Spring Boot 4.0 發佈總結：新特性、依賴變更與升級指南

2025 年 11 月 21 日，Spring Boot 4.0 正式發佈，標誌着 Java Web 應用開發邁入全新階段。該版本基於 Spring Framework 7.0 構建，聚焦雲原生性能優化、開發體驗升級與生態適配調整，同時宣佈 3.x 系列即將進入維護期。以下從核心依賴、關鍵特性、版本支持策略、生態變更及升級建議五大維度展開總結。

一、核心依賴與環境要求

Spring Boot 4.0 對底層依賴進行全面升級，明確了最低技術基線，以適配現代 Java 生態與雲原生需求：

• Java 版本：最低要求 Java 17，官方強烈推薦 Java 21（以解鎖虛擬線程特性）及 Java 25，充分利用 JVM 新功能提升性能。
• 規範基座：全面升級至 Jakarta EE 11，強制要求 Servlet 6.1 規範，這是 Web 容器適配的核心前提。
• Web 容器支持：僅兼容 Tomcat 11.0 和 Jetty 12.1；暫時移除 Undertow 支持，原因是 Undertow 尚未適配 Servlet 6.1，且其維護團隊資源不足、迭代效率低，Spring Boot 團隊已無法承擔過高的適配成本。
• 構建工具：Maven 需 3.6.3+，Gradle 需 7.6.4+（推薦 8.14+ 或 9.x 版本，以支持原生鏡像編譯等新特性）。

二、關鍵特性：性能、體驗與架構三重升級

Spring Boot 4.0 圍繞 “高效開發”“雲原生適配”“穩定性增強” 三大目標，推出多項突破性特性，覆蓋併發、API 管理、原生編譯等核心場景：

1. 併發革命：虛擬線程成為核心模型

基於 Java 21+ 虛擬線程（Virtual Threads）特性，Spring Boot 4.0 重構線程池模型，實現 “百萬級併發” 支持：

• 無縫啓用：通過配置 spring.threads.virtual.enabled=true 全局開啓，原有 @Async 註解無需修改即可自動使用虛擬線程。
• 性能提升：在支付網關等高頻場景中，每秒請求處理量（RPS）從 1.2 萬提升至 8.5 萬，CPU 佔用率下降 40%。
• 監控增強：Actuator 新增 /virtual-threads 端點，可實時監控虛擬線程狀態與阻塞事件，便於問題排查。

2. 開發體驗：簡化 API 管理與 HTTP 調用

針對日常開發中的痛點，版本新增多個原生註解與 API，替代第三方依賴並減少冗餘代碼：

• API 版本控制： @RequestMapping 註解新增 version 參數，支持同一 URL 多版本共存，無需額外配置路由規則。示例：

@RestController
@RequestMapping("/api/user")
public class UserController {
    @GetMapping(version = "1") // 匹配 /api/user?version=1 或配置路徑映射
    public UserV1 getUserV1() { /* 舊版邏輯 */ }
    @GetMapping(version = "2")
    public UserV2 getUserV2() { /* 新版邏輯 */ }
}

• 原生聲明式 HTTP 客户端：@HttpServiceClient註解替代 OpenFeign，無需引入第三方依賴即可實現遠程調用，代碼量減少 60%。示例：

@HttpServiceClient(“user-service”)
 public interface UserServiceClient {
 @GetExchange(“/users/{id}”)
 UserDTO getUserById(@PathVariable Long id);
 }

- **流式數據操作 API**：新增 `JdbcClient` 與 `JmsClient`，採用流式（Fluent）語法簡化數據庫與消息隊列操作，代碼可讀性顯著提升。

### 3. 雲原生優化：GraalVM 原生鏡像正式量產

Spring Boot 4.0 將 GraalVM 原生編譯從 “實驗特性” 升級為 “生產級支持”，通過 AOT（提前編譯）技術實現啓動速度與內存佔用的 “數量級優化”：

- **性能數據**：傳統 JVM 模式下 500ms 啓動的微服務，編譯為原生鏡像後啓動時間降至 50ms 以內；堆內存從 2GB 縮減至 120MB 級別，資源成本降低 80%+。

- 易用性提升：提供`@NativeHint`註解配置反射與資源加載規則，搭配 Maven 插件可自動分析依賴兼容性；支持直接生成 Docker 鏡像，部署無需 JVM 環境。示例：

```java
@NativeHint(
    options = {"--enable-http", "--enable-https"},
  resources = @Resource(patterns = ".*.properties")
)
public class NativeConfig implements NativeConfiguration {}

4. 架構瘦身與彈性增強

• 深度模塊化重構：將核心功能拆分為獨立模塊，減少依賴冗餘，GraalVM 原生鏡像編譯速度提升 30%，內存效率優化顯著。
• 內置彈性能力：核心集成 @Retryable（重試）與 @ConcurrencyLimit（限流）註解，無需強依賴 Resilience4j 等外部熔斷庫，簡化分佈式系統穩定性保障。

三、版本支持策略：3.x 進入維護期，升級路徑明確

Spring Boot 官方發佈了各版本的支持週期，為項目升級提供清晰時間節點：

• 3.x 版本關鍵提示：3.5.x 是 3.x 系列的最後一個重大版本，開源支持將持續至 2026 年 6 月，商業支持延長至 2032 年 6 月。官方建議當前使用 3.x 的項目，先升級至 3.5.x 版本 —— 該版本已內置 4.0 遷移所需的關鍵特性與適配機制，可實現 “平滑過渡”。
• 4.0.x 支持週期：作為最新主版本，開源支持持續至 2026 年 12 月，適合新建項目或對雲原生、高併發有強需求的場景。

四、生態重大變更：Undertow 棄用與 Servlet 6.1 特性

1. Undertow 棄用：技術適配與維護效率雙重考量

Spring Boot 4.0 徹底移除 Undertow 支持，核心原因包括：

• 規範適配滯後：Undertow 未及時適配 Servlet 6.1 規範，無法滿足 Jakarta EE 11 基線要求。
• 維護團隊能力不足：Undertow 核心維護者僅 3-5 人，且存在人員流失，2023-2024 年核心功能迭代週期從 2 個月延長至 6 個月以上。
• 適配成本過高：為兼容 Spring Boot 3.x 的 Jakarta EE 9+、AOT 編譯等特性，Spring Boot 團隊為 Undertow 投入 30% 的兼容性測試資源，遠超 Tomcat（5%）與 Jetty（8%）。
• 性能優勢消失：通過 JMeter 測試，Tomcat 10.1.18 與 Undertow 2.3.10.Final 性能相差無幾，在現代 JVM 優化下，Undertow 的 “低內存、高併發” 優勢已不明顯。

2. Servlet 6.1 新特性：性能與安全雙提升

作為 Jakarta EE 11 的核心組件，Servlet 6.1 帶來多項實用改進，也是 Spring Boot 4.0 性能優化的重要基礎：

• NIO 增強：ServletInputStream 與 ServletOutputStream 支持 ByteBuffer，減少數據拷貝，高併發場景下 I/O 效率提升顯著。
• 精細化 HTTP 重定向：支持自定義重定向狀態碼（如 301 永久移動、307 臨時重定向），並可控制響應體是否返回，符合 RESTful 規範。
• 敏感請求頭安全處理：新增 HttpServlet.isSensitiveHeader 方法，自動屏蔽 Authorization、Cookie 等敏感頭在 TRACE 請求中的泄露，提升安全性。
• HTTP/2 Server Push 廢棄：因實際使用率低、維護成本高，正式移除該特性，建議通過 “資源預加載（preload）”“preconnect” 等更高效的策略優化前端性能。

五、升級建議與注意事項

1. 前置準備：依賴與環境檢查

• Java 版本升級：確保項目已遷移至 Java 17+，推薦直接升級至 Java 21，以充分利用虛擬線程特性。
• Web 容器替換：若當前使用 Undertow，需遷移至 Tomcat 11.0 或 Jetty 12.1，注意檢查容器配置（如端口、線程池參數）的兼容性。
• 構建工具升級：Gradle 項目需升級至 7.6.4+（推薦 9.x），Maven 項目確保 3.6.3+，避免依賴解析錯誤。

2. 代碼遷移關鍵要點

• Jackson 版本適配：Spring Boot 4.0 完全棄用 Jackson 2.x，僅支持 Jackson 3.x，需檢查項目中 JSON 序列化 / 反序列化邏輯（如自定義 Module、日期格式化配置）。
• 空值安全註解替換：原 javax.annotations.NonNull、org.springframework.lang.Nullable 需替換為 JSpecify 的 @NonNull/@Nullable，IDE（如 IntelliJ IDEA 2024+）可提供編譯期空值風險提示。
• HTTP 客户端遷移：使用 OpenFeign 的項目，需替換為 @HttpServiceClient，注意調整接口定義與調用邏輯（如請求參數註解、異常處理）。

3. 分階段升級路徑

1. 現有 3.x 項目：先升級至 3.5.x 版本，解決編譯錯誤與依賴衝突，熟悉 4.0 預覽特性（如模塊化配置、虛擬線程測試）。
2. 環境適配：在測試環境部署 3.5.x 項目，驗證 Tomcat/Jetty 容器兼容性、Java 21 運行穩定性。
3. 4.0 遷移：待 3.5.x 項目穩定後，基於官方遷移指南（參考官方 Wiki）升級至 4.0，重點測試原生鏡像編譯、API 版本控制等新特性。

總結

Spring Boot 4.0 是一次 “面向雲原生的全方位升級”：通過虛擬線程、GraalVM 原生鏡像實現性能突破，通過原生 HTTP 客户端、API 版本控制簡化開發，通過模塊化重構提升架構靈活性。對於開發者而言，需關注 Java 版本、Web 容器與依賴庫的適配，遵循 “先 3.5.x 過渡，再 4.0 遷移” 的策略，以最小成本享受新版本紅利。

未來，隨着 Jakarta EE 生態的持續演進與 Spring 生態的不斷優化，Spring Boot 4.0 有望成為雲原生 Java 應用的 “新一代標準基座”，尤其適合微服務、Serverless 等高性能、低資源消耗的場景。