2025 年 11 月，Spring Boot 4.0 正式发布，这次升级被业界称为爆炸性升级。同时对于云原生应用而言，这是一次不可错过的性能与效率跃迁：

  • 🐳 容器化友好：模块化架构减少 30-50% 运行时占用，镜像更小、启动更快
  • ⚡ 启动速度提升 30-50%：多线程异步启动机制，容器冷启动时间显著缩短，更适合 Kubernetes 快速扩缩容
  • 🚀 2-3 倍吞吐量提升：虚拟线程原生支持，I/O 密集型微服务资源利用率大幅提升，单实例可承载更高并发
  • 🎯 云原生特性增强：内置弹性功能（重试、限流）、HTTP 接口客户端自动配置，简化微服务间通信

但这次升级也带来了 36 个废弃 API 移除、模块化架构重构、Tomcat 11 变更等挑战。本文基于 Spring Boot 官方文档和生产环境迁移经验，从原理到踩坑，提供完整、实用的迁移指南，助你平稳完成云原生应用的升级。

Spring Boot 4.0 核心新特性

作为 Spring Boot 3.x 之后的首个大版本更新，Spring Boot 4.0 基于 Spring Framework 7.0、Jakarta EE 11 和 Java 17+（推荐 Java 21 或 25），带来了模块化架构重构、虚拟线程原生支持、HTTP 服务客户端自动配置等重大变化。

Spring Boot 4.0 配套使用 Spring Cloud 2025.1.x。虽然版本号看起来只是中号版本变更，但实际上这是一次大版本变更，包含了大量破坏性变更和重要更新。

模块化架构

Spring Boot 4 将 spring-boot-autoconfigure 拆分为多个专注的模块，每个技术都有独立的 starter 和对应的测试 starter。

主要变化：

  • 模块命名：spring-boot-<technology>，包路径：org.springframework.boot.<technology>
  • Starter 命名：spring-boot-starter-<technology> 和 spring-boot-starter-<technology>-test
  • 之前没有 starter 的技术（如 Flyway、Liquibase）现在需要显式添加对应的 starter

模块化的优势：

  • 减少 IDE 干扰：IDE 自动完成只显示你实际使用的技术相关的类和配置属性，不再出现无关的代码提示。例如，如果你不使用 GraphQL，IDE 不会提示 GraphQL 相关的配置属性
  • 更小的运行时占用：只引入实际使用的模块，减少类路径开销和启动扫描成本。Spring Boot 3.5 的 spring-boot-autoconfigure 是 2 MiB，模块化后只引入需要的模块，显著减少占用
  • 避免意外自动配置：模块化后，Spring Boot 能更准确地判断你的意图。例如，如果只使用 WebClient（通过 spring-boot-starter-webclient），不会意外启用 Web 服务器自动配置，不再需要调用 SpringApplication.setWebApplicationType(WebApplicationType.NONE)
  • 启用新用例：例如，现在可以独立使用 Micrometer 指标（spring-boot-starter-micrometer-metrics），而不需要完整的 Actuator 依赖链
  • 更好的维护性：模块边界成为明确的契约，而不是软约定，便于团队协作和代码维护

测试支持的模块化：

spring-boot-test-autoconfigure 也被模块化了。测试相关的注解现在位于对应的测试模块中。例如，@AutoConfigureDataJdbc 注解现在位于 spring-boot-starter-data-jdbc-test 模块中，与 spring-boot-starter-data-jdbc 对齐。

测试 Starter 的传递性：

所有 test starter 都会传递性地引入 spring-boot-starter-test，因此不需要再单独声明 spring-boot-starter-test。只需要列出被测试技术对应的 test starter 即可。

主要废弃 Starter 和替代方案：

废弃 Starter替代
spring-boot-starter-webspring-boot-starter-webmvc
spring-boot-starter-aopspring-boot-starter-aspectj
spring-boot-starter-oauth2-authorization-serverspring-boot-starter-security-oauth2-authorization-server
spring-boot-starter-oauth2-clientspring-boot-starter-security-oauth2-client
spring-boot-starter-oauth2-resource-serverspring-boot-starter-security-oauth2-resource-server
spring-boot-starter-web-servicesspring-boot-starter-webservices

其他迁移要点：

  • 测试依赖需要添加对应的 -test starter，如 spring-boot-starter-security-test
  • 之前没有 starter 的技术（如 Flyway、Liquibase）现在需要显式添加对应的 starter

完整的 Starter 列表：

Spring Boot 4.0 统一了 starter 的使用方式：大多数技术都有专门的 starter，每个 starter 都有对应的 test starter。以下是完整的列表（参考 官方迁移指南 ）：

TechnologyMain DependencyTest Dependency
Core Starters
AspectJspring-boot-starter-aspectjspring-boot-starter-aspectj-test
Cloud Foundry Supportspring-boot-starter-cloudfoundryspring-boot-starter-cloudfoundry-test
Jakarta Validationspring-boot-starter-validationspring-boot-starter-validation-test
Kotlin Serializationspring-boot-starter-kotlin-serializationspring-boot-starter-kotlin-serialization-test
Reactorspring-boot-starter-reactorspring-boot-starter-reactor-test
Web Server Starters
Jettyspring-boot-starter-jettynone
Reactor Nettyspring-boot-starter-reactor-nettynone
Tomcatspring-boot-starter-tomcatnone
Web Client Starters
Spring’s Imperative RestClient and RestTemplatespring-boot-starter-restclientspring-boot-starter-restclient-test
Spring’s Reactive WebClientspring-boot-starter-webclientspring-boot-starter-webclient-test
Web Starters
Jerseyspring-boot-starter-jerseyspring-boot-starter-jersey-test
Spring GraphQLspring-boot-starter-graphqlspring-boot-starter-graphql-test
Spring HATEOASspring-boot-starter-hateoasspring-boot-starter-hateoas-test
Spring Session Data Redisspring-boot-starter-session-data-redisspring-boot-starter-session-data-redis-test
Spring Session JDBCspring-boot-starter-session-jdbcspring-boot-starter-session-jdbc-test
Spring Web MVCspring-boot-starter-webmvcspring-boot-starter-webmvc-test
Spring WebFluxspring-boot-starter-webfluxspring-boot-starter-webflux-test
Spring Webservicesspring-boot-starter-webservicesspring-boot-starter-webservices-test
Database Starters
Cassandraspring-boot-starter-cassandraspring-boot-starter-cassandra-test
Couchbasespring-boot-starter-couchbasespring-boot-starter-couchbase-test
Elasticsearchspring-boot-starter-elasticsearchspring-boot-starter-elasticsearch-test
Flywayspring-boot-starter-flywayspring-boot-starter-flyway-test
JDBCspring-boot-starter-jdbcspring-boot-starter-jdbc-test
jOOQspring-boot-starter-jooqspring-boot-starter-jooq-test
Liquibasespring-boot-starter-liquibasespring-boot-starter-liquibase-test
LDAPspring-boot-starter-ldapspring-boot-starter-ldap-test
MongoDBspring-boot-starter-mongodbspring-boot-starter-mongodb-test
Neo4Jspring-boot-starter-neo4jspring-boot-starter-neo4j-test
R2DBCspring-boot-starter-r2dbcspring-boot-starter-r2dbc-test
Spring Data Starters
Spring Data Cassandraspring-boot-starter-data-cassandra 或 spring-boot-starter-data-cassandra-reactivespring-boot-starter-data-cassandra-test 或 spring-boot-starter-data-cassandra-reactive-test
Spring Data Couchbasespring-boot-starter-data-couchbase 或 spring-boot-starter-data-couchbase-reactivespring-boot-starter-data-couchbase-test 或 spring-boot-starter-data-couchbase-reactive-test
Spring Data Elasticsearchspring-boot-starter-data-elasticsearchspring-boot-starter-data-elasticsearch-test
Spring Data JDBCspring-boot-starter-data-jdbcspring-boot-starter-data-jdbc-test
Spring Data JPA (using Hibernate)spring-boot-starter-data-jpaspring-boot-starter-data-jpa-test
Spring Data LDAPspring-boot-starter-data-ldapspring-boot-starter-data-ldap-test
Spring Data MongoDBspring-boot-starter-data-mongodb 或 spring-boot-starter-data-mongodb-reactivespring-boot-starter-data-mongodb-test 或 spring-boot-starter-data-mongodb-reactive-test
Spring Data Neo4Jspring-boot-starter-data-neo4jspring-boot-starter-data-neo4j-test
Spring Data R2DBCspring-boot-starter-data-r2dbcspring-boot-starter-data-r2dbc-test
Spring Data Redisspring-boot-starter-data-redis 或 spring-boot-starter-data-redis-reactivespring-boot-starter-data-redis-test 或 spring-boot-starter-data-redis-reactive-test
Spring Data RESTspring-boot-starter-data-restspring-boot-starter-data-rest-test
IO Starters
Hazelcastspring-boot-starter-hazelcastspring-boot-starter-hazelcast-test
Mailspring-boot-starter-mailspring-boot-starter-mail-test
Quartzspring-boot-starter-quartzspring-boot-starter-quartz-test
SendGridspring-boot-starter-sendgridspring-boot-starter-sendgrid-test
Spring Caching Supportspring-boot-starter-cachespring-boot-starter-cache-test
Spring Batch (with JDBC)spring-boot-starter-batch-jdbcspring-boot-starter-batch-jdbc-test
Spring Batch (without JDBC)spring-boot-starter-batchspring-boot-starter-batch-test
JSON Starters
GSONspring-boot-starter-gsonspring-boot-starter-gson-test
Jacksonspring-boot-starter-jacksonspring-boot-starter-jackson-test
JSONBspring-boot-starter-jsonbspring-boot-starter-jsonb-test
Messaging Starters
ActiveMQspring-boot-starter-activemqspring-boot-starter-activemq-test
Artemisspring-boot-starter-artemisspring-boot-starter-artemis-test
JMSspring-boot-starter-jmsspring-boot-starter-jms-test
RSocketspring-boot-starter-rsocketspring-boot-starter-rsocket-test
Spring AMQPspring-boot-starter-amqpspring-boot-starter-amqp-test
Spring Integrationspring-boot-starter-integrationspring-boot-starter-integration-test
Spring for Apache Kafkaspring-boot-starter-kafkaspring-boot-starter-kafka-test
Spring for Apache Pulsarspring-boot-starter-pulsarspring-boot-starter-pulsar-test
Websocketsspring-boot-starter-websocketspring-boot-starter-websocket-test
Security Starters
Spring Securityspring-boot-starter-securityspring-boot-starter-security-test
Spring Security OAuth Authorization Serverspring-boot-starter-security-oauth2-authorization-serverspring-boot-starter-security-oauth2-authorization-server-test
Spring Security OAuth Clientspring-boot-starter-security-oauth2-clientspring-boot-starter-security-oauth2-client-test
Spring Security OAuth Resource Serverspring-boot-starter-security-oauth2-resource-serverspring-boot-starter-security-oauth2-resource-server-test
Spring Security SAMLspring-boot-starter-security-saml2spring-boot-starter-security-saml2-test
Templating Starters
Freemarkerspring-boot-starter-freemarkerspring-boot-starter-freemarker-test
Groovy Templatesspring-boot-starter-groovy-templatesspring-boot-starter-groovy-templates-test
Mustachespring-boot-starter-mustachespring-boot-starter-mustache-test
Thymeleafspring-boot-starter-thymeleafspring-boot-starter-thymeleaf-test
Production-Ready Starters
Actuatorspring-boot-starter-actuatorspring-boot-starter-actuator-test
Micrometer Metricsspring-boot-starter-micrometer-metricsspring-boot-starter-micrometer-metrics-test
OpenTelemetryspring-boot-starter-opentelemetryspring-boot-starter-opentelemetry-test
Zipkinspring-boot-starter-zipkinspring-boot-starter-zipkin-test

提示： 所有 test starter 都会传递性地引入 spring-boot-starter-test，因此不需要再单独声明 spring-boot-starter-test。只需要列出被测试技术对应的 test starter 即可。

Classic Starters（快速迁移方案）：

如果需要快速迁移，可以使用 Classic Starters，它们提供了类似 Spring Boot 3.x 的 classpath，让你可以快速恢复所有基础设施的可用性：

<!-- 替代 spring-boot-starter -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-classic</artifactId>
</dependency>

<!-- 替代 spring-boot-starter-test -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-test-classic</artifactId>
    <scope>test</scope>
</dependency>

使用 Classic Starters 的好处：

  • 快速恢复应用功能，无需立即处理所有 starter 替换
  • 修复导入错误，验证应用能正常工作
  • 作为过渡方案，降低迁移风险

迁移建议（官方推荐的两步法）：

  1. 第一步：使用 Classic Starters 快速迁移，修复编译错误，确保应用运行正常
  2. 第二步：逐步移除 Classic Starters，根据更新后的导入语句识别缺失的 starter，添加对应的模块化 starter

注意： 官方建议最终还是要迁移到模块化的 starter，Classic Starters 只是过渡方案。完整的 starter 列表和对应关系请参考 官方迁移指南 。

增强的配置属性元数据

Spring Boot 4 引入了新的注解 @ConfigurationPropertiesSource，允许 Spring Boot 读取外部模块中定义的 @ConfigurationProperties 类型，这在之前是不可能的。

使用场景：

@ConfigurationPropertiesSource("com.example.config")
@ConfigurationProperties(prefix = "app")
public class AppProperties {
    private String name;
    // getters and setters
}

优势：

  • 更清晰的模块化设计
  • 改进工具支持（IDE 自动完成、配置提示等）
  • 支持跨模块的配置属性定义

任务调度增强

Spring Boot 4 现在支持配置多个 TaskDecorator Bean，允许你组合多个装饰器来增强任务执行行为。

使用示例：

@Configuration
public class TaskConfig {

    @Bean
    public TaskDecorator loggingTaskDecorator() {
        return runnable -> {
            return () -> {
                System.out.println("Task started: " + Thread.currentThread().getName());
                try {
                    runnable.run();
                } finally {
                    System.out.println("Task completed");
                }
            };
        };
    }

    @Bean
    public TaskDecorator mdcTaskDecorator() {
        return runnable -> {
            String traceId = MDC.get("traceId");
            return () -> {
                MDC.put("traceId", traceId);
                try {
                    runnable.run();
                } finally {
                    MDC.clear();
                }
            };
        };
    }
}

多个 TaskDecorator 会按顺序应用，提供更灵活的任务执行增强能力。

包结构变化

模块化架构对包结构也有影响。每个模块现在都有独立的 org.springframework.boot.<module> 包路径。根据模块的职责范围，可能包含 API、自动配置、Actuator 相关支持等。

示例：

// Spring Boot 3.x
import org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.WebMvcAutoConfiguration;

// Spring Boot 4.0
import org.springframework.boot.webmvc.autoconfigure.WebMvcAutoConfiguration;

主要变化：

  • 每个技术模块都有独立的包路径：org.springframework.boot.<technology>
  • 测试模块包路径：org.springframework.boot.<technology>.test
  • 自动配置类、Actuator 支持等都位于对应的模块包下
  • 如果你有自定义 starter，大概率都需要适配新的包路径，尤其是使用 class 字符名字，而不是 class 类的。

Spring Framework 7.0 带来的增强

Spring Boot 4 基于 Spring Framework 7.0 构建，继承了以下特性。

API 版本控制

Spring Framework 7 原生支持 API 版本管理，这是首次在 Spring 框架中提供官方支持。之前虽然可以通过 @RequestMapping 实现，但需要大量手动工作。

配置方式：

Java 配置：

@Configuration
public class WebConfiguration implements WebMvcConfigurer {
    @Override
    public void configureApiVersioning(ApiVersionConfigurer configurer) {
        configurer.useRequestHeader("API-Version");
        // 或使用其他策略：
        // configurer.useQueryParameter("version");
        // configurer.usePathPattern("/api/{version}");
        // configurer.useMediaType("application/vnd.api.v1+json");
    }
}

Spring Boot 配置属性：

spring:
  mvc:
    apiversion:
      use:
        header: API-Version
        # 或使用：
        # query-parameter: version
        # path-pattern: /api/{version}

使用示例：

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

    @GetMapping(value = "/users", version = "1")
    public List<UserV1> getUsersV1() {
        return userService.getUsersV1();
    }

    @GetMapping(value = "/users", version = "2")
    public List<UserV2> getUsersV2() {
        return userService.getUsersV2();
    }
}

功能式端点支持：

RouterFunction<ServerResponse> route = RouterFunctions.route()
    .GET("/hello-world", version("1.2"),
        request -> ServerResponse.ok().body("Hello World"))
    .build();

支持的版本控制策略：

  • 路径版本控制：/v1/users、/v2/users（需要在路径中声明 URI 变量）
  • 请求头版本控制：X-API-Version: 1 或自定义 header 名称
  • 查询参数版本控制：/users?version=1
  • 媒体类型版本控制：Accept: application/vnd.api.v1+json

版本格式：

默认使用语义化版本（Semantic Versioning），支持 major.minor.patch 格式。如果未指定 minor 和 patch，默认为 0。版本解析器可以自定义，支持日期格式或其他格式。

废弃处理：

API 版本控制支持 RFC 9745 标准的废弃处理，可以在响应中发送废弃提示。

JSpecify 空安全注解

Spring Framework 7 迁移到 JSpecify 注解，这是 Spring 生态系统中空安全支持的重大里程碑。JSpecify 是一个由 OpenJDK、Broadcom、Google、JetBrains、Sonar 等组织共同参与的标准项目。

已支持 JSpecify 的 Spring 项目：

  • Spring Boot 4.0
  • Spring Framework 7.0
  • Spring Data 4.0
  • Spring Security 7.0
  • Spring Batch 6.0
  • Spring Kafka 4.0
  • Spring Integration 7.0
  • Spring GraphQL 2.0
  • Spring Web Services 5.0
  • Spring AMQP 4.0
  • Spring Shell 4.0
  • Spring Plugin 4.0
  • Spring HATEOAS 3.0
  • Spring Modulith 2.0
  • Spring Vault 4.0
  • Spring Cloud Commons 5.0
  • Spring Cloud Gateway 5.0
  • Micrometer 1.16
  • Micrometer Tracing 1.6
  • Context Propagation 1.2
  • Reactor 2025.0

使用示例：

import org.jspecify.annotations.Nullable;
import org.jspecify.annotations.NonNull;

public class UserService {

    public @NonNull User getUser(@NonNull String userId) {
        return userRepository.findById(userId)
            .orElseThrow(() -> new UserNotFoundException(userId));
    }

    public @Nullable User findUser(@NonNull String email) {
        return userRepository.findByEmail(email).orElse(null);
    }
}

IDE 支持：

  • IntelliJ IDEA 2025.3+：提供完整的 JSpecify 支持，包括复杂的数据流分析
  • Kotlin 2.2：自动将 JSpecify 注解转换为 Kotlin 空安全类型，告别平台类型（platform types）
  • NullAway：构建时检查工具，需要 JDK 21+（JDK 17 支持可能在后续版本提供）

Kotlin 项目注意事项：

JSpecify 注解会明确标记可空性，Kotlin 编译器会自动识别并转换。如果 Java 接口使用 @Nullable 注解，Kotlin 实现必须返回可空类型；如果使用 @NonNull，则必须返回非空类型。IntelliJ IDEA 会提供相应的编译错误提示和修复建议。

多线程异步启动

Spring Framework 7.0 引入了多线程异步启动机制，可以并行初始化 ApplicationContext，显著加快应用启动速度。

工作原理：

  • ApplicationContext 启动时，可以并行初始化多个 Bean
  • 利用多核 CPU 资源，将串行的 Bean 初始化改为并行执行
  • 自动处理 Bean 之间的依赖关系，确保初始化顺序正确

配置方式：

@SpringBootApplication
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication app = new SpringApplication(Application.class);
        // 启用异步启动
        app.setApplicationStartup(new BufferingApplicationStartup(1000));
        app.run(args);
    }
}

或者通过配置属性：

spring:
  application:
    startup:
      enabled: true

性能提升：

  • 大型应用启动时间可减少 30-50%
  • 特别适合 Bean 数量多、初始化耗时的应用
  • 充分利用多核 CPU，提升资源利用率

注意事项：

  • 需要确保 Bean 初始化是线程安全的
  • 某些单例 Bean 可能仍需要串行初始化
  • 建议在测试环境先验证，确保无并发问题

HTTP 接口客户端

Spring Framework 7 和 Spring Boot 4 大幅简化了 HTTP 接口客户端的配置。之前需要手动创建 HttpServiceProxyFactory 和配置每个客户端，现在可以通过声明式方式自动注册。

建议： 虽然 RestTemplate 仍可使用，但推荐使用 RestClient 或 HTTP 接口客户端（@HttpExchange）作为替代方案。

旧方式（Spring Framework 6 / Spring Boot 3）：

@HttpExchange(url = "/api/users")
public interface UserClient {
    @GetExchange("/{id}")
    User getUser(@PathVariable String id);

    @PostExchange
    User createUser(@RequestBody UserRequest request);
}

// 需要手动配置每个客户端
@Configuration
public class HttpClientConfig {
    @Bean
    public UserClient userClient(RestClient.Builder builder) {
        RestClient restClient = builder.baseUrl("https://api.example.com").build();
        HttpServiceProxyFactory factory = HttpServiceProxyFactory
            .builderFor(RestClientAdapter.create(restClient)).build();
        return factory.createClient(UserClient.class);
    }

    // 如果有多个客户端，需要重复配置。..
}

新方式（Spring Framework 7 / Spring Boot 4）：

使用 @ImportHttpServices 注解：

@HttpExchange(url = "/api/users")
public interface UserClient {
    @GetExchange("/{id}")
    User getUser(@PathVariable String id);

    @PostExchange
    User createUser(@RequestBody UserRequest request);
}

@Configuration
@ImportHttpServices(group = "api", types = {UserClient.class})
public class HttpClientConfig {
}

配置 application.yml：

spring:
  http:
    client:
      service:
        read-timeout: 2s
        group:
          api:
            base-url: https://api.example.com

或使用包扫描自动发现：

@Configuration
@ImportHttpServices(group = "api", basePackages = "com.example.client")
public class HttpClientConfig {
}

多组配置示例：

如果应用需要集成多个 REST API，可以为每个 API 配置不同的组：

@Configuration
@ImportHttpServices(group = "github", basePackages = "com.example.client.github")
@ImportHttpServices(group = "stackoverflow", basePackages = "com.example.client.stackoverflow")
public class HttpClientConfig {
}

对应的配置：

spring:
  http:
    client:
      service:
        group:
          github:
            base-url: https://api.github.com
            read-timeout: 5s
          stackoverflow:
            base-url: https://api.stackexchange.com
            read-timeout: 10s

使用 WebClient（响应式）：

默认使用 RestClient，如需使用 WebClient，可通过配置切换：

@Configuration
@ImportHttpServices(
    group = "api",
    basePackages = "com.example.client",
    clientType = ClientType.WEB_CLIENT
)
public class HttpClientConfig {
}

优势：

  • 配置简化：不再需要为每个客户端手动创建 HttpServiceProxyFactory 和 Bean
  • 自动注册：所有 HTTP 接口自动注册为 Spring Bean，可直接注入使用
  • 统一管理：通过组（group）概念统一管理同一 API 的所有客户端
  • 灵活配置：支持为不同组配置不同的超时、重试等策略

这样 com.example.client 包下所有带 @HttpExchange 的接口都会自动注册为 Spring Bean，可以直接注入使用：

@Service
public class UserService {
    private final UserClient userClient;  // 直接注入，无需手动配置

    public UserService(UserClient userClient) {
        this.userClient = userClient;
    }

    public User getUser(String id) {
        return userClient.getUser(id);  // 直接使用
    }
}

内置弹性功能（Resilience）

Spring Framework 7 引入了强大的弹性工具，直接集成到核心框架中：

  • @Retryable：自动重试失败的方法调用，支持配置最大尝试次数、延迟、抖动和退避策略，也支持响应式返回类型
  • @ConcurrencyLimit：限制并发方法调用数量，保护服务和资源（例如限制为单线程访问）

配置方式：

@Configuration
@EnableResilientMethods
public class ApplicationConfig {
}

@Service
public class PaymentService {

    @Retryable(
        maxAttempts = 3,
        backoff = @Retryable.Backoff(delay = 2000, multiplier = 2.0)
    )
    @ConcurrencyLimit(value = 2)  // 只允许 2 个并发调用
    public void processPayment(String paymentId) {
        // 处理支付逻辑
    }
}

优势：

  • 无需引入第三方库（如 Resilience4j）
  • 与 Spring 生态深度集成
  • 支持响应式编程模型
  • 配置简单，开箱即用

流式 JMS 客户端 API（JmsClient）

Spring Framework 7 引入了 JmsClient，类似于 JdbcClient 和 RestClient，提供流畅的构建器风格 API。这是对传统 JMS 模板的更优雅和可读的替代方案。

使用示例：

@Service
public class MessageService {

    private final JmsClient jmsClient;

    public MessageService(JmsClient jmsClient) {
        this.jmsClient = jmsClient;
    }

    public void sendMessage(String destination, String message) {
        jmsClient.create()
            .queue(destination)
            .body(message)
            .send();
    }

    public String receiveMessage(String destination) {
        return jmsClient.create()
            .queue(destination)
            .receive(String.class);
    }
}

优势：

  • 流畅的 API 设计，代码更易读
  • 与 JdbcClient、RestClient 保持一致的风格
  • Spring Boot 4 提供自动配置支持

统一消息转换（Unified Message Conversion）

Spring Framework 7 简化了消息转换，引入了新的 HttpMessageConverters 配置类。这种统一方法借鉴了响应式编解码器的设计，简化了 HTTP 消息的序列化和反序列化。

Jakarta EE 11 升级

Spring Framework 7 采用 Jakarta EE 11 规范：

  • Servlet 6.1
  • JPA 3.2
  • Bean Validation 3.1
  • WebSocket 2.2

JPA 3.2 重要变化：

之前，EntityManager 只能通过 @PersistenceContext 注解注入。现在，EntityManagerFactory 和共享的 EntityManager 都可以使用 @Inject 或 @Autowired 注入，并支持使用限定符来选择特定的持久化单元（当配置了多个持久化单元时）。

// 旧方式（仍然支持）
@PersistenceContext
private EntityManager entityManager;

// 新方式（Spring Framework 7 / JPA 3.2）
@Autowired
private EntityManager entityManager;

// 多个持久化单元时使用限定符
@Autowired
@Qualifier("primaryEntityManager")
private EntityManager primaryEntityManager;

这里要提醒一下：javax.* 到 jakarta.* 的迁移应该在 Spring Boot 3.0 的时候就已经完成了。如果你还在用 Spring Boot 2.x，那得先升级到 3.x，然后再考虑 4.0。

JUnit 4 和 Jackson 2.x 弃用

  • JUnit 4：官方推荐迁移到 JUnit 5
  • Jackson 2.x：Spring Boot 4 使用 Jackson 3.x

Jackson 3.x 的破坏性变更：

  • 部分注解被移除
  • 更严格的类型处理
  • 模块整合
  • ObjectMapper 行为变更

迁移示例：

// Jackson 2.x
@JsonInclude(JsonInclude.Include.NON_NULL)
public class User {
    private String name;
    // ...
}

// Jackson 3.x （同样的语法，但内部行为可能不同）
@JsonInclude(JsonInclude.Include.NON_NULL)
public class User {
    private String name;
    // ...
}

测试上下文暂停机制

Spring Framework 7 引入了一个挺有意思的测试上下文管理机制：

  • 测试上下文在不使用的时候会自动暂停（stopped）
  • 下次用的时候会自动重启
  • 这样能显著降低测试套件的内存占用

该机制可显著降低测试套件的内存占用。

SpEL 增强

支持 Optional 类型和 Elvis 操作符：

@Value("#{userService.findUser('123')?.name ?: 'Unknown'}")
private String userName;

程序化 Bean 注册（BeanRegistrar）

Spring Framework 7 引入了 BeanRegistrar 接口，允许在 @ConditionalOn... 注解族不够用时进行动态 Bean 注册。

Java 实现：

import org.springframework.context.bean.BeanRegistrar;
import org.springframework.context.bean.BeanRegistry;

public class QuoteProviderRegistrar implements BeanRegistrar {
    @Override
    public void register(BeanRegistry registry, Environment env) {
        registry.registerBean("quoteProviderDb", QuoteProviderDb.class);
        registry.registerBean("quoteProviderFallback",
                QuoteProviderFallback.class,
                spec -> {
                    spec.fallback();
                    spec.order(1);
                });
    }
}

Kotlin DSL 实现（更优雅）：

Kotlin 2.2 提供了 BeanRegistrarDsl，让 Bean 注册更加简洁：

import org.springframework.context.bean.BeanRegistrarDsl

class QuoteProviderRegistrar : BeanRegistrarDsl({
    registerBean<QuoteProviderDb>("quoteProviderDb")
    registerBean<QuoteProviderFallback>(
        name = "quoteProviderFallback",
        fallback = true,
        order = 1
    )
})

使用场景：

  • 根据环境变量或配置动态注册 Bean
  • 实现复杂的条件逻辑，超出 @ConditionalOn... 注解的能力范围
  • 需要根据运行时信息决定注册哪些 Bean

Tomcat 11 核心变更

Tomcat 11 是 Apache Tomcat 项目第九个主要版本，标志着从传统 Java EE 向现代 Jakarta EE 框架的重要转变。本次升级支持 Jakarta EE 11，实现了：

  • Servlet 6.1 - 改进异步请求处理，提升长运行任务的性能
  • JSP 4.0
  • EL 6.0
  • WebSocket 2.2 - 性能和可扩展性显著提升，特别适合实时双向通信场景（如聊天应用、协作工具）
  • Authentication 3.1

虚拟线程支持（Java 21+）

重要特性： Tomcat 11 原生支持 Java 21 的 Project Loom 虚拟线程，这是本次升级的核心亮点之一。

性能数据（基于实际测试）：

根据 Fast Thread 和 Java Code Geeks 的性能基准测试：

场景平台线程虚拟线程性能提升
I/O 密集型应用（数据库查询、HTTP 调用）基准2-3x 吞吐量+100-200%
高并发 Web 请求（1000+ 并发）基准2-3x 吞吐量+100-200%
CPU 密集型应用基准无明显提升0%
内存占用基准-30-50%（线程栈）-30-50%
响应时间（P99）基准-20-40%-20-40%

适用场景：

  • ✅ 推荐使用：REST API、数据库查询、HTTP 客户端调用、文件 I/O、消息队列消费
  • ❌ 不推荐使用：CPU 密集型计算、图像处理、加密解密、复杂算法

实际案例：

一个典型的 Spring Boot Web 应用（处理 REST 请求，调用数据库和外部 API）：

  • 使用平台线程：1000 并发请求，吞吐量约 500 req/s，P99 延迟 200ms
  • 使用虚拟线程：1000 并发请求，吞吐量约 1200-1500 req/s，P99 延迟 120ms
  • 性能提升：吞吐量提升 2-3 倍，延迟降低 40%

优势：

  • 轻量级并发模型，简化线程管理
  • 相比传统线程模型，提供更好的可扩展性
  • 特别适合 I/O 密集型应用，可以处理大量并发连接

配置方式：

在 Spring Boot 4 中，虚拟线程支持通过配置属性启用：

spring:
  threads:
    virtual:
      enabled: true

适用场景：

  • Web 请求处理
  • WebSocket 连接管理
  • 高并发 I/O 操作

WebSocket 2.2 性能提升

重要变化： Tomcat 11 升级到 Jakarta WebSocket 2.2，带来显著的性能和可扩展性提升。

主要改进：

  • 更高效的实时双向通信处理
  • 改进的流式数据传输能力
  • 更好的并发连接管理
  • 特别适合需要实时更新的应用（如聊天、协作工具、实时数据流）

与 HTTP/2 和异步处理的协同：

Tomcat 11 的 WebSocket 改进与 HTTP/2 支持和异步处理能力协同工作，确保更响应式和可扩展的 Web 应用。

Servlet 6.1 异步处理改进

重要变化： Jakarta Servlet 6.1 改进了 Web 应用处理 HTTP 请求的方式，特别是异步请求处理。

主要改进：

  • 更高效的异步请求处理机制
  • 提升长运行任务的性能
  • 更好的资源利用率

安全增强

重要变化： Tomcat 11 引入了多项安全增强。

主要改进：

  • 更好的 TLS/SSL 默认配置 - 使管理员更容易建立安全的 HTTPS 连接，开箱即用
  • 改进的安全实践和默认设置

最低 Java 版本要求

Tomcat 11 要求至少 Java SE 17，这个和 Spring Boot 4 的要求一致。

影响：

  • 确保 Tomcat 能够利用最新的 Java 语言特性和性能改进
  • 包括增强的内存管理、Records、更高效的 switch 表达式等
  • 需要从旧版本 Java 升级的应用需要特别注意

OpenSSL 支持（Java 22+）

如果你用的是 Java 22+，Tomcat 11 支持通过 FFM（Foreign Function & Memory API）使用 OpenSSL，性能会更好。

javax. 到 jakarta. 命名空间迁移

重要提醒： 迁移到 Tomcat 11 的一个挑战性方面是需要重构应用以适应从 javax.* 到 jakarta.* 命名空间的切换。

影响：

  • 这是从早期 Tomcat 版本迁移的基础性变更
  • 特别是使用 Java EE 的应用需要特别注意
  • Tomcat 11 提供了 迁移工具 来支持这一转换
  • 需要仔细测试以确保应用在新命名空间下继续正常工作

注意： 如果你还在使用 Spring Boot 2.x，需要先升级到 Spring Boot 3.x（已完成 javax.* 到 jakarta.* 迁移），然后再考虑升级到 Spring Boot 4.0。

Tomcat 11 使用 header name 的原始大小写来存储 HTTP/1.1 request headers，而不是强制将其转换为小写。以前 Tomcat 会自动转小写，现在不会了。

主要影响：

  • 取 Header 时一定要关注大小写
  • 建议按照 RFC 7230 建议，全链路都统一使用小写
  • 如果代码中直接比较 header 名称字符串，可能因为大小写不匹配而失败
  • Spring Framework 7.0 的 HttpHeaders API 也有相应变化

废弃功能与破坏性变更

移除的废弃 API

Spring Boot 4.0 这次移除了 36 个废弃类，大概占了所有废弃 API 的 88%。迁移的时候这些地方需要特别注意：

MockBean 和 SpyBean 移除

影响： 测试代码中广泛使用。旧写法：

// Spring Boot 3.x （已废弃，4.0 移除）
@SpringBootTest
class UserServiceTest {
    @MockBean
    private UserRepository userRepository;
}

新写法：

// Spring Boot 4.0 （使用 Spring 官方支持）
@SpringBootTest
class UserServiceTest {
    @MockitoBean
    private UserRepository userRepository;
}

MockitoTestExecutionListener 移除

Spring Boot 4.0 移除了该监听器，使用 Spring 的原生 Mockito 支持。

WebSecurityConfigurerAdapter 移除

该改动在 Spring Boot 3.x 时已废弃，4.0 正式移除。

旧写法：

// Spring Boot 2.x/3.x （已废弃）
@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests()
            .antMatchers("/public/**").permitAll()
            .anyRequest().authenticated();
    }
}

需要改成新的方式：

// Spring Boot 4.0
@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig {
    @Bean
    public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        return http
            .authorizeHttpRequests(auth -> auth
                .requestMatchers("/public/**").permitAll()
                .anyRequest().authenticated()
            )
            .build();
    }
}

该改动在 Spring Boot 3.x 时已废弃，4.0 正式移除。

Undertow 支持移除

Undertow 目前不兼容 Servlet 6.1，Spring Boot 4.0 移除了对它的支持：

<!-- Spring Boot 4.0 不再支持 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-undertow</artifactId>
</dependency>

替代方案：

  • 切换到 Tomcat 11（推荐）
  • 使用 Jetty 12.1+
  • 等待 Undertow 支持 Servlet 6.1

Spring Batch 默认行为变更

Spring Batch 现在默认在内存中存储元数据，不再使用数据库。这可能导致 Job 执行历史丢失：

<!-- 如果需要持久化元数据，显式添加 JDBC 支持 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-batch-jdbc</artifactId>
</dependency>

Reactive Pulsar 支持移除

Spring Pulsar 移除了 Reactor 支持，所以 Spring Boot 4.0 也相应移除了响应式 Pulsar 客户端的自动配置。

Embedded Executable Uber Jar Launch Scripts 移除

Spring Boot 4.0 移除了用于创建"完全可执行" jar 文件的嵌入式启动脚本支持。该功能仅适用于类 Unix 系统，且与 高效部署建议 冲突。

如果需要类似功能，可以使用 Gradle 的 application plugin 等替代方案。你仍然可以使用 Spring Boot 的构建插件创建 uber jar，并通过 java -jar 运行。

Spring Session Hazelcast/MongoDB 移除

Spring Session Hazelcast 和 Spring Session MongoDB 现在分别由 Hazelcast 团队和 MongoDB 团队维护，Spring Boot 4.0 移除了对它们的直接支持。如需使用，请直接使用对应的 starter。

常见问题与解决方案

问题：Header 访问失败或行为不一致

升级到 Tomcat 11.0.12+ 和 Spring Framework 7.0 后，某些 header 访问可能出现问题。这是 Spring Boot 4 迁移中必须关注的坑。

原因：

  • Tomcat 11.0.12+：HTTP 请求头名称会保留原始大小写，而不是强制转换为小写（以前 Tomcat 会自动转小写，现在不会了）
  • Spring Framework 7.0：HttpHeaders API 不再继承 MultiValueMap
  • Header 名称大小写不敏感，但某些代码可能依赖特定的大小写格式或直接比较 header 名称

建议： 按照 RFC 7230 建议，全链路都统一使用小写 header 名称。

解决方案：

  • 更新 HttpHeaders 的使用方式：
// 旧代码（Spring Framework 6.x）
HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
headers.add("Content-Type", "application/json");
String contentType = headers.getFirst("Content-Type");

// 新代码（Spring Framework 7.0）
HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
headers.add("Content-Type", "application/json");
String contentType = headers.getFirst("Content-Type"); // 仍然可用
// 或使用
boolean hasContentType = headers.contains("Content-Type"); // 大小写不敏感
  • 统一使用标准格式的 header 名称：
// 推荐：使用标准格式
headers.add("Content-Type", "application/json");
headers.add("Authorization", "Bearer token");
headers.add("X-Custom-Header", "value");
  • 更新 header 名称比较的代码：
// 问题代码：直接字符串比较可能失败
Enumeration<String> headerNames = request.getHeaderNames();
while (headerNames.hasMoreElements()) {
    String name = headerNames.nextElement();
    if (name.equals("content-type")) { // 可能失败，name 可能是 "Content-Type"
        // ...
    }
}

// 推荐：使用大小写不敏感比较
if (name.equalsIgnoreCase("content-type")) {
    // ...
}
  • 更新测试代码：
// MockHttpServletRequest 的行为已更新
MockHttpServletRequest request = new MockHttpServletRequest();
request.addHeader("Content-Type", "application/json");

// 以下都能正常工作（大小写不敏感）
assertThat(request.getHeader("Content-Type")).isNotNull();
assertThat(request.getHeader("content-type")).isNotNull();
assertThat(request.getHeader("CONTENT-TYPE")).isNotNull();

// 但遍历时需要注意原始大小写
Enumeration<String> names = request.getHeaderNames();
while (names.hasMoreElements()) {
    String name = names.nextElement();
    // name 可能是 "Content-Type" 而不是 "content-type"
    assertThat(name).isEqualTo("Content-Type"); // 使用原始大小写
}

编译时 Nullability 错误

问题：JSpecify 注解导致 Kotlin 或空值检查工具报错

Kotlin 项目可能遇到以下错误：

error: [nullness] incompatible types in return.
  required: @NonNull String
  found:    @Nullable String

解决方案：

// Kotlin 中处理可空类型
val user: User? = userService.findUser("123")
val name: String = user?.name ?: "Unknown"

或者临时禁用严格空值检查：

<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
    <configuration>
        <compilerArgs>
            <arg>-Xlint:-nullness</arg>
        </compilerArgs>
    </configuration>
</plugin>

Jackson 3.x 序列化问题

问题：JSON 序列化/反序列化行为变更

Jackson 3.x 的行为和 2.x 有些不一样，可能会导致一些序列化问题。

解决方案：

@Configuration
public class JacksonConfig {

    @Bean
    public ObjectMapper objectMapper() {
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        // 恢复 Jackson 2.x 的兼容性行为
        mapper.configure(DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES, false);
        mapper.configure(SerializationFeature.WRITE_DATES_AS_TIMESTAMPS, false);
        mapper.registerModule(new JavaTimeModule());
        return mapper;
    }
}

第三方库不兼容

问题：某些库依赖旧版本的 Spring 或 Jakarta API

部分第三方库可能尚未适配 Spring Boot 4.0。

解决方案：

  1. 检查库的最新版本
  2. 使用依赖排除和强制版本：
<dependency>
    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>legacy-library</artifactId>
    <version>1.0.0</version>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>*</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
  • 考虑替换为兼容的库

Spring Batch 元数据丢失

问题：升级后找不到 Job 执行历史

升级后 Job 执行历史丢失，原因是 Spring Batch 默认行为变更。

解决方案：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-batch-jdbc</artifactId>
</dependency>
spring:
  batch:
    jdbc:
      initialize-schema: always

Undertow 无法使用

问题：spring-boot-starter-undertow 不再可用

解决方案：切换到 Tomcat：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    <!-- 默认使用 Tomcat，无需额外配置 -->
</dependency>

如果需要 Jetty：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-jetty</artifactId>
</dependency>

虚拟线程性能未达预期

问题：启用虚拟线程后性能无明显提升

可能原因：

  • 应用是 CPU 密集型的（虚拟线程对这种情况没用）
  • 数据库连接池配置不当
  • 用了同步的阻塞代码（比如 synchronized）

解决方案：

# 优化数据库连接池
spring:
  datasource:
    hikari:
      maximum-pool-size: 50  # 虚拟线程环境可适当增加
      minimum-idle: 10

# 确保启用虚拟线程
spring:
  threads:
    virtual:
      enabled: true

使用 JFR (Java Flight Recorder) 分析：

java -XX:StartFlightRecording=filename=recording.jfr -jar app.jar

测试上下文缓存问题

问题：测试上下文自动暂停导致测试变慢

Spring Framework 7 的测试上下文暂停机制可能导致测试变慢。

解决方案：

调整测试上下文缓存配置：

@SpringBootTest
@TestPropertySource(properties = {
    "spring.test.context.cache.maxSize=10"
})
class MyTest {
    // ...
}

自动化迁移工具

OpenRewrite

OpenRewrite 是开源的自动化代码重构工具，支持 Spring Boot 迁移。

Maven 集成：

<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.openrewrite.maven</groupId>
            <artifactId>rewrite-maven-plugin</artifactId>
            <version>5.40.0</version>
            <configuration>
                <activeRecipes>
                    <recipe>org.openrewrite.java.spring.boot4.UpgradeSpringBoot_4_0</recipe>
                </activeRecipes>
            </configuration>
            <dependencies>
                <dependency>
                    <groupId>org.openrewrite.recipe</groupId>
                    <artifactId>rewrite-spring</artifactId>
                    <version>5.22.0</version>
                </dependency>
            </dependencies>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

Gradle 集成：

plugins {
    id 'org.openrewrite.rewrite' version '6.25.0'
}

rewrite {
    activeRecipe('org.openrewrite.java.spring.boot4.UpgradeSpringBoot_4_0')
}

dependencies {
    rewrite 'org.openrewrite.recipe:rewrite-spring:5.22.0'
}

运行迁移：

# Maven: 预览变更
mvn rewrite:dryRun

# Maven: 应用变更
mvn rewrite:run

# Gradle: 预览变更
./gradlew rewriteDryRun

# Gradle: 应用变更
./gradlew rewriteRun

主要功能：

  • 自动升级 Spring Boot 版本号
  • 替换废弃的 API（如 @MockBean → @MockitoBean）
  • 更新 import 语句
  • 修复依赖冲突
  • 调整配置文件格式
  • 重构安全配置（移除 WebSecurityConfigurerAdapter）

示例：迁移安全配置

OpenRewrite 会自动将：

@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests().anyRequest().authenticated();
    }
}

重构为：

@Configuration
public class SecurityConfig {
    @Bean
    public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        return http.authorizeHttpRequests(auth ->
            auth.anyRequest().authenticated()
        ).build();
    }
}

Spring Boot Migrator

Spring Boot Migrator 是 Spring 官方的实验性工具，基于 OpenRewrite，专门用于将传统 Spring 应用迁移到 Spring Boot，同时提供 Spring Boot 版本升级。

主要功能：

  • 将传统 Spring 项目初始化为 Spring Boot 应用
  • 将 Spring XML 配置转换为 Java 配置
  • Spring Boot 版本升级
# 安装
git clone https://github.com/spring-projects-experimental/spring-boot-migrator.git
cd spring-boot-migrator
./mvnw clean install

# 扫描项目
java -jar applications/cli/target/spring-boot-migrator.jar scan /path/to/project

# 应用迁移
java -jar applications/cli/target/spring-boot-migrator.jar migrate /path/to/project

Windup (Red Hat)

Windup 是 Red Hat 提供的 Java 应用现代化和迁移工具，支持大规模 Java 应用迁移。

主要功能：

  • 代码分析和迁移评估
  • 支持多种迁移场景（Java 版本升级、框架迁移、云迁移等）
  • 生成迁移报告和评估工作量

适用场景：

  • 大型企业级应用迁移
  • 多项目批量迁移
  • 云原生应用迁移

IntelliJ IDEA 迁移助手

IntelliJ IDEA 2025.3+ 内置了 Spring Boot 4 迁移支持：

  1. 打开项目
  2. 右键点击 pom.xml 或 build.gradle
  3. 选择 Refactor → Migrate to Spring Boot 4.0
  4. 按照向导完成迁移

Eclipse Transformer

从 Spring Boot 2.x 迁移时，可使用 Eclipse Transformer 批量转换 javax.* 到 jakarta.*：

java -jar transformer.jar /path/to/project /path/to/output

参考资料

官方文档

技术文章

迁移经验

虚拟线程

迁移工具