如何使用 Spring Boot 和 Kotlin 构建 RESTful API 服务？

2023年09月12日 计算机

本文将探索「如何使用 Spring Boot 和 Kotlin 构建 RESTful API 服务？」。本文将以搭建一个真实项目的方式来演示使用 Kotlin 构建 RESTful API 服务的整个过程，除了整体框架采用 Spring Boot 外，该项目的依赖管理采用的是 Gradle、数据库访问采用的是 MyBatis，数据库使用的是本地搭建的 MySQL。

本文主要有三个部分，即：模板项目创建、编写业务代码，以及 API 测试与验证。

下面列出该项目用到的软件或框架版本：

JDK：Amazon Corretto 17.0.8
Kotlin：1.9.10
Gradle：8.3
Spring Boot：3.1.3
MySQL：8.1.0

1 模板项目创建

首先，使用「Spring Initializr」创建一个空的模板项目。

选项如下：

Project：Gradle - Kotlin
Language：Kotlin
Spring Boot：3.1.3
Packing：Jar
Java：17
Dependencies：Spring Web、MyBatis Framework 和 MySQL Driver

然后，点击 GENERATE 会生成一个模板工程并下载到本地，解压后导入 IDE 即可看到这个模板工程的全貌了。

生成的 Demo 项目目录结构如下：

demo
|--- gradle/
|--- src/main/
|    |--- resources/
|    \--- kotlin/
|         \--- com.example.demo.DemoApplication.kt
|--- src/test/kotlin/
|    \--- com.example.demo.DemoApplicationTests.kt
|--- gradlew
|--- settings.gradle.kts
\--- build.gradle.kts

下面重点看一下该工程的 Gradle 描述文件和程序入口类DemoApplication.kt。

1.1 Gradle 描述文件

可以看到这是一个标准的 Gradle 工程，我们将 Gradle 描述文件build.gradle.kts里边的 Kotlin 版本改成最新的 1.9.10（kotlin("jvm") version "1.9.10"），删去不需要的 Dependency 后，完整文件内容如下：

// build.gradle.kts
import org.jetbrains.kotlin.gradle.tasks.KotlinCompile

plugins {
    id("org.springframework.boot") version "3.1.3"
    id("io.spring.dependency-management") version "1.1.3"
    kotlin("jvm") version "1.9.10"
    kotlin("plugin.spring") version "1.9.10"
}

group = "com.example"
version = "0.0.1-SNAPSHOT"

java {
    sourceCompatibility = JavaVersion.VERSION_17
}

repositories {
    mavenCentral()
}

dependencies {
    implementation("org.springframework.boot:spring-boot-starter-web")
    implementation("org.mybatis.spring.boot:mybatis-spring-boot-starter:3.0.2")
    runtimeOnly("com.mysql:mysql-connector-j")
    testImplementation("org.springframework.boot:spring-boot-starter-test")
}

tasks.withType<KotlinCompile> {
    kotlinOptions {
        freeCompilerArgs += "-Xjsr305=strict"
        jvmTarget = "17"
    }
}

tasks.withType<Test> {
    useJUnitPlatform()
}

对于这个文件，需要特殊说明的是：

  • 使用了插件kotlin("plugin.spring")

    这是因为在 Kotlin 中，类默认是final的，即无法被继承。使用该插件则可将使用了 Spring 注解的类变为open的，这样 Spring 才能正常工作。

  • MySQL Driver 包的引用方式是runtimeOnly

    在 dependencies 中，可以看到mysql-connector-j的引用方式为runtimeOnly，即仅在运行时需要，在编译期是不需要的。

  • Kotlin 编译器参数为-Xjsr305=strict

    使用该编译器参数的目的是开启JSR-305严格检查模式，以充分利用 Kotlin 的空安全检查。

1.2 程序入口类 DemoApplication.kt

分析完 Gradle 描述文件，下面看一下程序入口类DemoApplication.kt：

// src/main/kotlin/com/example/demo/DemoApplication.kt
package com.example.demo

import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication
import org.springframework.boot.runApplication

@SpringBootApplication
class DemoApplication

fun main(args: Array<String>) {
    runApplication<DemoApplication>(*args)
}

需要特殊说明的是：

  • class DemoApplication是一个空类，除了被添加@SpringBootApplication注解外，没有任何属性与方法，所以无需加花括号；

  • 程序入口函数main是一个顶层函数，不属于DemoApplication类。

2 编写业务代码

模板工程准备就绪，现在可以开始编写业务代码了。业务场景为提供 User 的增、删、改、查 API。

项目采用传统的 MVC 三层架构，代码目录结构如下：

demo
|--- src/main/
|    |--- resources/
|    |    |--- application.yaml
|    |    \--- shema.sql
|    \--- kotlin/
|         \--- com.example.demo/
|              |--- controller/
|              |    \--- UserController.kt
|              |--- service/
|              |    |--- UserService.kt
|              |    \--- impl/
|              |         \--- UserServiceImpl.kt
|              |--- dao/
|              |    \--- UserMapper.kt
|              |--- model/
|              |    \--- User.kt
|              \--- DemoApplication.kt
...
|--- gradlew
\--- build.gradle.kts

下面逐一看下 Controller 层、Service 层、DAO 层、Model 类的代码，以及配置文件和数据库脚本。

2.1 Controller 层代码

Controller 层只有一个类UserController.kt，用于实现 User 的增、删、改、查。

完整代码如下：

// src/main/kotlin/com/example/demo/controller/UserController.kt
package com.example.demo.controller

import com.example.demo.model.User
import com.example.demo.service.UserService
import org.springframework.http.HttpStatus
import org.springframework.web.bind.annotation.*

@RestController
@RequestMapping("/users")
class UserController(val userService: UserService) {

    @GetMapping("/")
    fun listAll() = userService.listAll()

    @GetMapping("/{id}")
    fun getById(@PathVariable id: Long) = userService.getById(id)

    @PatchMapping("/")
    @ResponseStatus(HttpStatus.NO_CONTENT)
    fun update(@RequestBody user: User) {
        user.id?.let { userService.update(user) }
    }

    @PostMapping("/")
    @ResponseStatus(HttpStatus.CREATED)
    fun save(@RequestBody user: User) = userService.save(user)

    @DeleteMapping("/{id}")
    @ResponseStatus(HttpStatus.NO_CONTENT)
    fun deleteById(@PathVariable("id") id: Long) = userService.deleteById(id)

}

对于这段代码，熟悉 Java 的同学对这种写法应该非常熟悉了，就是标准的 Controller 写法，只是使用了 Kotlin 的语法。

2.2 Service 层代码

Service 层为 Controller 层提供服务，包含接口和实现类。

其下面的两个文件UserService.kt和UserServiceImpl.kt代码如下：

// src/main/kotlin/com/example/demo/service/UserService.kt
package com.example.demo.service

import com.example.demo.model.User

interface UserService {

    fun listAll(): List<User>

    fun getById(id: Long): User?

    fun update(user: User)

    fun save(user: User)

    fun deleteById(id: Long)

}

// src/main/kotlin/com/example/demo/service/impl/UserServiceImpl.kt
package com.example.demo.service.impl

import com.example.demo.dao.UserMapper
import com.example.demo.model.User
import com.example.demo.service.UserService
import org.springframework.stereotype.Service

@Service
class UserServiceImpl(val userMapper: UserMapper) : UserService {

    override fun listAll(): List<User> = userMapper.listAll()

    override fun getById(id: Long): User? = userMapper.getById(id)

    override fun update(user: User) = userMapper.update(user)

    override fun save(user: User) = userMapper.save(user)

    override fun deleteById(id: Long) = userMapper.deleteById(id)

}

可以看到，Service 层的逻辑也比较简洁，只是调用 MyBatis Mapper 来实现对应的功能。

2.3 DAO 层代码

我们的 DAO 层使用的是 MyBatis 来实现的，没有配置繁琐的 Mapper.xml 文件，使用的是注解的方式来操作数据库。

文件UserMapper.kt的源码如下：

// src/main/kotlin/com/example/demo/dao/UserMapper.kt
package com.example.demo.dao

import com.example.demo.model.User
import org.apache.ibatis.annotations.*

@Mapper
interface UserMapper {

    @Select("SELECT id, name, age FROM user")
    fun listAll(): List<User>

    @Select("SELECT id, name, age FROM user WHERE id = #{id}")
    fun getById(id: Long): User?

    @Update("UPDATE user SET name = #{name}, age = #{age} WHERE id = #{id}")
    fun update(user: User)

    @Insert("INSERT INTO user(name, age) VALUES(#{name}, #{age})")
    fun save(user: User)

    @Delete("DELETE FROM user WHERE id = #{id}")
    fun deleteById(id: Long)

}

2.4 Model 代码

Model 用于数据的传递，即接收数据库查询数据，并最终序列化为 JSON 来返回给 API 调用者；也用于将 API 调用者发出的 JSON 请求体转换为 Kotlin 对象。

本项目只有一个 ModelUser.kt，其源码如下：

// src/main/kotlin/com/example/demo/model/User.kt
package com.example.demo.model

data class User(val id: Long?, val name: String, val age: Int)

2.5 配置文件信息

我们 Spring 配置文件采用的是 YAML 格式，主要配置了数据库连接信息并指定了初始化 SQL 脚本的位置。

# src/main/resources/application.yaml
spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/test
    username: root
    password: root
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
  sql:
    init:
      schema-locations: classpath:schema.sql
      mode: always

连接信息指向的是在本地搭建的 MySQL 数据库，每次项目启动后都会重新执行resources下的schema.sql脚本。

2.6 数据库脚本

建表语句如下（需要手动执行）：

-- src/main/resources/database.sql
CREATE DATABASE `test` DEFAULT CHARSET utf8 COLLATE utf8_general_ci;

包含建表语句的 SQL 文件schema.sql内容如下（自动执行）：

-- src/main/resources/schema.sql
DROP TABLE IF EXISTS user;
CREATE TABLE user (
    id BIGINT AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(100) NOT NULL,
    age INT,
    PRIMARY KEY (id)
);

至此，支持 User 增、删、改、查的业务代码就基本写好了。

3 API 测试与验证

下面准备启动项目并做一些 API 测试与验证。

3.1 项目启动

在项目根目录执行如下 Gradle 命令即可启动项目：

./gradlew bootRun

3.2 API 测试与验证

下面，使用 CURL 命令对 API 进行测试。

首先新建一个 User：

curl -X POST -H 'Content-Type: application/json' -d '{"name": "Larry", "age": 28}' http://localhost:8080/users/

然后查询所有 User，发现刚刚新建的 User 已建好，ID 为 1：

curl -X GET http://localhost:8080/users/

[{"id":1,"name":"Larry","age":28}]

接着更新一下 ID 为 1 的 User 信息：

curl -X PATCH -H 'Content-Type: application/json' -d '{"id": 1, "name": "Larry2", "age": 29}' http://localhost:8080/users/

查询 ID 为 1 的 User，发现信息已更新成功：

curl -X GET http://localhost:8080/users/1

{"id":1,"name":"Larry2","age":29}

最后删除 ID 为 1 的 User，然后再次查询所有 User，发现返回为空的 List：

curl -X DELETE http://localhost:8080/users/1

curl -X GET http://localhost:8080/users/

[]

如上测试说明我们编写的针对 User 增、删、改、查的 API 都是好用的。

综上，我们使用 Kotlin + Gradle + Spring Boot + MyBatis 搭建了一个样例 API 项目，并编写了业务代码，最后进行了测试，发现使用 Spring Boot 和 Kotlin 构建 RESTful API 服务还是比较简单可行的。

本文涉及的整个样例项目代码已托管至本人 GitHub，欢迎关注或 Fork。

参考资料

[1] Get started with Spring Boot and Kotlin | Kotlin Documentation - kotlinlang.org

[2] Building web applications with Spring Boot and Kotlin | Spring - spring.io

[3] Build REST API with Spring Boot and Kotlin | Anirban’s Tech Blog - theanirban.dev

[4] Examples for Using MyBatis with Kotlin | GitHub - github.com

#Kotlin #Spring #Gradle
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