Java 部署教學：Spring Boot 應用程式部署方案

Java 和 Spring Boot 是企業級應用開發的主力選擇。雖然 Java 應用的啟動時間和記憶體佔用相對較高，但其穩定性、效能和豐富的生態系統，使它在生產環境中廣受歡迎。

這篇教學將帶你從打包 Spring Boot 應用開始，到 Docker 容器化、JVM 調優，最後部署到各大雲端平台。無論你是剛接觸 Java 部署，還是想優化現有的部署流程，都能找到實用的技巧。

如果你想了解更完整的部署策略，可以先閱讀 程式部署完整指南。

Spring Boot 打包基礎

插圖：Spring Boot 打包流程圖

場景描述：
Technical illustration showing Spring Boot 打包流程圖. Clean, professional diagram style.

視覺重點：
- Clear presentation of the concept
- Professional technical diagram style
- Easy to understand visual elements

必須出現的元素：
- Relevant technical components
- Clear labels and annotations
- Logical flow or structure

需要顯示的中文字：
無

風格：
Clean flat design, technical illustration, modern infographic style

顏色調性：
Professional blues and grays, with accent colors for emphasis

避免元素：
Cluttered design, realistic photos, complex 3D rendering

Spring Boot 最大的特點是可以打包成「可執行的 Fat JAR」，內嵌 Tomcat/Jetty 伺服器，只需要 java -jar 就能執行。

什麼是 Fat JAR

傳統的 Java Web 應用需要部署到 Tomcat 等應用伺服器。但 Spring Boot 的 Fat JAR（或稱 Uber JAR）包含了：

• 你的應用程式碼
• 所有相依的 JAR 檔案
• 內嵌的 Servlet 容器（Tomcat/Jetty/Undertow）
• Spring Boot Loader

這意味著只要有 JRE，就能直接執行：

java -jar my-application.jar

專案結構

典型的 Spring Boot 專案結構：

my-spring-app/
├── src/
│   ├── main/
│   │   ├── java/
│   │   │   └── com/example/demo/
│   │   │       ├── DemoApplication.java
│   │   │       ├── controller/
│   │   │       ├── service/
│   │   │       └── repository/
│   │   └── resources/
│   │       ├── application.properties
│   │       ├── application-prod.properties
│   │       └── static/
│   └── test/
├── pom.xml              # Maven
├── build.gradle         # Gradle
├── Dockerfile
└── README.md

Maven vs Gradle 打包

插圖：Maven vs Gradle 比較圖

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Spring Boot 支援 Maven 和 Gradle 兩種建置工具，各有優缺點。

Maven 打包

pom.xml 範例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0
         https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>3.2.0</version>
    </parent>

    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>demo</artifactId>
    <version>1.0.0</version>
    <packaging>jar</packaging>

    <properties>
        <java.version>21</java.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

打包命令：

# 清理並打包（跳過測試）
mvn clean package -DskipTests

# 打包並執行測試
mvn clean package

# 產出位置
# target/demo-1.0.0.jar

Gradle 打包

build.gradle 範例：

plugins {
    id 'java'
    id 'org.springframework.boot' version '3.2.0'
    id 'io.spring.dependency-management' version '1.1.4'
}

group = 'com.example'
version = '1.0.0'

java {
    sourceCompatibility = '21'
}

repositories {
    mavenCentral()
}

dependencies {
    implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web'
    implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-actuator'
    testImplementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-test'
}

tasks.named('test') {
    useJUnitPlatform()
}

打包命令：

# 清理並打包（跳過測試）
./gradlew clean build -x test

# 打包並執行測試
./gradlew clean build

# 產出位置
# build/libs/demo-1.0.0.jar

Maven vs Gradle 比較

選擇建議：
- 新專案或追求效能 → Gradle
- 企業環境、團隊熟悉 → Maven

💡 VPS 設定太複雜？

Java 應用的部署涉及 JVM 調優、記憶體設定、反向代理等配置。

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JVM 調優：生產環境設定

插圖：JVM 記憶體模型圖

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Java 應用的效能很大程度取決於 JVM 參數設定。正確的調優可以避免 OutOfMemoryError、減少 GC 暫停時間。

記憶體設定

# 基本記憶體設定
java -Xms512m -Xmx1024m -jar app.jar

# 參數說明
# -Xms：初始 Heap 大小
# -Xmx：最大 Heap 大小

記憶體設定建議：

重要原則：
- 將 -Xms 和 -Xmx 設為相同值，避免動態調整的開銷
- 不要將 -Xmx 設為 100% 可用記憶體，需保留給 Metaspace、Stack、Native Memory

GC 設定

Java 21 預設使用 G1 GC，適合大多數情況：

# 使用 G1 GC（預設）
java -XX:+UseG1GC -jar app.jar

# 設定 GC 暫停時間目標（毫秒）
java -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200 -jar app.jar

# 高吞吐量場景（接受較長暫停）
java -XX:+UseParallelGC -jar app.jar

# 低延遲場景（ZGC，Java 15+）
java -XX:+UseZGC -jar app.jar

完整的生產環境 JVM 參數

java \
  -Xms1024m \
  -Xmx1024m \
  -XX:+UseG1GC \
  -XX:MaxGCPauseMillis=200 \
  -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError \
  -XX:HeapDumpPath=/var/log/heapdump.hprof \
  -Dspring.profiles.active=prod \
  -Dserver.port=8080 \
  -jar app.jar

application.properties 生產設定

# application-prod.properties

# 伺服器設定
server.port=${PORT:8080}
server.shutdown=graceful

# Actuator 健康檢查
management.endpoints.web.exposure.include=health,info,metrics
management.endpoint.health.show-details=when_authorized

# 連線池設定（HikariCP）
spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=10
spring.datasource.hikari.minimum-idle=5
spring.datasource.hikari.idle-timeout=300000
spring.datasource.hikari.connection-timeout=20000

# 日誌設定
logging.level.root=INFO
logging.level.com.example=INFO
logging.pattern.console=%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} - %msg%n

Docker 容器化部署

插圖：Java Docker 多階段建置圖

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Docker 容器化是 Java 應用部署的最佳實踐，可以確保環境一致性並簡化部署流程。

選擇正確的基礎映像

建議：生產環境使用 eclipse-temurin:21-jre-alpine 或 eclipse-temurin:21-jre。

基本 Dockerfile

FROM eclipse-temurin:21-jre-alpine

WORKDIR /app

# 複製 JAR 檔案
COPY target/*.jar app.jar

# 開放 port
EXPOSE 8080

# JVM 參數
ENV JAVA_OPTS="-Xms512m -Xmx512m"

# 啟動命令
ENTRYPOINT ["sh", "-c", "java $JAVA_OPTS -jar app.jar"]

多階段建置 Dockerfile（推薦）

# 階段一：建置
FROM eclipse-temurin:21-jdk-alpine AS builder

WORKDIR /app

# 複製 Maven 設定（利用 Docker 快取）
COPY pom.xml .
COPY .mvn .mvn
COPY mvnw .

# 下載相依套件（這層會被快取）
RUN ./mvnw dependency:go-offline -B

# 複製原始碼
COPY src src

# 建置（跳過測試）
RUN ./mvnw package -DskipTests -B

# 階段二：執行
FROM eclipse-temurin:21-jre-alpine AS production

WORKDIR /app

# 安全性：建立非 root 使用者
RUN addgroup -S spring && adduser -S spring -G spring
USER spring:spring

# 從建置階段複製 JAR
COPY --from=builder /app/target/*.jar app.jar

# 開放 port
EXPOSE 8080

# 健康檢查
HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s --start-period=40s --retries=3 \
  CMD wget --no-verbose --tries=1 --spider http://localhost:8080/actuator/health || exit 1

# JVM 參數
ENV JAVA_OPTS="-Xms512m -Xmx512m -XX:+UseG1GC"

# 啟動命令
ENTRYPOINT ["sh", "-c", "java $JAVA_OPTS -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom -jar app.jar"]

Gradle 版本的多階段 Dockerfile

# 階段一：建置
FROM eclipse-temurin:21-jdk-alpine AS builder

WORKDIR /app

COPY build.gradle settings.gradle ./
COPY gradle gradle
COPY gradlew .

RUN ./gradlew dependencies --no-daemon

COPY src src

RUN ./gradlew build -x test --no-daemon

# 階段二：執行
FROM eclipse-temurin:21-jre-alpine AS production

WORKDIR /app

RUN addgroup -S spring && adduser -S spring -G spring
USER spring:spring

COPY --from=builder /app/build/libs/*.jar app.jar

EXPOSE 8080

HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s --start-period=40s --retries=3 \
  CMD wget --no-verbose --tries=1 --spider http://localhost:8080/actuator/health || exit 1

ENV JAVA_OPTS="-Xms512m -Xmx512m -XX:+UseG1GC"

ENTRYPOINT ["sh", "-c", "java $JAVA_OPTS -jar app.jar"]

建置並執行

# 建置 Image
docker build -t my-spring-app:1.0.0 .

# 執行容器
docker run -d \
  -p 8080:8080 \
  -e JAVA_OPTS="-Xms512m -Xmx1024m" \
  -e SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod \
  -e DATABASE_URL=jdbc:postgresql://... \
  --name my-app \
  my-spring-app:1.0.0

# 查看日誌
docker logs -f my-app

想了解更多 Docker 部署細節，請參考 Docker Deploy 教學。

💡 不確定該選哪個雲端平台？

AWS、GCP、Azure 各有優勢，選錯可能增加成本或維運負擔。

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雲端平台部署

插圖：Java 雲端部署選項圖

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- Logical flow or structure

需要顯示的中文字：
無

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各大雲端平台都有對 Java/Spring Boot 的良好支援，以下介紹幾種常見的部署方式。

Railway 部署（最簡單）

Railway 會自動偵測 Java 專案並使用正確的 JDK 版本。

1. 建立 system.properties

java.runtime.version=21

2. 連接 GitHub 部署

Railway 會自動執行 mvn clean package 或 gradle build，然後執行 JAR。

3. 設定環境變數

JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx512m
SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod
DATABASE_URL=postgresql://...

GCP Cloud Run 部署

# 建置 Docker Image
docker build -t gcr.io/PROJECT_ID/my-spring-app:1.0.0 .

# 推送到 GCR
docker push gcr.io/PROJECT_ID/my-spring-app:1.0.0

# 部署到 Cloud Run
gcloud run deploy my-spring-app \
  --image gcr.io/PROJECT_ID/my-spring-app:1.0.0 \
  --platform managed \
  --region asia-east1 \
  --memory 1Gi \
  --cpu 1 \
  --min-instances 0 \
  --max-instances 10 \
  --set-env-vars "SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod" \
  --allow-unauthenticated

Cloud Run 注意事項：
- Java 應用啟動較慢，建議設定 --min-instances 1 避免冷啟動
- 記憶體至少設定 512Mi，建議 1Gi

AWS Elastic Beanstalk 部署

1. 準備 Procfile

web: java -Xms512m -Xmx512m -jar target/demo-1.0.0.jar --server.port=5000

2. 使用 EB CLI 部署

# 初始化
eb init -p java-21-corretto my-spring-app

# 建立環境
eb create production-env

# 部署更新
eb deploy

# 設定環境變數
eb setenv SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod DATABASE_URL=jdbc:...

3. 或使用 .ebextensions 設定

# .ebextensions/01-jvm.config
option_settings:
  aws:elasticbeanstalk:application:environment:
    JAVA_OPTS: "-Xms512m -Xmx1024m -XX:+UseG1GC"
    SPRING_PROFILES_ACTIVE: "prod"

Azure App Service 部署

# 安裝 Azure CLI 並登入
az login

# 建立 App Service Plan
az appservice plan create \
  --name my-plan \
  --resource-group my-group \
  --sku B1 \
  --is-linux

# 建立 Web App
az webapp create \
  --name my-spring-app \
  --resource-group my-group \
  --plan my-plan \
  --runtime "JAVA:21-java21"

# 部署 JAR
az webapp deploy \
  --resource-group my-group \
  --name my-spring-app \
  --src-path target/demo-1.0.0.jar \
  --type jar

# 設定環境變數
az webapp config appsettings set \
  --resource-group my-group \
  --name my-spring-app \
  --settings SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod

平台比較

VPS 部署（傳統方式）

如果你需要完全掌控伺服器環境，可以在 VPS 上手動部署。

安裝 Java

# Ubuntu/Debian
sudo apt update
sudo apt install openjdk-21-jre-headless

# Amazon Linux
sudo yum install java-21-amazon-corretto-headless

# 確認安裝
java -version

使用 systemd 管理服務

建立 /etc/systemd/system/my-spring-app.service：

[Unit]
Description=My Spring Boot Application
After=network.target

[Service]
Type=simple
User=spring
Group=spring

Environment="JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx1024m -XX:+UseG1GC"
Environment="SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod"

ExecStart=/usr/bin/java $JAVA_OPTS -jar /opt/my-app/app.jar
ExecStop=/bin/kill -SIGTERM $MAINPID

Restart=always
RestartSec=10

# 日誌
StandardOutput=journal
StandardError=journal

[Install]
WantedBy=multi-user.target

啟動服務：

# 重新載入 systemd
sudo systemctl daemon-reload

# 啟動服務
sudo systemctl start my-spring-app

# 設定開機自動啟動
sudo systemctl enable my-spring-app

# 查看狀態
sudo systemctl status my-spring-app

# 查看日誌
sudo journalctl -u my-spring-app -f

Nginx 反向代理

# /etc/nginx/sites-available/my-spring-app
server {
    listen 80;
    server_name your-domain.com;

    location / {
        proxy_pass http://localhost:8080;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;

        # WebSocket 支援
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "upgrade";

        # 超時設定
        proxy_connect_timeout 60s;
        proxy_send_timeout 60s;
        proxy_read_timeout 60s;
    }

    # Actuator 端點限制存取
    location /actuator {
        deny all;
        # 或只允許特定 IP
        # allow 10.0.0.0/8;
        # deny all;
    }
}

Spring Boot Actuator 健康檢查

Spring Boot Actuator 提供生產環境必備的監控端點。

啟用 Actuator

<!-- pom.xml -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>

設定暴露的端點

# application.properties
management.endpoints.web.exposure.include=health,info,metrics
management.endpoint.health.show-details=when_authorized
management.endpoint.health.probes.enabled=true

健康檢查端點

FAQ 常見問題

Q1: Spring Boot 啟動太慢怎麼辦？

1. 使用 Spring Boot 3.2+ 的 Virtual Threads
2. 使用 GraalVM Native Image（大幅加速啟動）
3. 減少不必要的 Auto-Configuration
4. 使用 lazy initialization

spring.main.lazy-initialization=true

Q2: 記憶體不足（OOM）怎麼處理？

1. 增加 -Xmx 設定
2. 檢查是否有記憶體洩漏
3. 使用 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 產生 dump 分析
4. 檢查連線池設定是否過大

Q3: 如何優雅關閉（Graceful Shutdown）？

# application.properties
server.shutdown=graceful
spring.lifecycle.timeout-per-shutdown-phase=30s

Q4: Docker 中 Java 應用記憶體設定？

Java 10+ 會自動偵測容器記憶體限制。但建議明確設定：

ENV JAVA_OPTS="-XX:MaxRAMPercentage=75.0"

這會使用容器記憶體限制的 75% 作為最大 Heap。

Q5: 如何實現零停機部署？

• Kubernetes：使用 Rolling Update 策略
• Elastic Beanstalk：使用 Rolling 或 Immutable 更新
• 傳統 VPS：使用 Nginx upstream + 兩個實例輪換

Java Spring Boot 部署方案重點整理

這篇教學涵蓋了 Java/Spring Boot 應用的完整部署流程：

• 打包方式：Maven vs Gradle 的差異與使用
• JVM 調優：記憶體設定、GC 選擇、生產環境參數
• Docker 容器化：多階段建置、基礎映像選擇
• 雲端部署：Railway、Cloud Run、Elastic Beanstalk、Azure
• VPS 部署：systemd 服務、Nginx 反向代理

Java 應用雖然啟動較慢、記憶體佔用較高，但其穩定性和效能在生產環境中經得起考驗。選擇合適的部署方式，配合正確的 JVM 調優，就能讓你的 Spring Boot 應用穩定運行。

如果你想了解如何在 Kubernetes 上部署 Java 應用，可以接著閱讀 Kubernetes Deploy 教學。

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從 JVM 調優到雲端架構規劃，Java 生產部署有許多專業細節。

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