高级Web技术 Lab 2：Spring Boot 与 MyBatis

2017.6

[TOC]

Part 1: Spring Boot

前后端分离的 Web 架构中，后端一般是一个提供 Restful 接口的服务器，为前端提供所需数据。

目前主流的 Restful 后端的语言与框架有：

JavaScript，运行于 Node.js 环境，有 Express，Restify 等框架
Java，有 Spring Boot 等框架
Python，有 web.py 等框架
Ruby，有 Sinatra 等框架
PHP，有 Laravel 等框架

课程 PJ 不限制后端的实现语言与框架，同学们可以自由选择。

本次 Lab 贴合课程内容，以 Spring Boot 为例，开发一个简单的 Restful 服务。

环境依赖

JDK 与 JRE

没有 Java 环境的电脑需要同学们去安装 JDK 与 JRE，推荐 1.8 版本。

Maven

Maven 是 Java 的库管理工具，其功能与 npm 比较类似。

如果不安装 Maven，我们也可以通过手动将 Jar 包放到程序的 classpath 中来添加依赖文件，就像前端也可以手动下载 js 库并添加至页面中一样。但是这样的方式不利于管理依赖文件，因此推荐使用 Maven。

下载 Maven: http://maven.apache.org/download.cgi 或解压 Lab 目录中的 apache-maven-3.5.0-bin.zip

安装 Maven: http://maven.apache.org/install.html

新建 Spring Boot 工程

同学们可以使用 Lab 目录中的 lab2-seed 工程，或者自己新建 Spring Boot 工程。注意新建工程时修改 pom.xml 中的 groupId 和 artifactId。

新建 Spring Boot 工程参考官方教程：https://spring.io/guides/gs/spring-boot/。按此教程新建完工程后，在 IntelliJ 中打开要选择 Import Project 或者菜单栏中的 File - Project from Existing Source，并在其中选择 Maven 类型。

使用 IntelliJ IDEA Ultimate 版本的同学新建工程时也可以参考：https://www.jetbrains.com/help/idea/creating-spring-boot-projects.html

搭建完 Spring Boot 工程后，首先运行 maven install 安装所需依赖。

运行 Spring Boot

以 Lab 目录中的 lab2-seed 工程为例，Application.java 为工程的入口，运行此类便可运行我们的 Spring Boot 工程。

代码如下：

package adweb.lab2;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

SpringApplication.run(Application.class, args); 一行运行了我们的 Spring 工程。Spring Boot 会搜索工程中所有的 Controller，并注册对应的接口。然后 Spring Boot 会运行内置的 Tomcat 服务器来提供服务。

在 lab2 工程中已经包含一个接口，查看 controller/HelloController.java 文件：

package adweb.lab2.controller;

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

@RestController
public class HelloController {

    @RequestMapping("/hello")
    public String index() {
        return "Hello, World!";
    }

}

首先，@RestController 这个 Annotation 标记了这个类为 Restful Service 的一个 Controller，这是每个 Controller 在类名前必须加的 Annotation。

@RequestMapping("/hello") 表示 index 这个方法注册了 /hello 这个 path，可以通过在浏览器中打开 http://localhost:8080/hello 来访问这个接口。接口的 HTTP method 默认为 GET ，其他 method 会在后面讲述。

注意，这个接口返回的只是一个 String，不是 JSON，所以这个接口并不是一个符合 Restful 标准的接口。在写代码时要避免出现这种不标准的情况。

创建第一个 Restful 接口

接下来我们创建一个简单的 Restful 接口。

接口 path 为 /greeting，接收一个 url 参数 name，方法为 GET。

样例 URL：http://localhost:8080/greeting?name=Peter。

样例返回：

{
	"id":1,
	"name":"Hello, Peter!"
}

实现方式如下：

首先为返回的 JSON 对象创建对应的 Bean 类，新建 response 包并新建 GreetingResponse，代码如下：

package adweb.lab2.response;

public class GreetingResponse {
    private final long id;
    private final String name;

    public GreetingResponse(long id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    public long getId() {
        return id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

注意这个类当中，最主要的是 getId 和 getName 这两个 getter 方法，这两个方法决定了返回的 JSON 的样式。

Java Bean 和 JSON 直接的对应关系是由 com.fasterxml.jackson.core 这个包提供的，这个包被包含在了我们的 spring-boot-starter-web 中，如果是使用的 spring-boot 包，需要手动添加 jackson 包才能支持 Java Bean 和 JSON 之间的 Mapping。

具体包依赖关系在 pom.xml 中的 dependencies 中配置。

接下去让我们创建接口函数。在 HelloController 中添加如下代码：

private final AtomicLong counter = new AtomicLong();

@RequestMapping("/greeting")
public @ResponseBody GreetingResponse greeting(@RequestParam(value = "name", defaultValue = "World") String name){
  return new GreetingResponse(counter.incrementAndGet(), "Hello, " + name + "!");
}

counter 是用来从 1 开始计数的，每次接口被调用时将 counter 加一。

@RequestMapping("/greeting") 将本接口注册到 /greeting 上。

@ResponseBody GreetingResponse 指定了接口返回的数据类型。

方法参数@RequestParam(value = "name", defaultValue = "World") String name 中，首先参数是 String name，@RequestParam 指定了这个参数是在 URL 的 path 上的一个参数，而非在 header 中或者 body 中。 value = "name" 指定了这个变量对应 path 上的 name 参数。defaultValue = "World" 表示如果没有 name 参数，则将变量的值赋值为 World。

函数内部可以自由编写，最后返回一个 GreetingResponse 对象即可。

支持跨域访问

目前我们的后端不能被前端直接调用，这是因为我们还没有设置跨域访问的权限。

比如当我们在浏览器新的 Tab 页面的 console 中使用 ajax 调用后端服务，会出现如下报错：

XMLHttpRequest cannot load http://localhost:8080/hello. No 'Access-Control-Allow-Origin' header is present on the requested resource. Origin '...' is therefore not allowed access.

为了让前端能够调用后端服务，我们可以将前端域名添加到头部 Access-Control-Allow-Origin 属性中。

在接口函数前添加 @CrossOrigin(origins = "<前端 hostname，如 http://localhost:9000>")，或者方便起见允许来自所有源的请求：

    @CrossOrigin(origins = "*")
    @RequestMapping("/hello")
    public String index() {
        return "Hello, World!";
    }

接口方法定义

之前我们的接口没有指定接口方法，这些接口会默认方法为 GET 。

修改 @RequestMapping 的参数可以定义其他方法，如

@RequestMapping(value = "/register", method = RequestMethod.POST)

是注册在 /register 的 POST 方法上的。

对于同一个 path，可以注册多个方法不一样的接口。

输入参数

@RequestParam

@RequestParam 用来接收 path 中的变量，一个接口可以定义多个@RequestParam 变量，如：

public @ResponseBody GreetingResponse greeting(@RequestParam(value = "name") String name, @RequestParam(value = "message") String message)

@RequestBody

@RequestBody 用来接收 body 中的变量，该变量一般是 JSON 对象，我们可以像定义 GreetingResponse 一样定义 body 的输入。

比如当 body 的数据是用户注册数据时，body 数据如下：

{
	"username": "new-user",
	"password": "123456",
	"email": "a@b.com",
	"phone": "12345678900"
}

我们对应新建一个 UserRegisterRequest.java ：

package adweb.lab2.request;

public class UserRegisterRequest {
    private String username;
    private String password;
    private String email;
    private String phone;

    public String getUsername() {
        return username;
    }

    public void setUsername(String username) {
        this.username = username;
    }

	// 省略剩下的 getter 与 setter。
}

注意：对应 RequestBody 的类不能有 Constructor，这是 jackson 库的一个限制。

@RequestHeader

与上述两个类似， @RequestHeader 可以获取 Header 中的数据。一般不常用

除了 @RequestBody 只能出现一次外，@RequestHeader 和 @RequestParam 都可以出现多次。

返回数据

标准的 Restful 服务返回的数据必须是 JSON，不能是一个字符串或者一个数字。

有时同一个接口可能返回不同结构的 JSON 数据，比如用户注册可能有注册成功和注册失败两种情况，会返回不同的数据。一个解决方法是把返回的数据类型改为 Object ，代码如下：

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

    @RequestMapping(value = "/register", method = RequestMethod.POST)
    public @ResponseBody Object register(@RequestBody UserRegisterRequest request){
      if (/* success */ true) {
        return new RegisterResponse(/* ... */);
      } else {
        return new ErrorResponse(/* ... */);
      }
    }

}

在类之前也可以加上 @RequestMapping。这样做的话，所有函数的 @RequestMapping 的 path 之前都会加上这个 path。比如上面代码中，注册的 path 是 /user/register。

测试接口

对于 GET 方法，我们可以通过浏览器很方便地测试，但是对于其他方法，就无法这样测试了。因此推荐使用 Postman 进行接口测试。

Postman 可以从 Google 网上应用店中下载：https://chrome.google.com/webstore/detail/postman/fhbjgbiflinjbdggehcddcbncdddomop?hl=zh-CN

Postman 使用方法简单说明，以 /user/register 为例：

首先指定 HTTP method 为 POST，然后输入 url 为 localhost:8080/user/register。

接下去填写 body 数据。选择 Body，选择 raw，在右侧类型选择 JSON(application/json)，然后输入 body 数据。

最后点击 Send 发送请求，在下方可以查看到运行结果

示意图：

Postman 可以团队协作、分享，使用样例可以让前端开发者快速了解掌握后端 API 的使用方式。

用户身份认证机制

token 验证

Restful 服务的用户身份认证推荐使用 token 验证的方式。

Reference：

https://ninghao.net/blog/2834

http://www.cnblogs.com/xiekeli/p/5607107.html

简单来说，token 验证是在用户登录成功后将用户名、token 发行时间和过期时间等信息进行加密，并将生成的密文发回给客户端作为身份认证的凭证。这个 token 密文只有服务端能解密，当用户进行权限相关的操作时，需要将 token 发回给服务端，服务端解密验证通过后进行相关操作。在这个过程中，服务端不需要储存任何用户登录状态，相比传统的 session 的方式，实现了服务端的无状态化。

session 验证

传统的 session 验证仍旧是一个优秀的身份认证机制。同学们可以使用 Spring Session，或者自己手动编写自定义的 session 管理代码来进行用户身份认证。

Spring Session: http://projects.spring.io/spring-session/

继续学习 Spring Boot

Get started: https://spring.io/guides/gs/spring-boot/

Full reference: http://docs.spring.io/spring-boot/docs/2.0.0.BUILD-SNAPSHOT/reference/htmlsingle/#getting-started-installing-the-cli

Learn more about spring: https://spring.io/

Part 2: MyBatis

MyBatis 是一个后端数据库层面的框架，类似的框架还有 Hibernate。同学们可以在 PJ 中自由选择后端数据库层面的实现方式，但不太推荐

概述

MyBatis 是支持定制化 SQL、存储过程以及高级映射的优秀的持久层框架。MyBatis 避免了几乎所有的 JDBC 代码和手动设置参数以及获取结果集。MyBatis 可以对配置和原生Map使用简单的 XML 或注解，将接口和 Java 的 POJOs(Plain Old Java Objects,普通的 Java对象)映射成数据库中的记录。

环境依赖

数据库

MyBatis 支持各种数据库，本次 Lab 中以 MySQL 为例。

Maven

将下列两个依赖加入到 pom.xml 的 dependencies 中：

<dependency>
  <groupId>org.mybatis</groupId>
  <artifactId>mybatis</artifactId>
  <version>3.4.4</version>
</dependency>

<dependency>
  <groupId>mysql</groupId>
  <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
  <version>6.0.6</version>
</dependency>

然后运行 maven install 安装这两个包。

官方文档

MyBatis 的官方文档将 MyBatis 的各方面阐述得很清楚，本 Lab 中不重复其中的内容。

请同学们首先阅读 MyBatis 官方文档来学习 MyBatis。Lab 将展示一个结合 Spring Boot 的样例程序。

中文：http://www.mybatis.org/mybatis-3/zh/index.html

英文：http://www.mybatis.org/mybatis-3/index.html

样例代码

加入了 MyBatis 的样例代码在 lab2-half 工程中。同学们可以直接打开查看。

我们接着上文中 Spring Boot 创建的工程，将 MyBatis 加入进来。

最终的工程目录结构如图所示：

创建 MyBatis 核心配置文件 SqlMapConfig.xml：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE configuration
    PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"
    "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd">
<configuration>
  <properties resource="db.properties">

  </properties>
  <environments default="development">
    <environment id="development">
      <transactionManager type="JDBC"/>
      <dataSource type="POOLED">
        <property name="driver" value="${driver}"/>
        <property name="url" value="${url}"/>
        <property name="username" value="${username}"/>
        <property name="password" value="${password}"/>
      </dataSource>
    </environment>
  </environments>
  <mappers>
    <mapper resource="mapper/UserMapper.xml"/>
  </mappers>
</configuration>

properties 在 db.properties 文件中定义：

driver=com.mysql.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql://localhost:3306/adweb_lab2?characterEncoding=utf-8
username=root
password=123456

对应地，在 MySQL 中创建新的 Schema adweb-lab2。
使用 lab2.sql 创建表：

DROP TABLE IF EXISTS Article;
DROP TABLE IF EXISTS User;

CREATE TABLE IF NOT EXISTS User (
  userID INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  username VARCHAR(50) NOT NULL,
  password VARCHAR(50) NOT NULL,
  email VARCHAR(100) DEFAULT NULL,
  phone VARCHAR(20) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (UserID)
);

INSERT INTO User (userID, username, password, email, phone) VALUES
  (1, 'kaiyudai', '12345678', 'kydai@fudan.edu.cn', '13666666666'),
  (2, 'fengshuangli', '12345678', '13302010002@fudan.edu.cn', '13888888888'),
  (3, 'zhongyitong', '12345678', NULL, NULL);

CREATE TABLE IF NOT EXISTS Article (
  articleID INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  userID INT(11) NOT NULL,
  title VARCHAR(100) NOT NULL,
  content VARCHAR(5000) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (articleID),
  FOREIGN KEY (userID) REFERENCES User(userID)
);

新建 SqlSessionLoader.java 来载入 MyBatis：

package adweb.lab2.mybatis;

import org.apache.ibatis.io.Resources;
import org.apache.ibatis.session.SqlSession;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class SqlSessionLoader {

    private static SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

    public static SqlSessionFactory getSqlSessionFactory() throws IOException {
        if (sqlSessionFactory == null) {
            InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream("SqlMapConfig.xml");
            sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
        }
        return sqlSessionFactory;
    }

    public static SqlSession getSqlSession() throws IOException {
        return getSqlSessionFactory().openSession();
    }

}

为了使程序能够找到 SqlMapConfig.xml 文件，在 pom.xml 的 build 标签中添加如下代码：

<resources>
  <resource>
    <directory>src/main/java/adweb/lab2/mybatis/config</directory>
    <includes>
      <include>**/*.xml</include>
      <include>**/*.properties</include>
    </includes>
    <filtering>true</filtering>
  </resource>
</resources>

创建 UserMapper.xml 来定义对 User 表的操作映射：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE mapper
    PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
    "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="adweb.lab2.UserMapper">

  <select id="findUserById" parameterType="int" resultType="adweb.lab2.mybatis.po.User">
    select * from User where userID = #{userID}
  </select>

  <select id="findUserByUsername" parameterType="java.lang.String" resultType="adweb.lab2.mybatis.po.User">
    select * from User where username = #{username}
  </select>

  <insert id="addUser" parameterType="adweb.lab2.mybatis.po.User" useGeneratedKeys="true" keyProperty="userID">
    insert into User (username, password, email, phone)
    values (#{username}, #{password}, #{email}, #{phone})
  </insert>

</mapper>

Mapper 是 MyBatis 核心功能，注意仔细阅读相关文档，理解 Mapper 的工作原理。

创建 Plain Object User.java：

package adweb.lab2.mybatis.po;

public class User {
    private int userID;
    private String username;
    private String password;
    private String email;
    private String phone;

    public User(int userID, String username, String password, String email, String phone) {
        this.userID = userID;
        this.username = username;
        this.password = password;
        this.email = email;
        this.phone = phone;
    }

    public User(String username, String password, String email, String phone) {
        this.username = username;
        this.password = password;
        this.email = email;
        this.phone = phone;
    }

    public int getUserID() {
        return userID;
    }

    public void setUserID(int userID) {
        this.userID = userID;
    }

	/* 省略其他 setter 与 getter */
}

修改 UserController.java 中注册用户的对应代码：

    @RequestMapping(value = "/register", method = RequestMethod.POST)
    public @ResponseBody Object register(@RequestBody UserRegisterRequest request) throws IOException {
        SqlSession sqlSession = SqlSessionLoader.getSqlSession();
        User user = sqlSession.selectOne("adweb.lab2.UserMapper.findUserByUsername", request.getUsername());
        if (user != null) {
            sqlSession.close();
            return new ErrorResponse("The username is already used");
        } else {
            sqlSession.insert("adweb.lab2.UserMapper.addUser", new User(request.getUsername(), request.getPassword(), request.getEmail(), request.getPhone()));
            sqlSession.commit();
            sqlSession.close();
            return new UserResponse("abc"); // use your generated token here.
        }
    }

通过以上 9 个步骤，我们将 MyBatis 加入到了 Spring Boot 工程中，并进行了简单的运用。

以上代码有些地方写的比较粗糙，在结构上有改进空间。

Part 3. 练习

目前，Lab 工程已经完成了用户注册的流程，请同学们设计 用户登录 和 列举所有用户 这两个接口，结合Spring Boot 和 MyBatis 编写对应的代码。

仍有剩余时间的同学可以尝试添加用户身份认证相关代码，继续学习 Spring Boot 和 MyBatis 或将 Lab 所学内容运用于 PJ 中。

本练习不需要提交。

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Part 1: Spring Boot

环境依赖

JDK 与 JRE

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新建 Spring Boot 工程

运行 Spring Boot

创建第一个 Restful 接口

支持跨域访问

接口方法定义

输入参数

@RequestParam

@RequestBody

@RequestHeader

返回数据

测试接口

用户身份认证机制

token 验证

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