1 Einleitung und erstes Beispiel

33

1.1 Geschichte von Spring Framework und Spring Boot

33

1.1.1 Von Java SE über J2EE zu Spring

33

1.1.2 Spring Boot

38

1.1.3 Spring vs. Jakarta EE und Alternativen

40

1.1.4 Ein Spring-Boot-Projekt aufsetzen

44

1.1.5 Spring-Projekte in Entwicklungsumgebungen aufbauen

49

1.2 Dependencies und Starter eines Spring-Boot-Projekts

53

1.2.1 POM mit Parent-POM

53

1.2.2 Dependencies als Import

57

1.2.3 Vorabversionen von Spring über Repositories in der POM einbinden

58

1.2.4 Annotationsprozessoren konfigurieren

59

1.2.5 Starter: Dependencies des Spring Initializr

60

1.3 Einstieg in die Konfigurationen und das Logging

62

1.3.1 Banner abschalten

62

1.3.2 Die Logging-API und SLF4J

63

2 Container für Spring-managed Beans

67

2.1 Spring-Container

67

2.1.1 Container starten

68

2.1.2 SpringApplication instanziieren

69

2.1.3 SpringApplicationBuilder *

70

2.1.4 Was main(…) macht und nicht macht

71

2.1.5 Die run(…)-Methode liefert ConfigurableApplicationContext

71

2.1.6 Kontextmethoden

72

2.2 Design und Strukturierung einer Anwendung

75

2.2.1 Domain-driven Design und hexagonale Architektur

75

2.2.2 Hexagonale Architektur mit Domain-driven Design

77

2.2.3 Paketstruktur der Date4u-Anwendung

78

2.3 Spring-managed Beans durch Classpath-Scanning aufnehmen

81

2.3.1 Container mit Beans füllen

81

2.3.2 @Component

83

2.3.3 @Repository, @Service, @Controller

86

2.3.4 Classpath-Scanning mit @ComponentScan präziser steuern *

87

2.4 Interaktive Anwendungen mit der Spring Shell

91

2.4.1 Eine Spring-Shell-Dependency einbinden

92

2.4.2 Eine erste interaktive Anwendung

92

2.4.3 Shell-Komponente schreiben: @Command

93

2.5 Die Verweisspritze

96

2.5.1 Objektgraphen aufbauen

96

2.5.2 Inversion of Control (IoC) und Dependency-Injection

98

2.5.3 Injektionsarten

99

2.5.4 PhotoService und PhotoCommands

104

2.5.5 Mehrere Abhängigkeiten

107

2.5.6 Verhalten bei einer fehlenden Komponente

108

2.5.7 Optionale Abhängigkeit

109

2.5.8 Zyklische Abhängigkeiten *

112

2.5.9 Andere Dinge injizieren

113

2.6 Konfigurationsklassen und Fabrikmethoden

114

2.6.1 @Configuration und @Bean

115

2.6.2 Verständnisfragen zur Bean-Erzeugung und Namensauflösung

119

2.6.3 Parameter-Injektion einer @Bean-Methode

123

2.6.4 @Configuration-Bean und Lite-Bean

123

2.6.5 InjectionPoint *

126

2.6.6 Statische @Bean-Methoden *

129

2.6.7 @Import und @ImportSelector *

129

2.7 Abstraktion und Qualifizierungen

132

2.7.1 Der Name einer Bean und ihr Alias

132

2.7.2 Basistypen

133

2.7.3 No unique bean und Lösungsansätze

135

2.7.4 ObjectProvider

141

2.7.5 @Order und @AutoConfigurationOrder *

144

2.7.6 Verhalten bei ausgewählten Vererbungsbeziehungen *

146

2.8 Lebenszyklus der Beans

149

2.8.1 @DependsOn

149

2.8.2 Verzögerte Initialisierung (lazy initialization)

150

2.8.3 Bean-Initialisierung traditionell

152

2.8.4 InitializingBean und DisposableBean *

158

2.8.5 Vererbung der Lebenszyklus-Methoden

159

2.8.6 *Aware-Schnittstellen *

160

2.8.7 BeanPostProcessor *

160

2.8.8 Spring-managed Beans woanders anmelden

164

2.8.9 Hierarchische Kontexte *

166

2.8.10 Singleton und Prototyp zustandslos oder zustandsbehaftet

169

2.9 Annotationen aus »Jakarta Dependency Injection« *

170

2.9.1 Dependency für die Jakarta-Dependency-Injection-Annotationen

171

2.9.2 Spring-Mapping der Jakarta-Dependency-Injection-Annotationen

171

2.10 Autokonfiguration

172

2.10.1 @Conditional und Condition

172

2.10.2 Wenn, dann: @ConditionalOn*

175

2.10.3 Automagically

179

2.10.4 Die Debug-Protokollierung von Spring einschalten

183

2.10.5 Autokonfigurationen individuell steuern *

183

2.11 Spring Expression Language (SpEL)

186

2.11.1 ExpressionParser

187

2.11.2 SpEL in der Spring (Boot) API

188

3 Ausgewählte Module des Spring Frameworks

193

3.1 Hilfsklassen im Spring Framework

193

3.1.1 Bestandteile von org.springframework

193

3.2 Externe Konfiguration und das Environment

194

3.2.1 Konfiguration im Code und extern

194

3.2.2 Environment

195

3.2.3 Werte mit @Value injizieren

197

3.2.4 Environment-Belegungen über @Value und ${…} bekommen

199

3.2.5 @Value und Default-Werte

200

3.2.6 Zugriff auf Konfigurationen

202

3.2.7 Hierarchische Properties

208

3.2.8 Besondere Datentypen abbilden

213

3.2.9 Relaxed Bindings

220

3.2.10 Property-Sources

221

3.2.11 Spring-Profile definieren

234

3.2.12 Profile aktivieren

237

3.2.13 Spring-managed Beans je nach Profil

239

3.3 Am Anfang und Ende

241

3.3.1 CommandLineRunner und ApplicationRunner

242

3.3.2 Am Ende der Anwendung

244

3.3.3 Java-Programme mit Exit-Code beenden *

245

3.4 Ereignisbehandlung

251

3.4.1 Beteiligte Objekte

251

3.4.2 Context Events

251

3.4.3 ApplicationListener

253

3.4.4 @EventListener

254

3.4.5 Methoden der Ereignisklassen

254

3.4.6 Ereignisklassen schreiben und auf die Ereignisse reagieren

255

3.4.7 Ein Eventbus vom Typ ApplicationEventPublisher

256

3.4.8 Generische Ereignisse am Beispiel von PayloadApplicationEvent

257

3.4.9 Ereignistransformationen

260

3.4.10 Reihenfolgen durch @Order

260

3.4.11 Ereignisse nach Bedingungen filtern

261

3.4.12 Ereignisse synchron und asynchron

262

3.4.13 ApplicationEventMulticaster *

262

3.4.14 Ereignisse über ApplicationContext versenden

264

3.4.15 Listener an SpringApplication hängen *

264

3.4.16 Listener deklarativ registrieren *

265

3.5 Ressourcenabstraktion mit Resource

266

3.5.1 InputStreamSource und Resource

267

3.5.2 Ressourcen laden

269

3.5.3 Ressourcen über @Value injizieren

269

3.6 Typkonvertierung mit ConversionService

271

3.6.1 ConversionService

271

3.6.2 DefaultConversionService und ApplicationConversionService

272

3.6.3 ConversionService als Spring-managed Bean

274

3.6.4 Bei der ConverterRegistry eigene Konverter anmelden

276

3.6.5 Printer und Parser

281

3.6.6 FormatterRegistry

283

3.6.7 DataBinder

285

3.7 Internationalisierung *

289

3.7.1 Möglichkeiten zur Internationalisierung mit der Java SE

289

3.7.2 MessageSource unter Untertypen

291

3.8 Scheduling *

295

3.8.1 Scheduling-Annotationen und @EnableScheduling

296

3.8.2 @Scheduled

296

3.8.3 Nachteile von @Scheduled und Alternativen

299

3.9 Typen aus org.springframework.*.[lang|util]

300

3.9.1 Das Paket org.springframework.util

300

3.9.2 Das Paket org.springframework.data.util

302

3.10 JSpecify-Null-Annotationen in Spring

306

3.10.1 JSpecify

306

4 Testgetriebene Entwicklung mit Spring Boot

309

4.1 Grundlagen der testgetriebenen Entwicklung

309

4.1.1 Testbezogene Einträge vom Spring Initializr

309

4.1.2 Annotation @Test

310

4.1.3 Testfall für einen Thumbnail-Generator

310

4.1.4 Testfall für die Klasse »FileSystem«

313

4.1.5 Mehrschichtige Anwendungen testen, Objekte austauschen

316

4.2 Testen mit Mock-Objekten

319

4.2.1 Das Mocking-Framework Mockito

320

4.2.2 @InjectMocks

323

4.2.3 Verhalten verifizieren

324

4.2.4 Testen mit ReflectionTestUtils

325

4.2.5 Mocken von Spring-Datentypen

327

4.3 Testen mit Spring-Unterstützung

328

4.3.1 Die Annotation @SpringBootTest

328

4.3.2 @TestPropertySource

332

4.3.3 @ActiveProfiles

334

4.3.4 Dependency-Injection in Spring-Testklassen

334

4.3.5 Stellvertreter einsetzen

336

4.3.6 @DirtiesContext

339

5 Ausgewählte Proxies

341

5.1 Proxy-Pattern

342

5.1.1 Proxy-Einsatz in Spring

343

5.1.2 Proxies dynamisch generieren

345

5.2 Caching

346

5.2.1 Optimierung durch Caching

347

5.2.2 Caching in Spring

347

5.2.3 Komponente mit @Cacheable implementieren

348

5.2.4 @Cacheable-Proxy nutzen

350

5.2.5 @Cacheable + condition

352

5.2.6 @Cacheable + unless

353

5.2.7 @CachePut

354

5.2.8 @CacheEvict

354

5.2.9 Eigene Schlüsselgeneratoren angeben

355

5.2.10 @CacheConfig

362

5.2.11 Cache-Implementierungen

363

5.2.12 Caching mit Caffeine

364

5.2.13 Das Caching im Test abschalten

365

5.3 Asynchrone Aufrufe

366

5.3.1 @EnableAsync und @Async-Methoden

366

5.3.2 Beispiel mit @Async

367

5.3.3 Der Rückgabetyp CompletableFuture

370

5.4 TaskExecutor *

374

5.4.1 TaskExecutor-Implementierungen

375

5.4.2 Executor setzen und Ausnahmen behandeln

377

5.5 Spring und Bean Validation

380

5.5.1 Parameterprüfungen

380

5.5.2 Der Standard Jakarta Bean Validation

381

5.5.3 Dependency auf die Spring-Boot-Starter-Validation

381

5.5.4 »Photo« mit Jakarta-Bean-Validation-Annotationen

382

5.5.5 Einen Validator injizieren und prüfen

383

5.5.6 Spring und die Bean-Validation-Annotationen

386

5.5.7 Bean-Validation-Annotationen an Methoden

388

5.5.8 Validierung überall, am Beispiel einer Konfiguration

388

5.5.9 Refactoring der Photo-Klasse

390

6 Relationale Datenbanken anbinden

393

6.1 Eine H2-Datenbank aufsetzen

393

6.1.1 Kurzvorstellung der H2-Datenbank

393

6.1.2 H2 installieren und starten

394

6.1.3 Über die H2 Console eine Verbindung zur Datenbank aufbauen

397

6.1.4 Das Datenbankschema der Date4u-Datenbank

399

6.2 Datenbankzugriffe mit Spring realisieren

402

6.2.1 Spring-Helfer

402

6.3 Der Spring Boot Starter JDBC

404

6.3.1 Den JDBC-Starter in die POM aufnehmen

404

6.3.2 JDBC-Verbindungsdaten eintragen

405

6.3.3 DataSource oder JdbcTemplate injizieren

405

6.3.4 Connection-Pooling

408

6.3.5 Das Paket org.springframework.jdbc und seine Unterpakete

410

6.3.6 DataAccessException

410

6.3.7 Autokonfiguration für DataSource *

412

6.3.8 Mehrere Datenbanken ansprechen

413

6.3.9 DataSourceUtils *

416

6.4 JdbcTemplate

417

6.4.1 Beliebiges SQL ausführen: execute(…)

417

6.4.2 SQL-Aktualisierungen: update(…)

418

6.4.3 Einzelne Werte erfragen: queryForObject(…)

418

6.4.4 Einen Platzhalter für ein PreparedStatement definieren

419

6.4.5 Ganze Zeile erfragen: queryForMap(…)

420

6.4.6 Mehrere Zeilen mit einem Element erfragen: queryForList(…)

421

6.4.7 Mehrere Zeilen und Spalten einlesen: queryForList(…)

422

6.5 Datentypen zum Mapping auf Ergebnisse

423

6.5.1 RowMapper

424

6.5.2 RowCallbackHandler

429

6.5.3 ResultSetExtractor

430

6.6 NamedParameterJdbcTemplate

434

6.6.1 Typbeziehungen von *JdbcTemplate

435

6.6.2 Methoden vom NamedParameterJdbcTemplate

435

6.6.3 Werte von NamedParameterJdbcTemplate mit Map übergeben

436

6.6.4 SqlParameterSource

436

6.6.5 Rückgriff auf tiefer liegende Objekte *

439

6.7 Batch-Operationen *

440

6.7.1 Batch-Methoden beim JdbcTemplate

440

6.7.2 BatchPreparedStatementSetter

441

6.7.3 Batch-Methoden beim NamedParameterJdbcTemplate

446

6.7.4 SqlParameterSourceUtils

447

6.7.5 Konfigurations-Properties

448

6.8 Es wird groß mit BLOB und CLOB *

449

6.8.1 LOBs lesen

449

6.8.2 LOBs schreiben

449

6.9 Das Paket org.springframework.jdbc.core.simple *

450

6.9.1 JdbcClient

450

6.9.2 SimpleJdbcInsert

455

6.10 Das Paket org.springframework.jdbc.object *

457

6.10.1 MappingSqlQuery

458

6.11 Transaktionen

460

6.11.1 Das ACID-Prinzip

460

6.11.2 Lokal oder global/verteilt

460

6.11.3 JDBC-Transaktionen/Auto-Commit

461

6.11.4 PlatformTransactionManager

462

6.11.5 TransactionTemplate

466

6.11.6 @Transactional

471

7 Jakarta Persistence mit Spring

475

7.1 Welt der Objekte und der Datenbanken

475

7.1.1 Transient und persistent

476

7.1.2 Abbildung von Objekten auf Tabellen

476

7.1.3 Java-Bibliotheken für das O/R-Mapping

480

7.2 Jakarta Persistence

481

7.2.1 Persistence Provider

482

7.2.2 Jakarta Persistence Provider nutzen JDBC

483

7.2.3 Was deckt die Jakarta Persistence ab?

483

7.3 Spring Data JPA

484

7.3.1 Spring Boot Starter Data JPA einbinden

484

7.3.2 Konfigurationen

485

7.4 Die Jakarta-Persistence-Entity-Bean

487

7.4.1 Eine Entity-Bean-Klasse entwickeln

488

7.5 Die Jakarta Persistence API

494

7.5.1 Den EntityManager von Spring bekommen

495

7.5.2 Eine Entity-Bean über ihren Schlüssel suchen: find(…)

497

7.5.3 find(…) und getReference(…)

499

7.5.4 Abfragemöglichkeiten mit dem EntityManager

500

7.6 Die Jakarta Persistence Query Language (JPQL)

501

7.6.1 Ein JPQL-Beispiel mit SELECT und FROM

501

7.6.2 JPQL-Abfragen mit createQuery(…) aufbauen und absenden

503

7.6.3 Bedingungen in WHERE

506

7.6.4 JPQL-Aufrufe parametrisieren

507

7.6.5 JPQL-Operatoren und -Funktionen

510

7.6.6 Rückgaben ordnen mit ORDER BY

514

7.6.7 Projektion auf skalare Werte

515

7.6.8 Aggregatfunktionen

516

7.6.9 Projektion auf mehrere Werte

517

7.6.10 Benannte deklarative Abfragen (Named Queries)

521

7.7 Datenbankfunktionen aufrufen und native SQL-Abfragen senden

523

7.7.1 Datenbankfunktionen aufrufen: FUNCTION(…)

524

7.7.2 createNativeQuery(…) über EntityManager nutzen

524

7.7.3 @NamedNativeQuery

526

7.7.4 @NamedNativeQuery mit resultSetMapping

527

7.8 Schreibender Zugriff mit dem EntityManager in Transaktionen

530

7.8.1 Transaktionale Operationen

530

7.8.2 persist(…)

531

7.8.3 EntityTransaction

531

7.8.4 PlatformTransactionManager → JpaTransactionManager

532

7.8.5 @Transactional

534

7.8.6 Speichern vs. Aktualisieren

535

7.8.7 remove(…)

535

7.8.8 Synchronisation bzw. Flush

536

7.8.9 Query mit UPDATE und DELETE

536

7.9 Persistence Context und weitere Transaktionssteuerungen

537

7.9.1 Die Jakarta Persistence API und Datenbankoperationen

537

7.9.2 Zustände einer Entity-Bean

538

7.10 Weiterführende O/R-Metadaten

542

7.10.1 Der Database-first- und der Code-first-Ansatz

542

7.10.2 Den Tabellennamen über @Table setzen

543

7.10.3 Den @Entity-Namen ändern

544

7.10.4 Persistente Attribute

544

7.10.5 @Basic und @Transient

546

7.10.6 Spaltenbeschreibung und @Column

546

7.10.7 Entity-Bean-Datentypen

549

7.10.8 Datentypen mit AttributeConverter mappen

552

7.10.9 Schlüsselkennzeichnung

554

7.10.10 Eingebettete Typen

559

7.10.11 Eine Entity-Bean erbt Eigenschaften von einer Oberklasse

561

7.11 Beziehungen zwischen Entitäten

563

7.11.1 Unterstützte Assoziationen und Beziehungstypen

563

7.11.2 Die 1:1-Beziehung

564

7.11.3 Bidirektionale Beziehungen

568

7.11.4 Die 1:n-Beziehung

569

7.11.5 n:m-Beziehungen *

575

7.12 FetchType: Lazy und Eager Loading

577

7.12.1 Aufzählung mit FetchType

577

7.12.2 Der Hibernate-Typ PersistentBag

578

7.12.3 Das 1+N-Query-Problem ist ein Performance-Antipattern

580

7.13 Cascading

582

7.13.1 Kaskadierung

583

7.13.2 Der Aufzählungstyp CascadeType

583

7.13.3 CascadeType setzen

585

7.13.4 cascade=REMOVE vs. orphanRemoval=true

587

7.14 Repositories

587

7.14.1 Datenzugriffsschicht

588

7.14.2 Methoden im Repository

590

7.14.3 SimpleJpaRepository

592

8 Spring Data JPA

597

8.1 Welche Aufgaben erfüllt Spring Data?

597

8.1.1 Für welche Systeme gibt es Spring Data?

598

8.2 Spring Data Commons: CrudRepository

599

8.2.1 Der Typ CrudRepository

600

8.2.2 JPA-basierte Repositories

601

8.3 Untertypen von CrudRepository: JpaRepository usw.

605

8.3.1 ListCrudRepository

605

8.3.2 Technologiespezifische [List]CrudRepository-Untertypen

605

8.3.3 Ausgewählte Methoden über Repository

608

8.4 Blättern und Sortieren mit [List]PagingAndSortingRepository

609

8.4.1 JpaRepository: Untertyp von ListPagingAndSortingRepository und ListCrudRepository

610

8.4.2 Der Typ Sort

611

8.4.3 Sort.TypedSort<T>

612

8.4.4 Pageable und PageRequest

613

8.4.5 Sortieren von paginierten Seiten

619

8.4.6 Performanceüberlegungen

619

8.5 QueryByExampleExecutor *

620

8.5.1 Die Probe

621

8.5.2 QueryByExampleExecutor nutzen

621

8.5.3 Probe in das Example

622

8.5.4 ExampleMatcher aufbauen

623

8.5.5 Properties ignorieren

624

8.5.6 String-Vergleiche mit ExampleMatcher steuern

624

8.5.7 Bewertung von Query-By-Example (QBE)

625

8.6 Eigene Abfragen mit @Query formulieren

626

8.6.1 Die @Query-Annotation

626

8.6.2 Verändernde @Query-Operationen mit @Modifying

628

8.6.3 IN-Parameter durch Array/Vararg/Collection füllen

628

8.6.4 @Query mit JPQL-Projektion

629

8.6.5 Sort- und Pageable-Parameter

630

8.6.6 Neue Query-Methoden ergänzen

631

8.6.7 Queries mit SpEL-Ausdrücken

632

8.6.8 Die @NamedQuery einer Entity-Bean verwenden

633

8.6.9 Die @Query-Annotation mit nativem SQL

634

8.7 Stored Procedures (gespeicherte Prozeduren) *

636

8.7.1 Eine gespeicherte Prozedur in H2 definieren

637

8.7.2 Eine gespeicherte Prozedur über eine native Query aufrufen

639

8.7.3 Eine gespeicherte Prozedur mit @Procedure aufrufen

639

8.8 Derived Query Methods

640

8.8.1 Individuelle CRUD-Operationen über Methodennamen

640

8.8.2 Aufbau der Derived Query Methods

641

8.8.3 Rückgaben von Derived Query Methods

645

8.8.4 Asynchrone Query-Methoden

646

8.8.5 Streamende Query-Methoden

646

8.8.6 Vorteile und Nachteile der Derived Query Methods

646

8.9 Die Criteria API und der JpaSpecificationExecutor

647

8.9.1 Die Criteria API

649

8.9.2 PredicateSpecification, Specification und die vereinfachten Spezifikationen

649

8.9.3 JpaSpecificationExecutor

650

8.9.4 Methoden in JpaSpecificationExecutor

651

8.9.5 Einfache PredicateSpecification-Implementierungen

652

8.9.6 Spezifikationen zusammensetzen

654

8.9.7 Query-gebundene Varianten: Specification, UpdateSpecification, DeleteSpecification

655

8.9.8 findBy(..., queryFunction) und die Fluent-API

655

8.9.9 Metamodellklassen

656

8.9.10 Nachteile der Criteria API

658

8.10 Alternativen zu JDBC und Jakarta Persistence

659

8.10.1 Querydsl

660

8.10.2 Spring Data JDBC

668

8.11 Gutes Design mit Repositories

673

8.11.1 Abstraktionen durch die Zwiebelarchitektur

674

8.11.2 Denke an ISP und die Zwiebel!

675

8.11.3 Das Fragment-Interface

677

8.12 Projektionen

678

8.12.1 Projektionen selbst durchführen

679

8.12.2 Projektionen in Spring Data

679

8.12.3 Die Interface-basierte Projektion

679

8.12.4 Projektionen mit SpEL-Ausdrücken

681

8.12.5 Projektionen mit Default-Methoden

682

8.12.6 Klassenbasierte Projektionen

683

8.12.7 Dynamische Projektionen

683

8.13 [Fetchable]FluentQuery *

685

8.14 Auditing *

687

8.14.1 Auditing mit Spring Data

687

8.14.2 Auditing mit Spring Data JPA

687

8.14.3 AuditorAware für User-Informationen

689

8.14.4 Ausblick: Spring Data Envers

690

8.15 Incremental Data Migration

691

8.15.1 Lang leben die Daten

691

8.15.2 Evolutionäres Datenbankdesign

691

8.15.3 Incremental Data Migration mit Flyway

692

8.15.4 Flyway in Spring Boot: Migrationsskripte

693

8.15.5 Migrationen in Java-Code

695

8.15.6 Flyway-Migrationen außerhalb von Spring

697

8.16 Die Datenzugriffsschicht testen

697

8.16.1 Was wollen wir testen?

697

8.16.2 Testscheibchen

698

8.16.3 Eine In-Memory-Testdatenbank einsetzen

700

8.16.4 Eigene Verbindungsdaten zur Testdatenbank zuweisen

701

8.16.5 Tabellen aufbauen mit Initialisierungsskripten

702

8.16.6 Das Projekt Testcontainers

703

8.16.7 Demodaten

706

8.16.8 @Sql und @SqlGroup

707

8.16.9 TestEntityManager

707

9 Spring Data für NoSQL-Datenbanken

709

9.1 Not only SQL

709

9.2 MongoDB

710

9.2.1 MongoDB: Dokumente und Collections

710

9.2.2 Über MongoDB

711

9.2.3 Den MongoDB Community Server installieren und starten

712

9.2.4 GUI-Werkzeuge für MongoDB

714

9.2.5 Spring Data MongoDB

714

9.2.6 MongoDB-APIs

716

9.2.7 MongoDB-Dokumente

716

9.2.8 Die Klasse MongoTemplate

718

9.2.9 MongoDB-Repositories

720

9.2.10 MongoDB-Programme testen

723

10 Spring Web

725

10.1 Webserver

725

10.1.1 Java-Webserver

726

10.1.2 Spring Boot Starter Web MVC

727

10.1.3 Andere Webserver einsetzen *

728

10.1.4 Port anpassen über server.port

729

10.1.5 Statische Ressourcen servieren

729

10.1.6 WebJars

730

10.1.7 TLS-Verschlüsselung

731

10.2 Dynamische Inhalte generieren

732

10.2.1 Steinzeit: Das Common Gateway Interface (CGI)

732

10.2.2 Der Servlet-Standard

734

10.2.3 @WebServlet programmieren

735

10.2.4 Schwächen von Servlets

736

10.3 Spring Web MVC

737

10.3.1 Spring-Container in Webanwendungen

738

10.3.2 @Controller und @ResponseBody

739

10.3.3 @RestController

740

10.3.4 Controller → [Service →] Repository

743

10.4 Hot Code Swapping

744

10.4.1 Hot Swapping der JVM

744

10.4.2 Spring Developer Tools

744

10.5 Das Hypertext Transfer Protocol (HTTP)

745

10.5.1 HTTP-Request und -Response

745

10.5.2 Einen HTTP-Client zum Testen von Anwendungen aufsetzen

747

10.6 Request Matching

748

10.6.1 @RequestMapping

748

10.6.2 @*Mapping

748

10.6.3 Allgemeinere Pfadausdrücke und Path-Matcher

749

10.6.4 @RequestMapping am Typ

749

10.7 Response senden

751

10.7.1 HttpMessageConverter in der Anwendung

751

10.7.2 Formatkonvertierungen der Rückgaben von Handler-Methoden

752

10.7.3 Abbildung auf JSON-Dokumente

752

10.7.4 HTTP-Statuscode und @ResponseStatus

759

10.7.5 ResponseEntity = Statuscode + Header + Body

762

10.8 Request auswerten

763

10.8.1 Handler-Methoden mit Parametern

763

10.8.2 Datenübertragung vom Client zum Controller

764

10.8.3 Datenannahme über Parameter

765

10.8.4 Query-Parameter auswerten

765

10.8.5 Optionale Query-Parameter

767

10.8.6 Alle Query-Parameter mappen

768

10.8.7 Eine Pfadvariable auswerten

770

10.8.8 REST-Endpunkte für Profile implementieren

773

10.8.9 Data Transfer Objects (DTO)

776

10.8.10 POST und PUT mit @RequestBody

781

10.8.11 UriComponents

784

10.8.12 MultipartFile

785

10.8.13 Header auswerten

787

10.8.14 HttpEntity mit ihren Unterklassen RequestEntity und ResponseEntity *

788

10.9 Typkonvertierung der Parameter

789

10.9.1 Beispiel für YearMonth-Converter

789

10.9.2 @DateTimeFormat und @NumberFormat

790

10.9.3 Query-Parameter und Formulardaten auf eine Bean mappen

791

10.9.4 Eigene Typkonverter anmelden

794

10.9.5 URI-Template-Pattern mit regulären Ausdrücken

797

10.10 Ausnahmebehandlung und Fehlermeldung

798

10.10.1 Ausnahmen selbst auf Statuscodes mappen

798

10.10.2 Eskaliert

798

10.10.3 Die Konfigurations-Properties spring.web.error.*

800

10.10.4 Exception-Resolver

803

10.10.5 Exception auf Statuscode mit @ResponseStatus mappen

804

10.10.6 ResponseStatusException

805

10.10.7 Lokales Controller-Exception-Handling mit @ExceptionHandler

807

10.10.8 »Problem Details for HTTP APIs«

809

10.10.9 Globales Controller-Exception-Handling mit Controller-Advice

812

10.11 Webservices und RESTful API

813

10.11.1 Die Prinzipien hinter REST

813

10.12 GraphQL

816

10.12.1 Das Problem mit traditionellen REST-APIs

817

10.12.2 GraphQL-Schema und Datentypen

818

10.12.3 Spring GraphQL

820

10.12.4 Erstellen eines einfachen GraphQL-Schemas

820

10.12.5 Implementierung eines Data-Fetchers

821

10.12.6 GraphQL-Abfrage

821

10.12.7 Testumgebung GraphiQL

822

10.12.8 GraphQL-Ergebnis

823

10.12.9 Data Fetcher über Handler-Methoden

824

10.12.10 Ein komplexeres GraphQL-Schema umsetzen

825

10.12.11 Assoziationen und Schema-Mappings

836

10.12.12 Validierung

838

10.12.13 CORS (Cross-Origin Resource Sharing)

839

10.12.14 GraphQL-JavaScript-Client

839

10.12.15 Spring GraphQL Client

840

10.12.16 Ausblick und Fazit

843

10.13 Asynchrone Web-Requests *

845

10.13.1 Lange Abfragen blockieren den Worker-Thread

845

10.13.2 Asynchrone Antworttechniken in Spring MVC

846

10.13.3 Eine Handler-Methode liefert Callable

846

10.13.4 WebAsyncTask

847

10.13.5 Eine Handler-Methode liefert DeferredResult

847

10.13.6 StreamingResponseBody

848

10.14 Spring Data Web Support

849

10.14.1 Laden aus dem Repository

849

10.14.2 Pageable und Sort als Parametertypen

850

10.14.3 Die Rückgabe Page und PagedModel

853

10.14.4 Payload-Verarbeitung mit Projektionen

854

10.14.5 Querydsl Predicate als Parametertyp

854

10.15 Dokumentation einer RESTful API mit OpenAPI

856

10.15.1 Beschreibung einer RESTful API

856

10.15.2 Die OpenAPI-Spezifikation

857

10.15.3 Woher kommt das OpenAPI-Dokument?

858

10.15.4 OpenAPI mit Spring

858

10.15.5 springdoc-openapi

859

10.15.6 Bessere Dokumentation mit OpenAPI-Annotationen

861

10.15.7 Java-Code aus einem OpenAPI-Dokument generieren

862

10.15.8 Spring REST Docs

865

10.16 Testen der Webschicht

866

10.16.1 QuoteRestController testen

866

10.16.2 Die Annotation @WebMvcTest

868

10.16.3 Eine Testmethode mit MockMvc schreiben

869

10.16.4 REST-Endpunkte mit dem Server testen

874

10.16.5 RestTestClient

874

10.17 Best Practices bei der Nutzung einer RESTful API

876

10.17.1 Jakarta Bean Validation

876

10.17.2 Ressourcen-ID

878

10.17.3 Data Transfer Objects (DTO) mit MapStruct mappen

878

10.17.4 Versionierung von RESTful Webservices

881

10.18 Webanwendungen mit Spring Security absichern

883

10.18.1 Die Bedeutung von Spring Security

883

10.18.2 Dependency auf Spring Boot Starter Security

883

10.18.3 Authentication

884

10.18.4 SecurityContext und SecurityContextHolder

885

10.18.5 AuthenticationManager

887

10.18.6 SpringBootWebSecurityConfiguration

889

10.18.7 AuthenticationManager und ProviderManager

891

10.18.8 Die Schnittstelle UserDetailsService

892

10.18.9 PasswordEncoder

897

10.18.10 BasicAuthenticationFilter

901

10.18.11 Zugriff auf den Benutzer

902

10.18.12 Authorization und das Cookie

903

10.18.13 Tokenbasierte Authentifizierung mit JWT

904

10.19 RESTful Webservices konsumieren

913

10.19.1 Klassen zum Ansprechen von HTTP-Endpunkten

913

10.19.2 RestClient API

914

10.19.3 WebClient API

920

10.19.4 Deklarative Webservice-Clients

925

11 Spring AI

931

11.1 Was ist künstliche Intelligenz?

931

11.1.1 KI-Modelle

931

11.1.2 Verschiedene KI-Modelle

932

11.1.3 Lokale Modelle und Remote-Modelle

932

11.1.4 Freie Modelle

932

11.2 Ollama

933

11.2.1 Ollama installieren

934

11.2.2 Modelle installieren

934

11.2.3 Sprachmodelle nutzen

935

11.3 KI-Modelle in Java-Programmen integrieren

935

11.4 Spring AI nutzen

936

11.4.1 Spring Boot Starter für Spring AI

937

11.4.2 Spring AI Ollama Spring Boot Starter

937

11.4.3 ChatClient und ChatClient.Builder

938

11.4.4 ChatClient ohne Autokonfiguration

939

11.5 Prompt aufbauen

940

11.5.1 Ergebnis abrufen

941

11.5.2 ChatResponse

942

11.5.3 Generation

942

11.6 Nachrichtenmodell und Prompt-Struktur

943

11.6.1 Das Message-Konzept

943

11.6.2 Rollenmodell (MessageType)

943

11.6.3 Prompt als strukturierte Nachrichtensammlung

945

11.6.4 Konstruktion von Message-Objekten

946

11.6.5 Multimodale Verarbeitung

946

11.6.6 Template-basierte Prompts

947

11.7 Strukturierte Ausgaben und Objekt-Mapping

948

11.7.1 Mapping auf Java-Objekte

948

11.7.2 Integration in den Prompt

949

11.7.3 Vereinfachtes Mapping über entity(...)

950

11.7.4 Zwei Strategien für strukturierte Ausgaben

950

11.8 Zugriff auf aktuelle und lokale Daten

951

11.8.1 Tool Calling

952

11.8.2 Tools in Spring AI definieren

953

11.8.3 Registrierung von Tools

954

11.9 Advisors

958

11.9.1 Registrierung von Advisors

959

11.9.2 SimpleLoggerAdvisor

960

11.9.3 Guardrails als Advisors

961

11.10 Verwaltung von Konversationskontext mit ChatMemory

962

11.10.1 Trennung von Strategie und Persistenz: ChatMemoryRepository

962

11.10.2 Integration in den Anfragefluss über Advisors

963

11.11 Vektoren, Embeddings und semantische Suche

965

11.11.1 Embedding-Modelle

965

11.11.2 Vektordatenbanken

966

11.11.3 Dokumente als Trägereinheit

967

11.11.4 VectorStore als gemeinsame Schnittstelle

967

11.11.5 ETL-Pipeline zur Datenaufbereitung

969

11.11.6 Retrieval-Augmented Generation (RAG)

970

11.12 Ausblick

971

12 Logging und Monitoring

973

12.1 Logging

973

12.1.1 Warum ein Protokoll erstellen?

973

12.1.2 Log-Group

974

12.2 Logging-Implementierung

974

12.2.1 Umstellung auf log4j2

975

12.2.2 Das Logging-Pattern-Layout

976

12.2.3 Die Logging-Konfiguration ändern

977

12.2.4 JSON-Logging in Spring Boot

977

12.2.5 MDC (Mapped Diagnostic Context)

979

12.2.6 Banner

980

12.2.7 Logging zur Startzeit

981

12.2.8 Testen von geschriebener Log-Meldung

981

12.3 Anwendungen mit dem Spring Boot Actuator überwachen

982

12.3.1 Den Gesundheitszustand über den Actuator ermitteln

983

12.3.2 Aktivierung der Endpunkte

984

12.3.3 Info-Ergänzungen

985

12.3.4 Parameter und JSON-Rückgaben

986

12.3.5 Neue Actuator-Endpunkte

988

12.3.6 Bin ich gesund?

988

12.3.7 HealthIndicator

990

12.3.8 Metriken

990

12.4 Micrometer und Prometheus

991

12.4.1 Micrometer

992

12.4.2 Prometheus: Die Software

995

13 Build und Deployment

999

13.1 Spring-Boot-Programme verpacken und ausführen

999

13.1.1 Deployment-Optionen

999

13.1.2 Ein Spring-Boot-Programm über Maven starten

1000

13.1.3 Ein Spring-Boot-Programm in JAR packen

1000

13.1.4 Das spring-boot-maven-plugin

1001

13.2 Spring-Anwendungen im OCI-Container

1002

13.2.1 Container

1003

13.2.2 Docker installieren und nutzen

1004

13.2.3 H2 starten, stoppen, Port-Weiterleitung und Data-Volumes

1007

13.2.4 Eine Spring-Boot-Docker-Anwendung vorbereiten

1009

13.2.5 Docker Compose

1012

13.2.6 Anwendungen beenden mit einem Actuator-Endpunkt

1013