Spring简介

原有Spring优缺点分析

  Spring是Java企业版(Java Enterprise Edition,JEE,也称J2EE)的轻量级代替品。无需开发重量级的Enterprise JavaBean(EJB),Spring为企业级Java开发提供了一种相对简单的方法,通过依赖注入和面向切面编程,用简单的Java对象(Plain Old Java Object,POJO)实现了EJB的功能。

Spring的缺点分析

  虽然Spring的组件代码是轻量级的,但它的配置却是重量级的。一开始,Spring用XML配置,而且是很多XML配置。Spring 2.5引入了基于注解的组件扫描,这消除了大量针对应用程序自身组件的显式XML配置。Spring 3.0引入了基于Java的配置,这是一种类型安全的可重构配置方式,可以代替XML。 所有这些配置都代表了开发时的损耗。因为在思考Spring特性配置和解决业务问题之间需要进行思维切换,所以编写配置挤占了编写应用程序逻辑的时间。和所有框架一样,Spring实用,但与此同时它要求的回报也不少。 除此之外,项目的依赖管理也是一件耗时耗力的事情。在环境搭建时,需要分析要导入哪些库的坐标,而且还需要分析导入与之有依赖关系的其他库的坐标,一旦选错了依赖的版本,随之而来的不兼容问题就会严重阻碍项目的开发进度。

SpringBoot的概述

SpringBoot解决上述Spring的缺点

  SpringBoot对上述Spring的缺点进行的改善和优化,基于约定优于配置的思想,可以让开发人员不必在配置与逻辑业务之间进行思维的切换,全身心的投入到逻辑业务的代码编写中,从而大大提高了开发的效率,一定程度上缩短了项目周期。

SpringBoot的特点

  1. 为基于Spring的开发提供更快的入门体验
  2. 开箱即用,没有代码生成,也无需XML配置。同时也可以修改默认值来满足特定的需求
  3. 提供了一些大型项目中常见的非功能性特性,如嵌入式服务器、安全、指标,健康检测、外部配置等
  4. SpringBoot不是对Spring功能上的增强,而是提供了一种快速使用Spring的方式

SpringBoot的核心功能

起步依赖

  起步依赖本质上是一个Maven项目对象模型(Project Object Model,POM),定义了对其他库的传递依赖,这些东西加在一起即支持某项功能。 简单的说,$\color{red}{起步依赖就是将具备某种功能的坐标打包到一起,并提供一些默认的功能}$

自动配置

  Spring Boot的自动配置是一个运行时(更准确地说,是应用程序启动时)的过程,考虑了众多因素,才决定Spring配置应该用哪个,不该用哪个。该过程是Spring自动完成的。

SpringBoot代码解析

  1. @SpringBootApplication:标注SpringBoot的启动类,该注解具备多种功能(后面详细剖析)
  2. SpringApplication.run(MySpringBootApplication.class) 代表运行SpringBoot的启动类,参数为SpringBoot启动类的字节码对象

SpringBoot工程热部署

  我们在开发中反复修改类、页面等资源,每次修改后都是需要重新启动才生效,这样每次启动都很麻烦,浪费了大量的时间,我们可以在修改代码后不重启就能生效,在 pom.xml 中添加如下配置就可以实现这样的功能,我们称之为热部署。

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<!--热部署配置-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
</dependency>

注意:IDEA进行SpringBoot热部署失败原因 出现这种情况,并不是热部署配置问题,其根本原因是因为Intellij IEDA默认情况下不会自动编译,需要对IDEA进行自动编译的设置,如下: alt 热部署 然后按快捷键: Shift+Ctrl+Alt+/,选择Registry
alt 热部署1

SpringBoot原理分析

起步依赖原理分析

分析spring-boot-starter-parent

按住Ctrl点击pom.xml中的spring-boot-starter-parent,跳转到了spring-boot-starter-parent的pom.xml,xml配置如下(只摘抄了部分重点配置):

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<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
    <version>2.0.1.RELEASE</version>
    <relativePath>../../spring-boot-dependencies</relativePath>
</parent>

按住Ctrl点击pom.xml中的spring-boot-starter-dependencies,跳转到了 spring-boot-starter-dependencies的pom.xml,xml配置如下

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<properties>
    <activemq.version>5.15.3</activemq.version>
    <antlr2.version>2.7.7</antlr2.version>
    <appengine-sdk.version>1.9.63</appengine-sdk.version>
    <artemis.version>2.4.0</artemis.version>
    <aspectj.version>1.8.13</aspectj.version>
    <assertj.version>3.9.1</assertj.version>
    <atomikos.version>4.0.6</atomikos.version>
    <bitronix.version>2.1.4</bitronix.version>
    <build-helper-maven-plugin.version>3.0.0</build-helper-maven-plugin.version>
……
</properties>
<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot</artifactId>
            <version>2.0.1.RELEASE</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-test</artifactId>
            <version>2.0.1.RELEASE</version>
        </dependency>
        ……
</dependencies>
</dependencyManagement>
<build>
    <pluginManagement>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.jetbrains.kotlin</groupId>
                <artifactId>kotlin-maven-plugin</artifactId>
                <version>${kotlin.version}</version>
            </plugin>
            <plugin>
                <groupId>org.jooq</groupId>
                <artifactId>jooq-codegen-maven</artifactId>
                <version>${jooq.version}</version>
            </plugin>
           ………
        </plugins>
    </pluginManagement>
</build>

从上面的spring-boot-starter-dependencies的pom.xml中我们可以发现,一部分坐标的版本、依赖管理、插件管理已经定义好,所以我们的SpringBoot工程继承spring-boot-starter-parent后已经具备版本锁定等配置了。所以起步依赖的作用就是进行依赖的传递。

分析spring-boot-starter-web

按住Ctrl点击pom.xml中的spring-boot-starter-web,跳转到了spring-boot-starter-web的pom.xml,xml配置如下

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<?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>2.0.1.RELEASE</version>
  </parent>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
  <version>2.0.1.RELEASE</version>
  <name>Spring Boot Web Starter</name>
<dependencies>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
      <version>2.0.1.RELEASE</version>
      <scope>compile</scope>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-json</artifactId>
      <version>2.0.1.RELEASE</version>
      <scope>compile</scope>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
      <version>2.0.1.RELEASE</version>
      <scope>compile</scope>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.hibernate.validator</groupId>
      <artifactId>hibernate-validator</artifactId>
      <version>6.0.9.Final</version>
      <scope>compile</scope>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework</groupId>
      <artifactId>spring-web</artifactId>
      <version>5.0.5.RELEASE</version>
      <scope>compile</scope>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework</groupId>
      <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
      <version>5.0.5.RELEASE</version>
      <scope>compile</scope>
    </dependency>
  </dependencies>
</project>

从上面的spring-boot-starter-web的pom.xml中我们可以发现,spring-boot-starter-web就是将web开发要使用的spring-web、spring-webmvc等坐标进行了“打包”,这样我们的工程只要引入spring-boot-starter-web起步依赖的坐标就可以进行web开发了,同样体现了依赖传递的作用。

自动配置原理解析

按住Ctrl点击查看启动类MySpringBootApplication上的注解@SpringBootApplication

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

注解@SpringBootApplication的源码

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@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = {
      @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
      @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {

   /**
    * Exclude specific auto-configuration classes such that they will never be applied.
    * @return the classes to exclude
    */
   @AliasFor(annotation = EnableAutoConfiguration.class)
   Class<?>[] exclude() default {};

   ……
}

其中:
@SpringBootConfiguration:等同与@Configuration,既标注该类是Spring的一个配置类
@EnableAutoConfiguration:SpringBoot自动配置功能开启
按住Ctrl点击查看注解@EnableAutoConfiguration

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@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {
        ………
}

其中,@Import(AutoConfigurationImportSelector.class) 导入了AutoConfigurationImportSelector类
按住Ctrl点击查看AutoConfigurationImportSelector源码

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@Override
public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
   if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
      return NO_IMPORTS;
   }
   AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader
         .loadMetadata(this.beanClassLoader);
   AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
   List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata,
         attributes);
   configurations = removeDuplicates(configurations);
   Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
   checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
   configurations.removeAll(exclusions);
   configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
   fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
   return StringUtils.toStringArray(configurations);
}

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata,
      AnnotationAttributes attributes) {
   List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(
         getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), getBeanClassLoader());
   Assert.notEmpty(configurations,
         "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories. If you "
               + "are using a custom packaging, make sure that file is correct.");
   return configurations;
}

其中,SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames 方法的作用就是从META-INF/spring.factories文件中读取指定类对应的类名称列表 alt springfactories spring.factories 文件中有关自动配置的配置信息如下:

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……
org.springframework.boot.autoconfigure.web.reactive.HttpHandlerAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.reactive.ReactiveWebServerFactoryAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.reactive.WebFluxAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.reactive.error.ErrorWebFluxAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.reactive.function.client.WebClientAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.DispatcherServletAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.ServletWebServerFactoryAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.error.ErrorMvcAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.HttpEncodingAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.MultipartAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.WebMvcAutoConfiguration,\

上面配置文件存在大量的以Configuration为结尾的类名称,这些类就是存有自动配置信息的类,而SpringApplication在获取这些类名后再加载我们以ServletWebServerFactoryAutoConfiguration为例来分析源码:

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@Configuration
@AutoConfigureOrder(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
@ConditionalOnClass(ServletRequest.class)
@ConditionalOnWebApplication(type = Type.SERVLET)
@EnableConfigurationProperties(ServerProperties.class)
@Import({ ServletWebServerFactoryAutoConfiguration.BeanPostProcessorsRegistrar.class,
      ServletWebServerFactoryConfiguration.EmbeddedTomcat.class,
      ServletWebServerFactoryConfiguration.EmbeddedJetty.class,
      ServletWebServerFactoryConfiguration.EmbeddedUndertow.class })
public class ServletWebServerFactoryAutoConfiguration {
             
}

其中,
@EnableConfigurationProperties(ServerProperties.class) 代表加载ServerProperties服务器配置属性类

进入ServerProperties.class源码如下:

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@ConfigurationProperties(prefix = "server", ignoreUnknownFields = true)
public class ServerProperties {
   /**Server HTTP port. */
   private Integer port;
   /**Network address to which the server should bind. */
   private InetAddress address;
     
}

其中, prefix = “server” 表示SpringBoot配置文件中的前缀,SpringBoot会将配置文件中以server开始的属性映射到该类的字段中。映射关系如下: alt springboot源码分析

SpringBoot配置文件类型和作用

SpringBoot是基于约定的,所以很多配置都有默认值,但如果想使用自己的配置替换默认配置的话,就可以使用application.properties或者application.yml(application.yaml)进行配置。 SpringBoot默认会从Resources目录下加载application.properties或application.yml(application.yaml)文件

其中,application.properties文件是键值对类型的文件,之前一直在使用,所以此处不在对properties文件的格式进行阐述。除了properties文件外,SpringBoot还可以使用yml文件进行配置,下面对yml文件进行讲解。

yml配置文件简介

YML文件格式是YAML (YAML Aint Markup Language)编写的文件格式,YAML是一种直观的能够被电脑识别的的数据序列化格式,并且容易被人类阅读,容易和脚本语言交互的,可以被支持YAML库的不同的编程语言程序导入,比如: C/C++, Ruby, Python, Java, Perl, C#, PHP等。YML文件是以数据为核心的,比传统的xml方式更加简洁。
YML文件的扩展名可以使用.yml或者.yaml。

我们可以通过配置application.poperties 或者 application.yml 来修改SpringBoot的默认配置

例如: application.properties文件

server.port=8888
server.servlet.context-path=demo

yaml文件

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erver:
  port: 8888
  servlet:
    context-path: /demo

配置文件与配置类的属性映射方式

使用注解@Value映射

我们可以通过@Value注解将配置文件中的值映射到一个Spring管理的Bean的字段上
例如:
application.properties配置如下:

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person.name=zhangsan
person.age=18

或者,application.yml配置如下

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person:
  name: zhangsan
  age: 18

实体Bean代码如下

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    @Value("${person.name}")
    private String name;

    @Value("${person.age}")
    private Integer age;

使用注解@ConfigurationProperties映射

通过注解@ConfigurationProperties(prefix="配置文件中的key的前缀”)可以将配置文件中的配置自动与实体进行映射

application.properties配置如下:

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@ConfigurationProperties(prefix = "person")
public class QuickStartController {
    private String name;
    private Integer age;

    @RequestMapping("/quick")
    @ResponseBody
    public String quick(){
        return "springboot 访问成功! name="+name+",age="+age;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }
}

$\color{red}{注意:使用@ConfigurationProperties方式可以进行配置文件与实体字段的自动映射,但需要字段必须提供set方法才可以,而使用@Value注解修饰的字段不需要提供set方法}$

SpringBoot整合Mybatis

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<!--mybatis起步依赖-->
<dependency>
   <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
   <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.1.1</version>
</dependency>

添加mysql驱动包

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<!-- MySQL连接驱动 -->
<dependency>
   <groupId>mysql</groupId>
   <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>

添加数据库连接信息

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#数据库连接信息
spring.datasource.driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/springboottest?useUnicode=true&characterEncoding=utf8
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root

#spring集成Mybatis环境
#pojo别名扫描包
mybatis.type-aliases-package=com.java1995.entity
#加载Mybatis映射文件
mybatis.mapper-locations=classpath:com.java1995.dao/UserDao.xml

dao层接口

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@Mapper
public interface UserMapper {
    public List<User> queryUserList();
}

$\color{red}{注意:@Mapper标记该类是一个mybatis的mapper接口,可以被spring boot自动扫描到spring上下文中}$ 配置Mapper映射文件

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<?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="com.java1995.dao.UserDao">
    <select id="selectAllUser" resultType="user">
        select * from user
    </select>
</mapper>

SpringBoot整合Junit

添加Junit的起步依赖

<!--springboot集成junit起步依赖-->
<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
   <scope>test</scope>
</dependency>

编写测试类

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//替换运行器
@RunWith(SpringRunner.class)
//指定springboot的引导类
@SpringBootTest(classes = Springboot03mybatisApplication.class)
public class MybatisTest {
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;
    @Test
    public void test(){
        List<User> users = userMapper.queryUserList();
        for (User u:users ) {
            System.out.println(u);
        }
    }
}

其中, SpringRunner继承自SpringJUnit4ClassRunner,使用哪一个Spring提供的测试测试引擎都可以

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public final class SpringRunner extends SpringJUnit4ClassRunner 

@SpringBootTest的属性指定的是引导类的字节码对象

SpringBoot整合Spring Data JPA

添加Spring Data JPA的起步依赖

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<!-- springBoot JPA的起步依赖 -->
<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
</dependency>

添加数据库驱动依赖

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<!-- MySQL连接驱动 -->
<dependency>
   <groupId>mysql</groupId>
   <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>

在application.properties中配置数据库和jpa的相关属性

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#数据库连接信息
spring.datasource.driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.url=jdbc:mysql://dbnode01:3306/test?useUnicode=true&characterEncoding=utf8
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=passw0rd

#JPA 配置信息:
spring.jpa.database=MySQL
spring.jpa.show-sql=true
spring.jpa.generate-ddl=true
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update
spring.jpa.hibernate.naming_strategy=org.hibernate.cfg.ImprovedNamingStrategy

创建实体配置实体

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@Entity
public class User {

    //主键
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Integer id;
    //用户名
    private String username;
    //密码
    private String password;
    //姓名
    private String name;

    //此处省略setter和getter方法... ...
}

编写UserDao

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public interface UserDao extends JpaRepository<User,Long>{
}

编写测试类

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@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = Springboot04jpaApplication.class)
public class JpaTest {
    @Autowired
    private UserDao userDao;

    @Test
    public void test(){
        List<User> all = userDao.findAll();
        for (User u:all){
            System.out.println(u);
        }
    }
}

SpringBoot整合Redis

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<!-- 配置使用redis启动器 -->
<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

配置redis的连接信息

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#Redis 配置信息
#远程
#spring.redis.host=192.168.207.50
#spring.redis.port=6379
#如果设置了需要密码,则需要添加密码
#spring.redis.password=12345678

#本地
spring.redis.host=127.0.0.1
spring.redis.port=6379

注入RedisTemplate测试redis操作

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@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = SpringbootJpaApplication.class)
public class RedisTest {

    @Autowired
    private UserDao userDao;
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;

    @Test
    public void test() throws Exception {
        //1、从redis中获得数据 数据的形式json字符串
        String s = redisTemplate.boundValueOps("user.findAll").get();
        //2、判断redis中是否存在数据
        if(null==s){
            //3、不存在数据 从数据库查询
            List<User> all = userDao.findAll();
            //4、将查询出数据存储到redis中
            //将list集合转成json格式,使用jackson进行转换
            ObjectMapper om = new ObjectMapper();
            s = om.writeValueAsString(all);
            redisTemplate.boundValueOps("user.findAll").set(s);
            System.out.println("从数据库开始:获取user数据===================");
        }else{
            System.out.println("从redis缓存中:获取user数据===================");
        }
        //5、将数据在控制台打印
        System.out.println(s);
    }
}