Spring Boot là gì? Những tính năng cơ bản và Lợi ích

Nhưng theo thời gian, các công cụ được tạo ra có các chức năng này và được các nhà phát triển ưa chuộng. Công cụ được sử dụng nhiều nhất trong các dự án từ lớn đến nhỏ là Spring Boot của Pivotal, nó có thể giúp cuộc sống của chúng ta dễ dàng hơn rất nhiều, rất nhiều.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu những điểm bạn nên biết về Framework này, Spring Boot là gì? Những đặc tính cơ bản và lợi ích mà nó đem lại, bên cạnh các mẹo về cách thực hành tốt nhất khi sử dụng nó.

Spring Boot là gì?

Spring là một Java framework được tạo ra với mục đích tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển các ứng dụng. Spring sử dụng các khái niệm về Inversion of Control và Dependency Injection. Bên trong nó, có Spring MVC và Core Technologies (là cơ sở của Spring, bên trong là gói dependency injection).

Spring Boot là một micro framework mã nguồn mở được duy trì bởi một công ty có tên là Pivotal. Nó cung cấp cho các nhà phát triển Java một nền tảng để bắt đầu với một ứng dụng Spring. Với nó, các nhà phát triển có thể bắt đầu nhanh chóng mà không mất thời gian chuẩn bị và cấu hình ứng dụng Spring của họ.

Spring Boot mang lại cho người dùng hầu hết các thành phần cần thiết trong các ứng dụng chung theo cách được cấu hình sẵn. Nhờ đó, ứng dụng có thể chạy trong môi trường sản xuất một cách nhanh chóng, giảm công sức cấu hình và triển khai vì đã được kết nối với máy chủ ứng dụng tomcat.

Nói tóm lại, Spring Boot là một mẫu được cấu hình sẵn để phát triển và chạy các ứng dụng dựa trên Spring.

Sự khác biệt giữa Spring và Spring Boot là gì?

Việc hiểu được sự khác biệt giữa Spring và Spring Boot là rất quan trọng để quyết định có nên sử dụng framework này hay không. Do đó, chúng ta nên làm rõ sự khác biệt giữa cả hai.

Đầu tiên, chúng ta hãy nói về cách chúng hoạt động cùng nhau.

Spring Boot được xây dựng trên nền tảng Spring framework và đi kèm với nhiều dependency có thể được cắm vào ứng dụng Spring. Một số ví dụ là Spring Kafka, Spring LDAP, Spring Web Services, Spring Security, Spring Web Services, Spring REST Docs và Spring HATEOAS. Tuy nhiên, các nhà phát triển phải tự cấu hình từng khối xây dựng bằng nhiều tệp cấu hình XML hoặc chú thích.

Bạn có cần phải học cái này trước cái kia không?

Nếu bạn đang thắc mắc liệu mình có cần phải học Spring trước không thì câu trả lời ngắn gọn là không.

Spring framework thân thiện với người dùng hơn từ khi người ta tạo ra Spring Boot. Trừ khi bạn có lý do cụ thể để làm như vậy, nếu không thì thực sự không có lý do gì để sử dụng framework cũ.

Cũng hợp lý khi bạn học cách cấu hình thư viện của mình bằng Spring Boot, vì đây vẫn là một khuôn khổ tích hợp. Điều này dễ thực hiện, nhưng đôi khi các thư viện này yêu cầu một số cấu hình.

Các tính năng đáng chú ý của Spring Boot

Nhờ Spring Boot, các nhà phát triển có thể nhanh chóng xây dựng các ứng dụng độc lập, chạy ngay lập tức mà không cần phải cấu hình quá nhiều. Dưới đây là một số tính năng nổi bật của Spring Boot:

Tự động cấu hình

Các nhà phát triển có thể tự động cấu hình ứng dụng Spring của họ. Tuy nhiên, micro framework cũng có khả năng thay đổi cấu hình dựa trên các dependency mà bạn liệt kê. Ví dụ, khi bạn liệt kê "MySQL" là một dependency, nó sẽ cấu hình ứng dụng Spring của bạn với "MySQL connector". Và nếu bạn muốn thêm cấu hình tùy chỉnh, bạn có thể tạo một lớp ghi đè cấu hình mặc định cho "MySQL connector" của bạn.

Độc lập

Không cần triển khai ứng dụng của bạn lên máy chủ web. Bạn chỉ cần nhập lệnh chạy để khởi động ứng dụng.

Spring Boot cung cấp các starter (gói dependencies tích hợp sẵn) giúp bạn dễ dàng thêm các tính năng vào ứng dụng mà không phải tự mình tìm kiếm và cấu hình các thư viện phụ thuộc. Ví dụ:

• spring-boot-starter-web: Để xây dựng các ứng dụng web và REST API.
• spring-boot-starter-data-jpa: Để làm việc với cơ sở dữ liệu dùng JPA và Hibernate.

Khả năng quan sát

Với Spring Boot Observability, bạn có thể ghi lại các số liệu ứng dụng như mức sử dụng bộ nhớ, mã trạng thái HTTP và các lần truy cập và bỏ lỡ bộ nhớ đệm bằng Spring Boot Micrometer và triển khai theo dõi bằng Micrometer Tracing. Bạn có thể cấu hình API Micrometer Observation để nắm bắt thông tin theo dõi, nhật ký sự kiện và các số liệu liên quan bằng cách đo lường mã một lần.

Hiệu suất

Spring Boot 3.0 trở lên hỗ trợ GraalVM native image. Do đó, bạn có thể chuyển đổi ứng dụng thành các GraalVM native image. Ứng dụng dễ dàng khởi động tức thì, giảm dung lượng bộ nhớ và nhanh chóng đạt hiệu suất tối ưu. 

Micro framework này hỗ trợ lập trình phản ứng với Spring WebFlux, giúp bạn xây dựng các ứng dụng không chặn, điều khiển theo sự kiện, có khả năng xử lý đồng thời nhiều yêu cầu. Ngoài ra, các tính năng như chú thích @Async và CompletableFuture hỗ trợ xử lý bất đồng bộ các yêu cầu web. Tính chất không chặn của lập trình phản ứng giữ cho tài nguyên được sử dụng ổn định và dễ dự đoán. Nhờ đó, với Spring Boot, bạn có thể xử lý nhanh một lượng lớn yêu cầu mà chỉ cần một lượng tài nguyên nhỏ.

Khả năng mở rộng

Spring Boot có khả năng mở rộng để xử lý khối lượng yêu cầu lớn. Để mở rộng theo chiều ngang trong Spring Boot, bạn có thể triển khai nhiều phiên bản ứng dụng Spring Boot trên các nút khác nhau để phân phối tải. Bạn cũng có thể sử dụng các công cụ điều phối và đóng gói như Kubernetes và Docker Swarm để triển khai tự động mở rộng cho Spring Boot dựa trên các chỉ số như tốc độ yêu cầu, mức sử dụng bộ nhớ và CPU.

Nhược điểm của Spring Boot Framework

Khó khăn chính mà nhiều nhà phát triển gặp phải khi sử dụng Spring Boot là thiếu sự kiểm soát. Phong cách "opinionated" cài đặt nhiều dependency bổ sung mà nó cho rằng bạn sẽ cần. Việc cài đặt tất cả các dependency này (mà đôi khi không được sử dụng) có thể khiến kích thước tệp triển khai trở nên rất lớn. Tuy nhiên, bạn có thể kích hoạt thuộc tính `spring.main.lazy-initialization` để loại trừ các dependency không cần thiết.

Tiếp theo, artifact của Spring Boot có thể được triển khai trực tiếp vào các container Docker, rất tiện lợi cho việc tạo nhanh các microservice. Ngoài ra, Spring Modulith cho phép xây dựng các ứng dụng nguyên khối theo kiểu module. Tuy nhiên, do framework này được thiết kế nhẹ và linh hoạt, một số nhà phát triển cho rằng Spring Boot phù hợp hơn với microservice hơn là cho các ứng dụng monolithic.

Cuối cùng, một nhược điểm khác là khi bạn muốn nâng cấp mã Spring cũ, việc này có thể khá phức tạp. Spring Boot cố gắng đáp ứng các trường hợp như vậy bằng cách cung cấp một số công cụ, chẳng hạn như CLI hỗ trợ di chuyển mã cũ.

So sánh Spring Boot với các Java Framework khác nhau như thế nào?

Mặc dù Spring Boot là một framework phổ biến, các nhà phát triển cũng có thể khám phá các lựa chọn thay thế như Quarkus, Micronaut và Struts. Dưới đây là cách framework Spring Boot so sánh với những đối thủ này.

Quarkus so với Spring Boot

Tối ưu hóa cho môi trường Kubernetes và các kiến trúc cloud-native, Quarkus có thời gian khởi động nhanh và sử dụng bộ nhớ thấp, phù hợp với các kiến trúc serverless. Giống như Spring Boot, Quarkus hỗ trợ mạnh mẽ GraalVM, bạn có thể xây dựng các native image.

Quarkus cung cấp hỗ trợ native cho các thư viện và tiêu chuẩn Java như MicroProfile và Jakarta EE, đồng thời có nhiều tiện ích mở rộng do cộng đồng phát triển để mở rộng khả năng của framework. Spring Boot tận dụng hệ sinh thái Spring lớn và trưởng thành hơn, cung cấp nhiều tích hợp đa dạng.

Quarkus sử dụng Substrate VM và Graal để đảm bảo giảm thiểu tài nguyên.

Micronaut so với Spring Boot

Hệ sinh thái của Micronaut hẹp hơn và có ít tích hợp hơn, do đây là framework mới với cộng đồng đang phát triển, trong khi Spring Boot có cộng đồng lớn hơn với nhiều người đóng góp.

Spring Boot hỗ trợ lập trình phản ứng (reactive programming) để cải thiện khả năng mở rộng và hiệu suất, đặc biệt khi cần độ trễ thấp và xử lý đồng thời. Micronaut cũng có hỗ trợ native cho lập trình phản ứng. Micronaut dựa vào biên dịch trước (AOT) để cải thiện hiệu suất runtime, đảm bảo tính nhất quán của ứng dụng và đơn giản hóa quá trình phát triển.

Spring Boot sử dụng Initializr để tạo dự án Spring Boot, trong khi Micronaut cung cấp một công cụ CLI để tạo dự án Micronaut.

Struts so với Spring Boot

Struts là một framework nặng và dựa vào cấu hình XML, trong khi Spring Boot tự động cấu hình và sử dụng annotation giúp giảm thiểu cấu hình.

Struts có thể tích hợp với các công nghệ Java EE khác như Hibernate, JSP, JSTL và JDBC, đồng thời hỗ trợ dependency injection thông qua các framework như Spring. Spring Boot cung cấp hỗ trợ tích hợp rộng hơn với các công cụ và framework hiện đại.

Struts sử dụng kiến trúc Model-View-Controller (MVC) có thể gặp khó khăn với khả năng mở rộng hiện đại, vì vậy nó phù hợp hơn với các ứng dụng nguyên khối. Ngược lại, kiến trúc AOP của Spring Boot rất linh hoạt và dễ dàng mở rộng, điều này quan trọng đối với các microservices.

Cách tốt nhất để học Spring Boot là gì?

Sách luôn là một người thầy vĩ đại của nhân loại. Chúng không chỉ cho bạn thấy về những gì bạn đang học mà còn cả kinh nghiệm của tác giả.

Spring Boot in Action (Craig Walls) 

Beginning Spring Boot 2 Applications and Microservices with the Spring Framework

Spring Boot 2.0 Projects Build production-grade reactive applications and microservices with Spring Boot

Pro Spring Boot 2 An Authoritative Guide to Building Microservices, Web and Enterprise Applications, and Best Practices Second Edition

Learning Spring Boot 2.0 (Greg L. Turnquist)

YouTube đã có các khóa học tốt và miễn phí như Spring Boot Tutorial | Full Course, khóa học này có ví dụ cụ thể hơn và sử dụng Intellij, trình bày các liên kết và công cụ khác để hỗ trợ bạn hiểu.

Một khóa học khác đáng học là Spring Boot Quick Start - Java Brains, khóa học thứ hai này có tính hướng dẫn cao nhưng không tập trung nhiều vào các layers (package).

Kết luận

Spring Boot không chỉ đơn thuần là một framework, mà còn là một nền tảng vững chắc để xây dựng các ứng dụng Java hiện đại. Với cộng đồng người dùng lớn mạnh và sự hỗ trợ của các công ty lớn, Spring Boot đang không ngừng phát triển và trở nên hoàn thiện hơn. Nếu bạn là một nhà phát triển Java, việc nắm vững Spring Boot sẽ là một lợi thế rất lớn trong sự nghiệp của bạn.