟一下，不用建表，但是为了更加接近实际情况，我们还是加入 mybatis，来操作数据库。下面是数据库表的脚本。

CREATE TABLE `t_role` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `rolename` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '角色名称',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8

CREATE TABLE `t_user` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '用户主键',
  `username` varchar(20) NOT NULL COMMENT '用户名',
  `password` varchar(20) NOT NULL COMMENT '密码',
  `role_id` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '外键关联role表',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `role_id` (`role_id`),
  CONSTRAINT `t_user_ibfk_1` FOREIGN KEY (`role_id`) REFERENCES `t_role` (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8

CREATE TABLE `t_permission` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `permissionname` varchar(50) NOT NULL COMMENT '权限名',
  `role_id` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '外键关联role',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `role_id` (`role_id`),
  CONSTRAINT `t_permission_ibfk_1` FOREIGN KEY (`role_id`) REFERENCES `t_role` (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=3 DEFAULT CHARSET=utf8

其中，t_user，t_role 和 t_permission，分别存储用户信息，角色信息和权限信息，表建立好了之后，我们往表里插入一些测试数据。
t_user 表：

id	username	password	role_id
1	csdn1	123456	1
2	csdn2	123456	2
3	csdn3	123456	3

t_role 表：

id	rolename
1	admin
2	teacher
3	student

t_permission 表：

id	permissionname	role_id
1	user:*	1
2	student:*	2

解释一下这里的权限：user:*表示权限可以是 user:create 或者其他，* 处表示一个占位符，我们可以自己定义，具体的会在下文 Shiro 配置那里说明。

2.2 自定义 Realm

有了数据库表和数据之后，我们开始自定义 realm，自定义 realm 需要继承 AuthorizingRealm 类，因为该类封装了很多方法，它也是一步步继承自 Realm 类的，继承了 AuthorizingRealm 类后，需要重写两个方法：

doGetAuthenticationInfo() 方法：用来验证当前登录的用户，获取认证信息
doGetAuthorizationInfo() 方法：用来为当前登陆成功的用户授予权限和角色

具体实现如下，相关的解释我放在代码的注释中，这样更加方便直观：

/**
 * 自定义realm
 * @author shengwu ni
 */
public class MyRealm extends AuthorizingRealm {

    @Resource
    private UserService userService;

    @Override
    protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principalCollection) {
        // 获取用户名
        String username = (String) principalCollection.getPrimaryPrincipal();
        SimpleAuthorizationInfo authorizationInfo = new SimpleAuthorizationInfo();
        // 给该用户设置角色，角色信息存在t_role表中取
        authorizationInfo.setRoles(userService.getRoles(username));
        // 给该用户设置权限，权限信息存在t_permission表中取
        authorizationInfo.setStringPermissions(userService.getPermissions(username));
        return authorizationInfo;
    }

    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException {
        // 根据token获取用户名，如果您不知道该该token怎么来的，先可以不管，下文会解释
        String username = (String) authenticationToken.getPrincipal();
        // 根据用户名从数据库中查询该用户
        User user = userService.getByUsername(username);
        if(user != null) {
            // 把当前用户存到session中
            SecurityUtils.getSubject().getSession().setAttribute("user", user);
            // 传入用户名和密码进行身份认证，并返回认证信息
            AuthenticationInfo authcInfo = new SimpleAuthenticationInfo(user.getUsername(), user.getPassword(), "myRealm");
            return authcInfo;
        } else {
            return null;
        }
    }
}

从上面两个方法中可以看出：验证身份的时候是根据用户输入的用户名先从数据库中查出该用户名对应的用户，这时候并没有涉及到密码，也就是说到这一步的时候，即使用户输入的密码不对，也是可以查出来该用户的，然后将该用户的正确信息封装到 authcInfo 中返回给 Shiro，接下来就是Shiro的事了，它会根据这里面的真实信息与用户前台输入的用户名和密码进行校验， 这个时候也要校验密码了，如果校验通过就让用户登录，否则跳转到指定页面。同理，权限验证的时候也是先根据用户名从数据库中获取与该用户名有关的角色和权限，然后封装到 authorizationInfo 中返回给 Shiro。

2.3 Shiro 配置

自定义的 realm 写好了，接下来需要对 Shiro 进行配置了。我们主要配置三个东西：自定义 realm、安全管理器 SecurityManager 和 Shiro 过滤器。如下：

配置自定义 realm：

@Configuration
public class ShiroConfig {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ShiroConfig.class);

    /**
     * 注入自定义的realm
     * @return MyRealm
     */
    @Bean
    public MyRealm myAuthRealm() {
        MyRealm myRealm = new MyRealm();
        logger.info("====myRealm注册完成=====");
        return myRealm;
    }
}

配置安全管理器 SecurityManager：

@Configuration
public class ShiroConfig {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ShiroConfig.class);

    /**
     * 注入安全管理器
     * @return SecurityManager
     */
    @Bean
    public SecurityManager securityManager() {
        // 将自定义realm加进来
        DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager(myAuthRealm());
        logger.info("====securityManager注册完成====");
        return securityManager;
    }
}

配置 SecurityManager 时，需要将上面的自定义 realm 添加进来，这样的话 Shiro 才会走到自定义的 realm 中。

配置 Shiro 过滤器：

@Configuration
public class ShiroConfig {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ShiroConfig.class);
    
    /**
     * 注入Shiro过滤器
     * @param securityManager 安全管理器
     * @return ShiroFilterFactoryBean
     */
    @Bean
    public ShiroFilterFactoryBean shiroFilter(SecurityManager securityManager) {
        // 定义shiroFactoryBean
        ShiroFilterFactoryBean shiroFilterFactoryBean=new ShiroFilterFactoryBean();

        // 设置自定义的securityManager
        shiroFilterFactoryBean.setSecurityManager(securityManager);

        // 设置默认登录的url，身份认证失败会访问该url
        shiroFilterFactoryBean.setLoginUrl("/login");
        // 设置成功之后要跳转的链接
        shiroFilterFactoryBean.setSuccessUrl("/success");
        // 设置未授权界面，权限认证失败会访问该url
        shiroFilterFactoryBean.setUnauthorizedUrl("/unauthorized");

        // LinkedHashMap是有序的，进行顺序拦截器配置
        Map<String,String> filterChainMap = new LinkedHashMap<>();

        // 配置可以匿名访问的地址，可以根据实际情况自己添加，放行一些静态资源等，anon表示放行
        filterChainMap.put("/css/**", "anon");
        filterChainMap.put("/imgs/**", "anon");
        filterChainMap.put("/js/**", "anon");
        filterChainMap.put("/swagger-*/**", "anon");
        filterChainMap.put("/swagger-ui.html/**", "anon");
        // 登录url 放行
        filterChainMap.put("/login", "anon");

        // “/user/admin” 开头的需要身份认证，authc表示要身份认证
        filterChainMap.put("/user/admin*", "authc");
        // “/user/student” 开头的需要角色认证，是“admin”才允许
        filterChainMap.put("/user/student*/**", "roles[admin]");
        // “/user/teacher” 开头的需要权限认证，是“user:create”才允许
        filterChainMap.put("/user/teacher*/**", "perms[\"user:create\"]");

        // 配置logout过滤器
        filterChainMap.put("/logout", "logout");

        // 设置shiroFilterFactoryBean的FilterChainDefinitionMap
        shiroFilterFactoryBean.setFilterChainDefinitionMap(filterChainMap);
        logger.info("====shiroFilterFactoryBean注册完成====");
        return shiroFilterFactoryBean;
    }
}

配置 Shiro 过滤器时会传入一个安全管理器，可以看出，这是一环套一环，reaml -> SecurityManager -> filter。在过滤器中，我们需要定义一个 shiroFactoryBean，然后将 SecurityManager 添加进来，结合上面代码可以看出，要配置的东西主要有：

默认登录的 url：身份认证失败会访问该 url
认证成功之后要跳转的 url
权限认证失败会访问该 url
需要拦截或者放行的 url：这些都放在一个 map 中

从上述代码中可以看出，在 map 中，针对不同的 url，有不同的权限要求，这里总结一下常用的几个权限。

Filter	说明
anon	开放权限，可以理解为匿名用户或游客，可以直接访问的
authc	需要身份认证的
logout	注销，执行后会直接跳转到 shiroFilterFactoryBean.setLoginUrl(); 设置的 url，即登录页面
roles[admin]	参数可写多个，表示是某个或某些角色才能通过，多个参数时写 roles["admin，user"]，当有多个参数时必须每个参数都通过才算通过
perms[user]	参数可写多个，表示需要某个或某些权限才能通过，多个参数时写 perms[“user, admin”]，当有多个参数时必须每个参数都通过才算通过

2.4 使用 Shiro 进行认证

到这里，我们对 Shiro 的准备工作都做完了，接下来开始使用 Shiro 进行认证工作。我们首先来设计几个接口：

接口一： 使用 http://localhost:8080/user/admin 来验证身份认证
接口二： 使用 http://localhost:8080/user/student 来验证角色认证
接口三： 使用 http://localhost:8080/user/teacher 来验证权限认证
接口四： 使用 http://localhost:8080/user/login 来实现用户登录

然后来一下认证的流程：

流程一： 直接访问接口一（此时还未登录），认证失败，跳转到 login.html 页面让用户登录，登录会请求接口四，实现用户登录功能，此时 Shiro 已经保存了用户信息了。
流程二： 再次访问接口一（此时用户已经登录），认证成功，跳转到 success.html 页面，展示用户信息。
流程三： 访问接口二，测试角色认证是否成功。
流程四： 访问接口三，测试权限认证是否成功。

2.4.1 身份、角色、权限认证接口

@Controller
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    /**
     * 身份认证测试接口
     * @param request
     * @return
     */
    @RequestMapping("/admin")
    public String admin(HttpServletRequest request) {
        Object user = request.getSession().getAttribute("user");
        return "success";
    }

    /**
     * 角色认证测试接口
     * @param request
     * @return
     */
    @RequestMapping("/student")
    public String student(HttpServletRequest request) {
        return "success";
    }

    /**
     * 权限认证测试接口
     * @param request
     * @return
     */
    @RequestMapping("/teacher")
    public String teacher(HttpServletRequest request) {
        return "success";
    }
}

这三个接口很简单，直接返回到指定页面展示即可，只要认证成功就会正常跳转，如果认证失败，就会跳转到上文 ShrioConfig 中配置的页面进行展示。

2.4.2 用户登录接口

@Controller
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    /**
     * 用户登录接口
     * @param user user
     * @param request request
     * @return string
     */
    @PostMapping("/login")
    public String login(User user, HttpServletRequest request) {

        // 根据用户名和密码创建token
        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(user.getUsername(), user.getPassword());
        // 获取subject认证主体
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        try{
            // 开始认证，这一步会跳到我们自定义的realm中
            subject.login(token);
            request.getSession().setAttribute("user", user);
            return "success";
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
            request.getSession().setAttribute("user", user);
            request.setAttribute("error", "用户名或密码错误！");
            return "login";
        }
    }
}

我们重点分析一下这个登录接口，首先会根据前端传过来的用户名和密码，创建一个 token，然后使用 SecurityUtils 来创建一个认证主体，接下来开始调用 subject.login(token) 开始进行身份认证了，注意这里传了刚刚创建的 token，就如注释中所述，这一步会跳转到我们自定义的 realm 中，进入 doGetAuthenticationInfo 方法，所以到这里，您就会明白该方法中那个参数 token 了。然后就是上文分析的那样，开始进行身份认证。

2.4.3 测试一下

最后，启动项目，测试一下：
浏览器请求 http://localhost:8080/user/admin 会进行身份认证，因为此时未登录，所以会跳转到 IndexController 中的 /login 接口，然后跳转到 login.html 页面让我们登录，使用用户名密码为 csdn/123456 登录之后，我们在浏览器中请求 http://localhost:8080/user/student 接口，会进行角色认证，因为数据库中 csdn1 的用户角色是 admin，所以和配置中的吻合，认证通过；我们再请求 http://localhost:8080/user/teacher 接口，会进行权限认证，因为数据库中 csdn1 的用户权限为 user:*，满足配置中的 user:create，所以认证通过。

接下来，我们点退出，系统会注销重新让我们登录，我们使用 csdn2 这个用户来登录，重复上述操作，当在进行角色认证和权限认证这两步时，就认证不通过了，因为数据库中 csdn2 这个用户存的角色和权限与配置中的不同，所以认证不通过。

3. 总结

本节主要介绍了 Shiro 安全框架与 Spring Boot 的整合。先介绍了 Shiro 的三大核心组件已经它们的作用；然后介绍了 Shiro 的身份认证、角色认证和权限认证；最后结合代码，详细介绍了 Spring Boot 中是如何整合 Shiro 的，并设计了一套测试流程，逐步分析 Shiro 的工作流程和原理，让读者更直观地体会出 Shiro 的整套工作流程。Shiro 使用的很广泛，希望读者将其掌握，并能运用到实际项目中。

课程源代码下载地址：戳我下载

第17课：Spring Boot中集成Lucence

1. Lucence 和全文检索

Lucene 是什么？看一下百度百科：

Lucene是一套用于全文检索和搜寻的开源程式库，由 Apache 软件基金会支持和提供。Lucene 提供了一个简单却强大的应用程式接口，能够做全文索引和搜寻。在 Java 开发环境里 Lucene 是一个成熟的免费开源工具。就其本身而言，Lucene 是当前以及最近几年最受欢迎的免费 Java 信息检索程序库。——《百度百科》

1.1 全文检索

这里提到了全文检索的概念，我们先来分析一下什么是全文检索，理解了全文检索之后，再理解 Lucene 的原理就非常简单了。

何为全文检索？举个例子，比如现在要在一个文件中查找某个字符串，最直接的想法就是从头开始检索，查到了就OK，这种对于小数据量的文件来说，很实用，但是对于大数据量的文件来说，就有点吃力了。或者说找包含某个字符串的文件，也是这样，如果在一个拥有几十个 G 的硬盘中找那效率可想而知，是很低的。

文件中的数据是属于非结构化数据，也就是说它没有什么结构可言，要解决上面提到的效率问题，首先我们得将非结构化数据中的一部分信息提取出来，重新组织，使其变得有一定结构，然后对这些有一定结构的数据进行搜索，从而达到搜索相对较快的目的。这就叫全文搜索。即先建立索引，再对索引进行搜索的过程。

1.2 Lucene 建立索引的方式

那么 Lucene 中是如何建立索引的呢？假设现在有两篇文章，内容如下：

文章1的内容为：Tom lives in Guangzhou, I live in Guangzhou too.
文章2的内容为：He once lived in Shanghai.

首先第一步是将文档传给分词组件（Tokenizer），分词组件会将文档分成一个个单词，并去除标点符号和停词。所谓的停词指的是没有特别意义的词，比如英文中的 a，the，too 等。经过分词后，得到词元（Token） 。如下：

文章1经过分词后的结果：[Tom] [lives] [Guangzhou] [I] [live] [Guangzhou]
文章2经过分词后的结果：[He] [lives] [Shanghai]

然后将词元传给语言处理组件（Linguistic Processor），对于英语，语言处理组件一般会将字母变为小写，将单词缩减为词根形式，如 ”lives” 到 ”live” 等，将单词转变为词根形式，如 ”drove” 到 ”drive” 等。然后得到词（Term）。如下：

文章1经过处理后的结果：[tom] [live] [guangzhou] [i] [live] [guangzhou]
文章2经过处理后的结果：[he] [live] [shanghai]

最后将得到的词传给索引组件（Indexer），索引组件经过处理，得到下面的索引结构：

关键词	文章号[出现频率]	出现位置
guangzhou	1[2]	3,6
he	2[1]	1
i	1[1]	4
live	1[2],2[1]	2,5,2
shanghai	2[1]	3
tom	1[1]	1

以上就是Lucene 索引结构中最核心的部分。它的关键字是按字符顺序排列的，因此 Lucene 可以用二元搜索算法快速定位关键词。实现时 Lucene 将上面三列分别作为词典文件（Term Dictionary）、频率文件（frequencies）和位置文件（positions）保存。其中词典文件不仅保存有每个关键词，还保留了指向频率文件和位置文件的指针，通过指针可以找到该关键字的频率信息和位置信息。
搜索的过程是先对词典二元查找、找到该词，通过指向频率文件的指针读出所有文章号，然后返回结果，然后就可以在具体的文章中根据出现位置找到该词了。所以 Lucene 在第一次建立索引的时候可能会比较慢，但是以后就不需要每次都建立索引了，就快了。

理解了 Lucene 的分词原理，接下来我们在 Spring Boot 中集成 Lucene 并实现索引和搜索的功能。

2. Spring Boot 中集成 Lucence

2.1 依赖导入

首先需要导入 Lucene 的依赖，它的依赖有好几个，如下：

<!-- Lucence核心包 -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.lucene</groupId>
    <artifactId>lucene-core</artifactId>
    <version>5.3.1</version>
</dependency>

<!-- Lucene查询解析包 -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.lucene</groupId>
    <artifactId>lucene-queryparser</artifactId>
    <version>5.3.1</version>
</dependency>

<!-- 常规的分词（英文） -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.lucene</groupId>
    <artifactId>lucene-analyzers-common</artifactId>
    <version>5.3.1</version>
</dependency>

<!--支持分词高亮  -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.lucene</groupId>
    <artifactId>lucene-highlighter</artifactId>
    <version>5.3.1</version>
</dependency>

<!--支持中文分词  -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.lucene</groupId>
    <artifactId>lucene-analyzers-smartcn</artifactId>
    <version>5.3.1</version>
</dependency>

最后一个依赖是用来支持中文分词的，因为默认是支持英文的。那个高亮的分词依赖是最后我要做一个搜索，然后将搜到的内容高亮显示，模拟当前互联网上的做法，大家可以运用到实际项目中去。

2.2 快速入门

根据上文的分析，全文检索有两个步骤，先建立索引，再检索。所以为了测试这个过程，我新建两个 java 类，一个用来建立索引的，另一个用来检索。

2.2.1 建立索引

我们自己弄几个文件，放到 D:\lucene\data 目录下，新建一个 Indexer 类来实现建立索引功能。首先在构造方法中初始化标准分词器和写索引实例。

public class Indexer {

    /**
     * 写索引实例
     */
    private IndexWriter writer;

    /**
     * 构造方法，实例化IndexWriter
     * @param indexDir
     * @throws Exception
     */
    public Indexer(String indexDir) throws Exception {
        Directory dir = FSDirectory.open(Paths.get(indexDir));
        //标准分词器，会自动去掉空格啊，is a the等单词
        Analyzer analyzer = new StandardAnalyzer();
        //将标准分词器配到写索引的配置中
        IndexWriterConfig config = new IndexWriterConfig(analyzer);
        //实例化写索引对象
        writer = new IndexWriter(dir, config);
    }
}

在构造放发中传一个存放索引的文件夹路径，然后构建标准分词器（这是英文的），再使用标准分词器来实例化写索引对象。接下来就开始建立索引了，我将解释放到代码注释里，方便大家跟进。

/**
 * 索引指定目录下的所有文件
 * @param dataDir
 * @return
 * @throws Exception
 */
public int indexAll(String dataDir) throws Exception {
    // 获取该路径下的所有文件
    File[] files = new File(dataDir).listFiles();
    if (null != files) {
        for (File file : files) {
            //调用下面的indexFile方法，对每个文件进行索引
            indexFile(file);
        }
    }
    //返回索引的文件数
    return writer.numDocs();
}

/**
 * 索引指定的文件
 * @param file
 * @throws Exception
 */
private void indexFile(File file) throws Exception {
    System.out.println("索引文件的路径：" + file.getCanonicalPath());
    //调用下面的getDocument方法，获取该文件的document
    Document doc = getDocument(file);
    //将doc添加到索引中
    writer.addDocument(doc);
}

/**
 * 获取文档，文档里再设置每个字段，就类似于数据库中的一行记录
 * @param file
 * @return
 * @throws Exception
 */
private Document getDocument(File file) throws Exception {
    Document doc = new Document();
    //开始添加字段
    //添加内容
    doc.add(new TextField("contents", new FileReader(file)));
    //添加文件名，并把这个字段存到索引文件里
    doc.add(new TextField("fileName", file.getName(), Field.Store.YES));
    //添加文件路径
    doc.add(new TextField("fullPath", file.getCanonicalPath(), Field.Store.YES));
    return doc;
}

这样就建立好索引了，我们在该类中写一个 main 方法测试一下：

public static void main(String[] args) {
        //索引保存到的路径
        String indexDir = "D:\\lucene";
        //需要索引的文件数据存放的目录
        String dataDir = "D:\\lucene\\data";
        Indexer indexer = null;
        int indexedNum = 0;
        //记录索引开始时间
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        try {
            // 开始构建索引
            indexer = new Indexer(indexDir);
            indexedNum = indexer.indexAll(dataDir);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (null != indexer) {
                    indexer.close();
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //记录索引结束时间
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("索引耗时" + (endTime - startTime) + "毫秒");
        System.out.println("共索引了" + indexedNum + "个文件");
    }

我搞了两个 tomcat 相关的文件放到 D:\lucene\data 下了，执行完之后，看到控制台输出：

索引文件的路径：D:\lucene\data\catalina.properties
索引文件的路径：D:\lucene\data\logging.properties
索引耗时882毫秒
共索引了2个文件

然后我们去 D:\lucene\ 目录下可以看到一些索引文件，这些文件不能删除，删除了就需要重新构建索引，否则没了索引，就无法去检索内容了。

2.2.2 检索内容

上面把这两个文件的索引建立好了，接下来我们就可以写检索程序了，在这两个文件中查找特定的词。

public class Searcher {

    public static void search(String indexDir, String q) throws Exception {

        //获取要查询的路径，也就是索引所在的位置
        Directory dir = FSDirectory.open(Paths.get(indexDir));
        IndexReader reader = DirectoryReader.open(dir);
        //构建IndexSearcher
        IndexSearcher searcher = new IndexSearcher(reader);
        //标准分词器，会自动去掉空格啊，is a the等单词
        Analyzer analyzer = new StandardAnalyzer();
        //查询解析器
        QueryParser parser = new QueryParser("contents", analyzer);
        //通过解析要查询的String，获取查询对象，q为传进来的待查的字符串
        Query query = parser.parse(q);

        //记录索引开始时间
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        //开始查询，查询前10条数据，将记录保存在docs中
        TopDocs docs = searcher.search(query, 10);
        //记录索引结束时间
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("匹配" + q + "共耗时" + (endTime-startTime) + "毫秒");
        System.out.println("查询到" + docs.totalHits + "条记录");

        //取出每条查询结果
        for(ScoreDoc scoreDoc : docs.scoreDocs) {
            //scoreDoc.doc相当于docID,根据这个docID来获取文档
            Document doc = searcher.doc(scoreDoc.doc);
            //fullPath是刚刚建立索引的时候我们定义的一个字段，表示路径。也可以取其他的内容，只要我们在建立索引时有定义即可。
            System.out.println(doc.get("fullPath"));
        }
        reader.close();
    }
}

ok，这样我们检索的代码就写完了，每一步解释我写在代码中的注释上了，下面写个 main 方法来测试一下：

public static void main(String[] args) {
    String indexDir = "D:\\lucene";
    //查询这个字符串
    String q = "security";
    try {
        search(indexDir, q);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

查一下 security 这个字符串，执行一下看控制台打印的结果：

匹配security共耗时23毫秒
查询到1条记录
D:\lucene\data\catalina.properties

可以看出，耗时了23毫秒在两个文件中找到了 security 这个字符串，并输出了文件的名称。上面的代码我写的很详细，这个代码已经比较全了，可以用在生产环境上。

2.3 中文分词检索高亮实战

上文已经写了建立索引和检索的代码，但是在实际项目中，我们往往是结合页面做一些查询结果的展示，比如我要查某个关键字，查到了之后，将相关的信息点展示出来，并将查询的关键字高亮等等。这种需求在实际项目中非常常见，而且大多数网站中都会有这种效果。所以这一小节我们就使用 Lucene 来实现这种效果。

2.3.1 中文分词

我们新建一个 ChineseIndexer 类来建立中文索引，建立过程和英文索引一样的，不同的地方在于使用的是中文分词器。除此之外，这里我们不用通过读取文件去建立索引，我们模拟一下用字符串来建立，因为在实际项目中，绝大部分情况是获取到一些文本字符串，然后根据一些关键字去查询相关内容等等。代码如下：

public class ChineseIndexer {

    /**
     * 存放索引的位置
     */
    private Directory dir;

    //准备一下用来测试的数据
    //用来标识文档
    private Integer ids[] = {1, 2, 3};
    private String citys[] = {"上海", "南京", "青岛"};
    private String descs[] = {
            "上海是个繁华的城市。",
            "南京是一个文化的城市南京，简称宁，是江苏省会，地处中国东部地区，长江下游，濒江近海。全市下辖11个区，总面积6597平方公里，2013年建成区面积752.83平方公里，常住人口818.78万，其中城镇人口659.1万人。[1-4] “江南佳丽地，金陵帝王州”，南京拥有着6000多年文明史、近2600年建城史和近500年的建都史，是中国四大古都之一，有“六朝古都”、“十朝都会”之称，是中华文明的重要发祥地，历史上曾数次庇佑华夏之正朔，长期是中国南方的政治、经济、文化中心，拥有厚重的文化底蕴和丰富的历史遗存。[5-7] 南京是国家重要的科教中心，自古以来就是一座崇文重教的城市，有“天下文枢”、“东南第一学”的美誉。截至2013年，南京有高等院校75所，其中211高校8所，仅次于北京上海；国家重点实验室25所、国家重点学科169个、两院院士83人，均居中国第三。[8-10] 。",
            "青岛是一个美丽的城市。"
    };

    /**
     * 生成索引
     * @param indexDir
     * @throws Exception
     */
    public void index(String indexDir) throws Exception {
        dir = FSDirectory.open(Paths.get(indexDir));
        // 先调用 getWriter 获取IndexWriter对象
        IndexWriter writer = getWriter();
        for(int i = 0; i < ids.length; i++) {
            Document doc = new Document();
            // 把上面的数据都生成索引，分别用id、city和desc来标识
            doc.add(new IntField("id", ids[i], Field.Store.YES));
            doc.add(new StringField("city", citys[i], Field.Store.YES));
            doc.add(new TextField("desc", descs[i], Field.Store.YES));
            //添加文档
            writer.addDocument(doc);
        }
        //close了才真正写到文档中
        writer.close();
    }

    /**
     * 获取IndexWriter实例
     * @return
     * @throws Exception
     */
    private IndexWriter getWriter() throws Exception {
        //使用中文分词器
        SmartChineseAnalyzer analyzer = new SmartChineseAnalyzer();
        //将中文分词器配到写索引的配置中
        IndexWriterConfig config = new IndexWriterConfig(analyzer);
        //实例化写索引对象
        IndexWriter writer = new IndexWriter(dir, config);
        return writer;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new ChineseIndexer().index("D:\\lucene2");
    }
}

这里我们用 id、city、desc 分别代表 id、城市名称和城市描述，用他们作为关键字来建立索引，后面我们获取内容的时候，主要来获取城市描述。南京的描述我故意写的长一点，因为下文检索的时候，根据不同的关键字会检索到不同部分的信息，有个权重的概念在里面。
然后执行一下 main 方法，将索引保存到 D:\lucene2\ 中。

2.3.2 中文分词查询

中文分词查询代码逻辑和默认的查询差不多，有一些区别在于，我们需要将查询出来的关键字标红加粗等需要处理，需要计算出一个得分片段，这是什么意思呢？比如我搜索 “南京文化” 跟搜索 “南京文明”，这两个搜索结果应该根据关键字出现的位置，返回的结果不一样才对，这在下文会测试。我们先看一下代码和注释：

public class ChineseSearch {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ChineseSearch.class);

    public static List<String> search(String indexDir, String q) throws Exception {

        //获取要查询的路径，也就是索引所在的位置
        Directory dir = FSDirectory.open(Paths.get(indexDir));
        IndexReader reader = DirectoryReader.open(dir);
        IndexSearcher searcher = new IndexSearcher(reader);
        //使用中文分词器
        SmartChineseAnalyzer analyzer = new SmartChineseAnalyzer();
        //由中文分词器初始化查询解析器
        QueryParser parser = new QueryParser("desc", analyzer);
        //通过解析要查询的String，获取查询对象
        Query query = parser.parse(q);

        //记录索引开始时间
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        //开始查询，查询前10条数据，将记录保存在docs中
        TopDocs docs = searcher.search(query, 10);
        //记录索引结束时间
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        logger.info("匹配{}共耗时{}毫秒", q, (endTime - startTime));
        logger.info("查询到{}条记录", docs.totalHits);

        //如果不指定参数的话，默认是加粗，即<b><b/>
        SimpleHTMLFormatter simpleHTMLFormatter = new SimpleHTMLFormatter("<b><font color=red>","</font></b>");
        //根据查询对象计算得分，会初始化一个查询结果最高的得分
        QueryScorer scorer = new QueryScorer(query);
        //根据这个得分计算出一个片段
        Fragmenter fragmenter = new SimpleSpanFragmenter(scorer);
        //将这个片段中的关键字用上面初始化好的高亮格式高亮
        Highlighter highlighter = new Highlighter(simpleHTMLFormatter, scorer);
        //设置一下要显示的片段
        highlighter.setTextFragmenter(fragmenter);

        //取出每条查询结果
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for(ScoreDoc scoreDoc : docs.scoreDocs) {
            //scoreDoc.doc相当于docID,根据这个docID来获取文档
            Document doc = searcher.doc(scoreDoc.doc);
            logger.info("city:{}", doc.get("city"));
            logger.info("desc:{}", doc.get("desc"));
            String desc = doc.get("desc");

            //显示高亮
            if(desc != null) {
                TokenStream tokenStream = analyzer.tokenStream("desc", new StringReader(desc));
                String summary = highlighter.getBestFragment(tokenStream, desc);
                logger.info("高亮后的desc:{}", summary);
                list.add(summary);
            }
        }
        reader.close();
        return list;
    }
}

每一步的注释我写的很详细，在这就不赘述了。接下来我们来测试一下效果。

2.3.3 测试一下

这里我们使用 thymeleaf 来写个简单的页面来展示获取到的数据，并高亮展示。在 controller 中我们指定索引的目录和需要查询的字符串，如下：

@Controller
@RequestMapping("/lucene")
public class IndexController {

    @GetMapping("/test")
    public String test(Model model) {
        // 索引所在的目录
        String indexDir = "D:\\lucene2";
        // 要查询的字符
//        String q = "南京文明";
        String q = "南京文化";
        try {
            List<String> list = ChineseSearch.search(indexDir, q);
            model.addAttribute("list", list);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "result";
    }
}

直接返回到 result.html 页面，该页面主要来展示一下 model 中的数据即可。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en" xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<div th:each="desc : ${list}">
    <div th:utext="${desc}"></div>
</div>
</body>
</html>

这里注意一下，不能使用 th:test，否则字符串中的 html 标签都会被转义，不会被渲染到页面。下面启动服务，在浏览器中输入 http://localhost:8080/lucene/test，测试一下效果，我们搜索的是 “南京文化”。

南京文化

再将 controller 中的搜索关键字改成 “南京文明”，看下命中的效果。

南京文明

可以看出，不同的关键词，它会计算一个得分片段，也就是说不同的关键字会命中不同位置的内容，然后将关键字根据我们自己设定的形式高亮显示。从结果中可以看出，Lucene 也可以很智能的将关键字拆分命中，这在实际项目中会很好用。

3. 总结

本节课首先详细的分析了全文检索的理论规则，然后结合 Lucene，系统的讲述了在 Spring Boot 的集成步骤，首先快速带领大家从直观上感受 Lucene 如何建立索引已经如果检索，其次通过中文检索的具体实例，展示了 Lucene 在全文检索中的广泛应用。Lucene 不难，主要就是步骤比较多，代码不用死记硬背，拿到项目中根据实际情况做对应的修改即可。

课程源代码下载地址：戳我下载

第18课：Spring Boot搭建实际项目开发中的架构

前面的课程中，我主要给大家讲解了 Spring Boot 中常用的一些技术点，这些技术点在实际项目中可能不会全部用得到，因为不同的项目可能使用的技术不同，但是希望大家都能掌握如何使用，并能自己根据实际项目中的需求进行相应的扩展。

不知道大家了不了解单片机，单片机里有个最小系统，这个最小系统搭建好了之后，就可以在此基础上进行人为的扩展。这节课我们要做的就是搭建一个 “Spring Boot 最小系统架构” 。拿着这个架构，可以在此基础上根据实际需求做相应的扩展。

从零开始搭建一个环境，主要要考虑几点：统一封装的数据结构、可调式的接口、json的处理、模板引擎的使用（本文不写该项，因为现在大部分项目都前后端分离了，但是考虑到也还有非前后端分离的项目，所以我在源代码里也加上了 thymeleaf）、持久层的集成、拦截器（这个也是可选的）和全局异常处理。一般包括这些东西的话，基本上一个 Spring Boot 项目环境就差不多了，然后就是根据具体情况来扩展了。

结合前面的课程和以上的这些点，本节课手把手带领大家搭建一个实际项目开发中可用的 Spring Boot 架构。整个项目工程如下图所示，学习的时候，可以结合我的源码，这样效果会更好。

工程架构

1. 统一的数据封装

由于封装的 json 数据的类型不确定，所以在定义统一的 json 结构时，我们需要用到泛型。统一的 json 结构中属性包括数据、状态码、提示信息即可，构造方法可以根据实际业务需求做相应的添加即可，一般来说，应该有默认的返回结构，也应该有用户指定的返回结构。如下：

/**
 * 统一返回对象
 * @author shengwu ni
 * @param <T>
 */
public class JsonResult<T> {

    private T data;
    private String code;
    private String msg;

    /**
     * 若没有数据返回，默认状态码为0，提示信息为：操作成功！
     */
    public JsonResult() {
        this.code = "0";
        this.msg = "操作成功！";
    }

    /**
     * 若没有数据返回，可以人为指定状态码和提示信息
     * @param code
     * @param msg
     */
    public JsonResult(String code, String msg) {
        this.code = code;
        this.msg = msg;
    }

    /**
     * 有数据返回时，状态码为0，默认提示信息为：操作成功！
     * @param data
     */
    public JsonResult(T data) {
        this.data = data;
        this.code = "0";
        this.msg = "操作成功！";
    }

    /**
     * 有数据返回，状态码为0，人为指定提示信息
     * @param data
     * @param msg
     */
    public JsonResult(T data, String msg) {
        this.data = data;
        this.code = "0";
        this.msg = msg;
    }
    
    /**
     * 使用自定义异常作为参数传递状态码和提示信息
     * @param msgEnum
     */
    public JsonResult(BusinessMsgEnum msgEnum) {
        this.code = msgEnum.code();
        this.msg = msgEnum.msg();
    }

    // 省去get和set方法
}

大家可以根据自己项目中所需要的一些东西，合理的修改统一结构中的字段信息。

2. json的处理

Json 处理工具很多，比如阿里巴巴的 fastjson，不过 fastjson 对有些未知类型的 null 无法转成空字符串，这可能是 fastjson 自身的缺陷，可扩展性也不是太好，但是使用起来方便，使用的人也蛮多的。这节课里面我们主要集成 Spring Boot 自带的 jackson。主要是对 jackson 做一下对 null 的配置即可，然后就可以在项目中使用了。

/**
 * jacksonConfig
 * @author shengwu ni
 */
@Configuration
public class JacksonConfig {
    @Bean
    @Primary
    @ConditionalOnMissingBean(ObjectMapper.class)
    public ObjectMapper jacksonObjectMapper(Jackson2ObjectMapperBuilder builder) {
        ObjectMapper objectMapper = builder.createXmlMapper(false).build();
        objectMapper.getSerializerProvider().setNullValueSerializer(new JsonSerializer<Object>() {
            @Override
            public void serialize(Object o, JsonGenerator jsonGenerator, SerializerProvider serializerProvider) throws IOException {
                jsonGenerator.writeString("");
            }
        });
        return objectMapper;
    }
}

这里先不测试，等下面 swagger2 配置好了之后，我们一起来测试一下。

3. swagger2在线可调式接口

有了 swagger，开发人员不需要给其他人员提供接口文档，只要告诉他们一个 Swagger 地址，即可展示在线的 API 接口文档，除此之外，调用接口的人员还可以在线测试接口数据，同样地，开发人员在开发接口时，同样也可以利用 Swagger 在线接口文档测试接口数据，这给开发人员提供了便利。使用 swagger 需要对其进行配置：

/**
 * swagger配置
 * @author shengwu ni
 */
@Configuration
@EnableSwagger2
public class SwaggerConfig {

    @Bean
    public Docket createRestApi() {
        return new Docket(DocumentationType.SWAGGER_2)
                // 指定构建api文档的详细信息的方法：apiInfo()
                .apiInfo(apiInfo())
                .select()
                // 指定要生成api接口的包路径，这里把controller作为包路径，生成controller中的所有接口
                .apis(RequestHandlerSelectors.basePackage("com.itcodai.course18.controller"))
                .paths(PathSelectors.any())
                .build();
    }

    /**
     * 构建api文档的详细信息
     * @return
     */
    private ApiInfo apiInfo() {
        return new ApiInfoBuilder()
                // 设置页面标题
                .title("Spring Boot搭建实际项目中开发的架构")
                // 设置接口描述
                .description("跟武哥一起学Spring Boot第18课")
                // 设置联系方式
                .contact("倪升武，" + "微信公众号：程序员私房菜")
                // 设置版本
                .version("1.0")
                // 构建
                .build();
    }
}

到这里，可以先测试一下，写一个 Controller，弄一个静态的接口测试一下上面集成的内容。

@RestController
@Api(value = "用户信息接口")
public class UserController {

    @Resource
    private UserService userService;

    @GetMapping("/getUser/{id}")
    @ApiOperation(value = "根据用户唯一标识获取用户信息")
    public JsonResult<User> getUserInfo(@PathVariable @ApiParam(value = "用户唯一标识") Long id) {
        User user = new User(id, "倪升武", "123456");
        return new JsonResult<>(user);
    }
}

然后启动项目，在浏览器中输入 localhost:8080/swagger-ui.html 即可看到 swagger 接口文档页面，调用一下上面这个接口，即可看到返回的 json 数据。

4. 持久层集成

每个项目中是必须要有持久层的，与数据库交互，这里我们主要来集成 mybatis，集成 mybatis 首先要在 application.yml 中进行配置。

# 服务端口号
server:
  port: 8080

# 数据库地址
datasource:
  url: localhost:3306/blog_test

spring:
  datasource: # 数据库配置
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://${datasource.url}?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&allowMultiQueries=true&autoReconnect=true&failOverReadOnly=false&maxReconnects=10
    username: root
    password: 123456
    hikari:
      maximum-pool-size: 10 # 最大连接池数
      max-lifetime: 1770000

mybatis:
  # 指定别名设置的包为所有entity
  type-aliases-package: com.itcodai.course18.entity
  configuration:
    map-underscore-to-camel-case: true # 驼峰命名规范
  mapper-locations: # mapper映射文件位置
    - classpath:mapper/*.xml

配置好了之后，接下来我们来写一下 dao 层，实际中我们使用注解比较多，因为比较方便，当然也可以使用 xml 的方式，甚至两种同时使用都行，这里我们主要使用注解的方式来集成，关于 xml 的方式，大家可以查看前面课程，实际中根据项目情况来定。

public interface UserMapper {

    @Select("select * from user where id = #{id}")
    @Results({
            @Result(property = "username", column = "user_name"),
            @Result(property = "password", column = "password")
    })
    User getUser(Long id);

    @Select("select * from user where id = #{id} and user_name=#{name}")
    User getUserByIdAndName(@Param("id") Long id, @Param("name") String username);

    @Select("select * from user")
    List<User> getAll();
}

关于 service 层我就不在文章中写代码了，大家可以结合我的源代码学习，这一节主要带领大家来搭建一个 Spring Boot 空架构。最后别忘了在启动类上添加注解扫描 @MapperScan("com.itcodai.course18.dao")

5. 拦截器

拦截器在项目中使用的是非常多的（但不是绝对的），比如拦截一些置顶的 url，做一些判断和处理等等。除此之外，还需要将常用的静态页面或者 swagger 页面放行，不能将这些静态资源给拦截了。首先先自定义一个拦截器。

public class MyInterceptor implements HandlerInterceptor {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyInterceptor.class);

    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {

        logger.info("执行方法之前执行(Controller方法调用之前)");
        return true;
    }

    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
        logger.info("执行完方法之后进执行(Controller方法调用之后)，但是此时还没进行视图渲染");
    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
        logger.info("整个请求都处理完咯，DispatcherServlet也渲染了对应的视图咯，此时我可以做一些清理的工作了");
    }
}

然后将自定义的拦截器加入到拦截器配置中。

@Configuration
public class MyInterceptorConfig implements WebMvcConfigurer {
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        // 实现WebMvcConfigurer不会导致静态资源被拦截
        registry.addInterceptor(new MyInterceptor())
                // 拦截所有url
                .addPathPatterns("/**")
                // 放行swagger
                .excludePathPatterns("/swagger-resources/**");
    }
}

在 Spring Boot 中，我们通常会在如下目录里存放一些静态资源：

classpath:/static
classpath:/public
classpath:/resources
classpath:/META-INF/resources

上面代码中配置的 /** 是对所有 url 都进行了拦截，但我们实现了 WebMvcConfigurer 接口，不会导致 Spring Boot 对上面这些目录下的静态资源实施拦截。但是我们平时访问的 swagger 会被拦截，所以要将其放行。swagger 页面在 swagger-resources 目录下，放行该目录下所有文件即可。

然后在浏览器中输入一下 swagger 页面，若能正常显示 swagger，说明放行成功。同时可以根据后台打印的日志判断代码执行的顺序。

6. 全局异常处理

全局异常处理是每个项目中必须用到的东西，在具体的异常中，我们可能会做具体的处理，但是对于没有处理的异常，一般会有一个统一的全局异常处理。在异常处理之前，最好维护一个异常提示信息枚举类，专门用来保存异常提示信息的。如下：

public enum BusinessMsgEnum {
    /** 参数异常 */
    PARMETER_EXCEPTION("102", "参数异常!"),
    /** 等待超时 */
    SERVICE_TIME_OUT("103", "服务调用超时！"),
    /** 参数过大 */
    PARMETER_BIG_EXCEPTION("102", "输入的图片数量不能超过50张!"),
    /** 500 : 发生异常 */
    UNEXPECTED_EXCEPTION("500", "系统发生异常，请联系管理员！");

    /**
     * 消息码
     */
    private String code;
    /**
     * 消息内容
     */
    private String msg;

    private BusinessMsgEnum(String code, String msg) {
        this.code = code;
        this.msg = msg;
    }

    public String code() {
        return code;
    }

    public String msg() {
        return msg;
    }

}

在全局统一异常处理类中，我们一般会对自定义的业务异常最先处理，然后去处理一些常见的系统异常，最后会来一个一劳永逸（Exception 异常）。

@ControllerAdvice
@ResponseBody
public class GlobalExceptionHandler {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(GlobalExceptionHandler.class);

    /**
     * 拦截业务异常，返回业务异常信息
     * @param ex
     * @return
     */
    @ExceptionHandler(BusinessErrorException.class)
    @ResponseStatus(value = HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR)
    public JsonResult handleBusinessError(BusinessErrorException ex) {
        String code = ex.getCode();
        String message = ex.getMessage();
        return new JsonResult(code, message);
    }

    /**
     * 空指针异常
     * @param ex NullPointerException
     * @return
     */
    @ExceptionHandler(NullPointerException.class)
    @ResponseStatus(value = HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR)
    public JsonResult handleTypeMismatchException(NullPointerException ex) {
        logger.error("空指针异常，{}", ex.getMessage());
        return new JsonResult("500", "空指针异常了");
    }

    /**
     * 系统异常 预期以外异常
     * @param ex
     * @return
     */
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    @ResponseStatus(value = HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR)
    public JsonResult handleUnexpectedServer(Exception ex) {
        logger.error("系统异常：", ex);
        return new JsonResult(BusinessMsgEnum.UNEXPECTED_EXCEPTION);
    }

}

其中，BusinessErrorException 是自定义的业务异常，继承一下 RuntimeException 即可，具体可以看我的源代码，文章中就不贴代码了。
在 UserController 中有个 testException 方法，用来测试全局异常的，打开 swagger 页面，调用一下该接口，可以看出返回用户提示信息：”系统发生异常，请联系管理员！“。当然了，实际情况中，需要根据不同的业务提示不同的信息。

7. 总结

本文主要手把手带领大家快速搭建一个项目中可以使用的 Spring Boot 空架构，主要从统一封装的数据结构、可调式的接口、json的处理、模板引擎的使用（代码中体现）、持久层的集成、拦截器和全局异常处理。一般包括这些东西的话，基本上一个 Spring Boot 项目环境就差不多了，然后就是根据具体情况来扩展了。

课程源代码下载地址：戳我下载