springboot-patterns

Patrones de Desarrollo Spring Boot

Patrones de arquitectura y API de Spring Boot para servicios escalables de calidad de producción.

Cuándo Activar

• Construyendo API REST con Spring MVC o WebFlux
• Estructurando capas controlador → servicio → repositorio
• Configurando Spring Data JPA, caché o procesamiento asíncrono
• Agregando validación, manejo de excepciones o paginación
• Configurando perfiles para entornos dev/staging/producción
• Implementando patrones basados en eventos con Spring Events o Kafka

Estructura de API REST

@RestController
@RequestMapping("/api/markets")
@Validated
class MarketController {
  private final MarketService marketService;

  MarketController(MarketService marketService) {
    this.marketService = marketService;
  }

  @GetMapping
  ResponseEntity<Page<MarketResponse>> list(
      @RequestParam(defaultValue = "0") int page,
      @RequestParam(defaultValue = "20") int size) {
    Page<Market> markets = marketService.list(PageRequest.of(page, size));
    return ResponseEntity.ok(markets.map(MarketResponse::from));
  }

  @PostMapping
  ResponseEntity<MarketResponse> create(@Valid @RequestBody CreateMarketRequest request) {
    Market market = marketService.create(request);
    return ResponseEntity.status(HttpStatus.CREATED).body(MarketResponse.from(market));
  }
}

Patrón de Repositorio (Spring Data JPA)

public interface MarketRepository extends JpaRepository<MarketEntity, Long> {
  @Query("select m from MarketEntity m where m.status = :status order by m.volume desc")
  List<MarketEntity> findActive(@Param("status") MarketStatus status, Pageable pageable);
}

Capa de Servicio con Transacciones

@Service
public class MarketService {
  private final MarketRepository repo;

  public MarketService(MarketRepository repo) {
    this.repo = repo;
  }

  @Transactional
  public Market create(CreateMarketRequest request) {
    MarketEntity entity = MarketEntity.from(request);
    MarketEntity saved = repo.save(entity);
    return Market.from(saved);
  }
}

DTOs y Validación

public record CreateMarketRequest(
    @NotBlank @Size(max = 200) String name,
    @NotBlank @Size(max = 2000) String description,
    @NotNull @FutureOrPresent Instant endDate,
    @NotEmpty List<@NotBlank String> categories) {}

public record MarketResponse(Long id, String name, MarketStatus status) {
  static MarketResponse from(Market market) {
    return new MarketResponse(market.id(), market.name(), market.status());
  }
}

Manejo de Excepciones

@ControllerAdvice
class GlobalExceptionHandler {
  @ExceptionHandler(MethodArgumentNotValidException.class)
  ResponseEntity<ApiError> handleValidation(MethodArgumentNotValidException ex) {
    String message = ex.getBindingResult().getFieldErrors().stream()
        .map(e -> e.getField() + ": " + e.getDefaultMessage())
        .collect(Collectors.joining(", "));
    return ResponseEntity.badRequest().body(ApiError.validation(message));
  }

  @ExceptionHandler(AccessDeniedException.class)
  ResponseEntity<ApiError> handleAccessDenied() {
    return ResponseEntity.status(HttpStatus.FORBIDDEN).body(ApiError.of("Forbidden"));
  }

  @ExceptionHandler(Exception.class)
  ResponseEntity<ApiError> handleGeneric(Exception ex) {
    // Registrar errores inesperados con trazas de pila
    return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR)
        .body(ApiError.of("Error interno del servidor"));
  }
}

Caché

Requiere @EnableCaching en una clase de configuración.

@Service
public class MarketCacheService {
  private final MarketRepository repo;

  public MarketCacheService(MarketRepository repo) {
    this.repo = repo;
  }

  @Cacheable(value = "market", key = "#id")
  public Market getById(Long id) {
    return repo.findById(id)
        .map(Market::from)
        .orElseThrow(() -> new EntityNotFoundException("Mercado no encontrado"));
  }

  @CacheEvict(value = "market", key = "#id")
  public void evict(Long id) {}
}

Procesamiento Asíncrono

Requiere @EnableAsync en una clase de configuración.

@Service
public class NotificationService {
  @Async
  public CompletableFuture<Void> sendAsync(Notification notification) {
    // enviar correo/SMS
    return CompletableFuture.completedFuture(null);
  }
}

Registro (SLF4J)

@Service
public class ReportService {
  private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(ReportService.class);

  public Report generate(Long marketId) {
    log.info("generar_reporte marketId={}", marketId);
    try {
      // lógica
    } catch (Exception ex) {
      log.error("fallo_generar_reporte marketId={}", marketId, ex);
      throw ex;
    }
    return new Report();
  }
}

Middleware / Filtros

@Component
public class RequestLoggingFilter extends OncePerRequestFilter {
  private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(RequestLoggingFilter.class);

  @Override
  protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
      FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {
    long start = System.currentTimeMillis();
    try {
      filterChain.doFilter(request, response);
    } finally {
      long duration = System.currentTimeMillis() - start;
      log.info("req method={} uri={} status={} durationMs={}",
          request.getMethod(), request.getRequestURI(), response.getStatus(), duration);
    }
  }
}

Paginación y Ordenación

PageRequest page = PageRequest.of(pageNumber, pageSize, Sort.by("createdAt").descending());
Page<Market> results = marketService.list(page);

Llamadas Externas Resilientes a Errores

public <T> T withRetry(Supplier<T> supplier, int maxRetries) {
  int attempts = 0;
  while (true) {
    try {
      return supplier.get();
    } catch (Exception ex) {
      attempts++;
      if (attempts >= maxRetries) {
        throw ex;
      }
      try {
        Thread.sleep((long) Math.pow(2, attempts) * 100L);
      } catch (InterruptedException ie) {
        Thread.currentThread().interrupt();
        throw ex;
      }
    }
  }
}

Limitación de Tasa (Filtro + Bucket4j)

Nota de Seguridad: La cabecera X-Forwarded-For no es confiable de manera predeterminada porque los clientes pueden falsificarla. Usa cabeceras reenviadas solo cuando:

1. Tu aplicación está detrás de un proxy inverso confiable (nginx, AWS ALB, etc.)
2. Has registrado ForwardedHeaderFilter como un bean
3. Has configurado server.forward-headers-strategy=NATIVE o FRAMEWORK en application properties
4. Tu proxy está configurado para sobrescribir (no añadir) la cabecera X-Forwarded-For

Cuando ForwardedHeaderFilter está configurado correctamente, request.getRemoteAddr() devolverá automáticamente la IP correcta del cliente a partir de las cabeceras reenviadas. Sin esta configuración, usa request.getRemoteAddr() directamente—devuelve la IP de conexión inmediata, que es el único valor confiable.

@Component
public class RateLimitFilter extends OncePerRequestFilter {
  private final Map<String, Bucket> buckets = new ConcurrentHashMap<>();

  /*
   * SEGURIDAD: Este filtro utiliza request.getRemoteAddr() para identificar clientes para la limitación de tasa.
   *
   * Si tu aplicación está detrás de un proxy inverso (nginx, AWS ALB, etc.), DEBES configurar
   * Spring para manejar correctamente las cabeceras reenviadas para una detección precisa de la IP del cliente:
   *
   * 1. Configura server.forward-headers-strategy=NATIVE (para plataformas en la nube) o FRAMEWORK en
   *    application.properties/yaml
   * 2. Si usas la estrategia FRAMEWORK, registra ForwardedHeaderFilter:
   *
   *    @Bean
   *    ForwardedHeaderFilter forwardedHeaderFilter() {
   *        return new ForwardedHeaderFilter();
   *    }
   *
   * 3. Asegúrate de que tu proxy sobrescribe (no añade) la cabecera X-Forwarded-For para evitar suplantación
   * 4. Configura server.tomcat.remoteip.trusted-proxies o su equivalente para tu contenedor
   *
   * Sin esta configuración, request.getRemoteAddr() devuelve la IP del proxy, no la IP del cliente.
   * NO leas X-Forwarded-For directamente—es trivialmente falsificable sin manejo de proxy confiable.
   */
  @Override
  protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
      FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {
    // Usa getRemoteAddr() que devuelve la IP correcta del cliente cuando ForwardedHeaderFilter
    // está configurado, o la IP de conexión directa en caso contrario. Nunca confíes en las cabeceras
    // X-Forwarded-For directamente sin una configuración de proxy adecuada.
    String clientIp = request.getRemoteAddr();

    Bucket bucket = buckets.computeIfAbsent(clientIp,
        k -> Bucket.builder()
            .addLimit(Bandwidth.classic(100, Refill.greedy(100, Duration.ofMinutes(1))))
            .build());

    if (bucket.tryConsume(1)) {
      filterChain.doFilter(request, response);
    } else {
      response.setStatus(HttpStatus.TOO_MANY_REQUESTS.value());
    }
  }
}

Trabajos en Segundo Plano

Usa @Scheduled de Spring o integra con colas (ej., Kafka, SQS, RabbitMQ). Mantén los manejadores idempotentes y observables.

Observabilidad

• Registro estructurado (JSON) mediante codificador Logback
• Métricas: Micrometer + Prometheus/OTel
• Trazado: Micrometer Tracing con backend OpenTelemetry o Brave

Valores Predeterminados de Producción

• Prefiere inyección por constructor, evita inyección por campo
• Activa spring.mvc.problemdetails.enabled=true para errores RFC 7807 (Spring Boot 3+)
• Configura tamaños de pool HikariCP según la carga de trabajo, establece tiempos de espera
• Usa @Transactional(readOnly = true) para consultas
• Aplica seguridad de nulos mediante @NonNull y Optional cuando sea apropiado

Recuerda: Mantén los controladores ligeros, los servicios enfocados, los repositorios simples y los errores manejados de forma centralizada. Optimiza para mantenibilidad y testabilidad.