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SpringBoot外部化配置如何使用Plus版

小编这次要给大家分享的是SpringBoot外部化配置如何使用Plus版,文章内容丰富,感兴趣的小伙伴可以来了解一下,希望大家阅读完这篇文章之后能够有所收获。

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序言

上一篇博客记录,主要集中在具体的配置内容,也就是使用 @ConfigurationProperties 这个注解来进行配置与结构化对象的绑定,虽然也顺带说了下 @Value 的使用以及其区别。

在这篇记录中,打算从总览,鸟瞰的俯视视角,来从整体上对 SpringBoot ,乃至 Spring Framework 对于外部化配置文件处理,以及配置参数的绑定操作,是如果处理的、怎么设计的。

这里其实主要说的是 SpringBoot ,虽然 @Value 属于 Spring Framework 的注解,不过在 SpringBoot 中也被频繁使用。

SpringBoot 版本: 2.2.6.RELEASE

SpringBoot启动流程简介

在 SpringBoot 的启动过程中,大体上分为三步

第一步: prepareEnvironment ,准备 SpringBoot 执行时所有的配置。

第二步: prepareContext ,根据启动时的传入的配置类,创建其 BeanDefinition 。

第三步: refreshContext ,真正启动上下文。

在这上面三步中,第一步结束后,我们所需要的或者配置文件配置的内容,大部分已经被加载进来,然后在第三步中进行配置的注入或者绑定操作。

至于为什么是大部分,后面会有解释。

将配置从配置文件加载到Environment中,使用的是事件通知的方式。

本篇博客记录仅仅聚焦第一步中如何读取配置文件的分析,顺带介绍下第三步的注入和绑定。

受限于技术水平,仅能达到这个程度

外部化配置方式

如果有看到 SpringBoot 官网关于外部化配置的说明,就会惊讶的发现,原来 SpringBoot 有那么多的配置来源。

SpringBoot 关于外部化配置特性的文档说明,直达 地址 。

而实际使用中,通常可能会使用的比较多的是通过以下这些 方式

commandLine

通过在启动jar时,加上 -DconfigKey=configValue 或者 --configKey=configValue 的方式,来进行配置,多个配置项用空格分隔。

这种使用场景也多,只是一般用于一些配置内容很少且比较关键的配置,比如说可以决定运行环境的配置。

不易进行比较多的或者配置内容比较冗长的配置,容易出错,且不便于维护管理。

application

这种是 SpringBoot 提供的,用于简便配置的一种方式,只要我们将应用程序所用到的配置,直接写到 application.properties 中,并将文件放置于以下四个位置即可 。

  1. 位于 jar 同目录的 config 目录下的 application.properties
  2. 位于 jar 同目录的 application.properties
  3. classpath 下的 config 内 application.properties
  4. classpath 下的 application.properties

以上配置文件类型也都可以使用yml

默认情况下,这种方式是 SpringBoot 约定好的一种方式,文件名必须为 application ,文件内容格式可以为 Yaml 或者 Properties ,也许支持 XML ,因为看源码是支持的,没有实践。

好处就是简单,省心省事,我们只需关注文件本身的内容就可,其他的无需关心,这也是 SpringBoot 要追求的结果。

缺点也很明显,如果配置内容比较冗长,为了便于管理维护,增加可读性,必须要对配置文件进行切分,通过功能等维度进行分类分组,使用多个配置文件来进行存放配置数据。

SpringBoot 也想到了这些问题,因此提供了下面两个比较方便的使用方式,来应对这种情况

profiles

profiles 本身是也是一个配置项,它提供一种方式将部分应用程序配置进行隔离,并且使得它仅在具体某一个环境中可用。

具体实践中常用的主要是针对不同的环境,有开发环境用到的特有配置值,有测试环境特有的配置,有生产环境特有的配置,包括有些 Bean 根据环境选择决定是否进行实例化,这些都是通过 profiles 来实现的。不过这里只关注配置这一块内容。

它的使用方式通常是 spring.profiles.active=dev,dev1 或者 spring.profiles.include=db1,db2

这里可以看到有两种不同的用法,这两种方式是有区别的。

如果在 application.properties 中定义了一个 spring.profiles.active=dev ,而后在启动时通过 命令行又写了个 --spring.profiles.active=test ,那么最终使用的是 test ,而不是 dev 。

如果同样的场景下,使用 spring.profiles.include 来替换 spring.profiles.active ,那么结果会是 dev 和 test 都会存在,而不是替换的行为 。

这就是两个之间的差别,这种差别也使得他们使用的场景并不一样, active 更适合那些需要互斥的环境,而 include 则是多个并存的配置。

仅仅配置了 profiles 是没有意义的,必须要有相应的配置文件配合一起使用,而且这些配置文件的命名要符合一定的规则,否则配置文件不会被加载进 Environment 的。

profiles 文件的命名规则为 application-*.properties ,同样的, application.properties 能放置的位置它也可以,不能的,它也不可以。

propery source

注解 @PropertySource 可以写在配置类上,并且指定要读取的配置文件路径,这个路径可以是绝对路径,也可以是相对路径。

它可以有以下几种配置

  • @PropertySource("/config.properties")
  • @PropertySource("config.properties")
  • @PropertySource("file:/usr/local/config.properties")
  • @PropertySource("file:./config.properties")
  • @PropertySource("${pathPrefix}/config.properties")

其中1和2两种方式是一样的,都是从 classpath 去开始查找的

3和4是使用文件系统的绝对和相对路径的方式,这里绝对路径比较好理解 ,相对路径则是从项目的根目录作为相对目录的

5是结合 SpEL 的表达式来使用的,可以直接从环境中获取配置好的路径。

以上几种方式在实际开发中遇到和 SpringBoot 相关的配置,基本都能应付过来了。

不过对于上面配置的一些原理性的内容,还没有提到 ,下面会简单说一下 SpringBoot 关于配置更详细的处理,以及配置的优先级的问题。

原理浅入浅出

带着问题去找原因,比较有目的性和针对性,效果也相对好一些。

所以这里描述几个会引起疑问的现象

默认情况下自动加载的配置文件命名必须要是 application

在使用 application.properties 时,可以同时在四个位置放置配置,配置的优先级就是上面罗列时显示的优先级。同样的配置,优先级高的生效,优先级低的忽略。

profiles 引入的配置,也准守同样的优先级规则

命令行配置具有最高优先级

有些配置不能使用 @PropertySource 的方式进行注入,比如日志的配置。

如果一个配置类使用了 @ConfigurationProperties ,然后字段使用了 @Value , @ConfigurationProperties 先被处理, @Value 后被处理。

源码简读

SpringBoot 读取 application.properties 配置

查看 org.springframework.boot.context.config.ConfigFileApplicationListener 的源码

public class ConfigFileApplicationListener implements EnvironmentPostProcessor, SmartApplicationListener, Ordered {
 // Note the order is from least to most specific (last one wins)
 // 默认检索配置文件的路径,优先级越来越高,
 // 可以通过 spring.config.location重新指定,要早于当前类执行时配置好
 private static final String DEFAULT_SEARCH_LOCATIONS = "classpath:/,classpath:/config/,file:./,file:./config/";
 // 默认的配置名,可以通过命令行配置--spring.config.name=xxx来重新指定
 // 不通过命令行也可以通过其他方式,环境变量这些。
 private static final String DEFAULT_NAMES = "application";
 
 private class Loader {
 // 找到配置的路径
 private Set getSearchLocations() {
  if (this.environment.containsProperty(CONFIG_LOCATION_PROPERTY)) {
  return getSearchLocations(CONFIG_LOCATION_PROPERTY);
  }
  Set locations = getSearchLocations(CONFIG_ADDITIONAL_LOCATION_PROPERTY);
  locations.addAll(
  asResolvedSet(ConfigFileApplicationListener.this.searchLocations, DEFAULT_SEARCH_LOCATIONS));
  return locations;
 }
 // 解析成Set
 private Set asResolvedSet(String value, String fallback) {
 List list = Arrays.asList(StringUtils.trimArrayElements(StringUtils.commaDelimitedListToStringArray(
 (value != null) ? this.environment.resolvePlaceholders(value) : fallback)));
 // 这里会做一个反转,也就是配置的路径中,放在后面的优先级越高
  Collections.reverse(list);
 return new LinkedHashSet<>(list);
 }
 private Set getSearchNames() {
 if (this.environment.containsProperty(CONFIG_NAME_PROPERTY)) {
 String property = this.environment.getProperty(CONFIG_NAME_PROPERTY);
 return asResolvedSet(property, null);
 }
 return asResolvedSet(ConfigFileApplicationListener.this.names, DEFAULT_NAMES);
 }
 } 
}

命令行的配置具有最高优先级

protected void configurePropertySources(ConfigurableEnvironment environment, String[] args) {
 MutablePropertySources sources = environment.getPropertySources();
 if (this.defaultProperties != null && !this.defaultProperties.isEmpty()) {
 sources.addLast(new MapPropertySource("defaultProperties", this.defaultProperties));
 }
 // 支持从命令行添加属性以及存在参数时
 if (this.addCommandLineProperties && args.length > 0) {
 String name = CommandLinePropertySource.COMMAND_LINE_PROPERTY_SOURCE_NAME;
 // 这里是看下是不是存在同名的配置了
 if (sources.contains(name)) {
  PropertySource<?> source = sources.get(name);
  CompositePropertySource composite = new CompositePropertySource(name);
  composite.addPropertySource(
  new SimpleCommandLinePropertySource("springApplicationCommandLineArgs", args));
  composite.addPropertySource(source);
  sources.replace(name, composite);
 }
 else {
  // 直接添加,并且是添加到第一个位置,具有最高优先级
  sources.addFirst(new SimpleCommandLinePropertySource(args));
 }
 }
}

@PropertySource 是在 refreshContext 阶段,执行 BeanDefinitionRegistryPostProcessor 时处理的

// org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassParser#processPropertySource
private void processPropertySource(AnnotationAttributes propertySource) throws IOException {
 String name = propertySource.getString("name");
 if (!StringUtils.hasLength(name)) {
 name = null;
 }
 String encoding = propertySource.getString("encoding");
 if (!StringUtils.hasLength(encoding)) {
 encoding = null;
 }
 // 获取配置的文件路径
 String[] locations = propertySource.getStringArray("value");
 Assert.isTrue(locations.length > 0, "At least one @PropertySource(value) location is required");
 boolean ignoreResourceNotFound = propertySource.getBoolean("ignoreResourceNotFound");
 // 指定的读取配置文件的工厂
 Class<? extends PropertySourceFactory> factoryClass = propertySource.getClass("factory");
 // 没有就用默认的 
 PropertySourceFactory factory = (factoryClass == PropertySourceFactory.class ?
  DEFAULT_PROPERTY_SOURCE_FACTORY : BeanUtils.instantiateClass(factoryClass));
 // 循环加载
 for (String location : locations) {
 try {
  // 会解析存在占位符的情况
  String resolvedLocation = this.environment.resolveRequiredPlaceholders(location);
  // 使用DefaultResourceLoader来加载资源
  Resource resource = this.resourceLoader.getResource(resolvedLocation);
  // 创建PropertySource对象
  addPropertySource(factory.createPropertySource(name, new EncodedResource(resource, encoding)));
 }
 catch (IllegalArgumentException | FileNotFoundException | UnknownHostException ex) {
  // Placeholders not resolvable or resource not found when trying to open it
  if (ignoreResourceNotFound) {
  if (logger.isInfoEnabled()) {
   logger.info("Properties location [" + location + "] not resolvable: " + ex.getMessage());
  }
  }
  else {
  throw ex;
  }
 }
 }
}

因为执行时机的问题,有些配置不能使用 @PropertySource ,因为这个时候对有些配置来说,如果使用这种配置方式,黄花菜都凉了。同时这个注解要配合 @Configuration 注解一起使用才能生效,使用 @Component 是不行的。

处理 @ConfigurationProperty 的处理器是一个 BeanPostProcessor ,处理 @Value 的也是一个 BeanPostProcessor ,不过他俩的优先级并不一样,

// @ConfigurationProperty
public class ConfigurationPropertiesBindingPostProcessor
 implements BeanPostProcessor, PriorityOrdered, ApplicationContextAware, InitializingBean {
 @Override
 public int getOrder() {
 return Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE + 1;
 }

}
// @Value
public class AutowiredAnnotationBeanPostProcessor extends InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter
 implements MergedBeanDefinitionPostProcessor, PriorityOrdered, BeanFactoryAware {
 private int order = Ordered.LOWEST_PRECEDENCE - 2;
 @Override
 public int getOrder() {
 return this.order;
 }
}

从上面可以看出处理 @ConfigurationProperty 的 BeanPostProcessor 优先级很高,而 @Value 的 BeanPostProcessor 优先级很低。

使用 @Value 注入时,要求配置的 key 必须存在于 Environment 中的,否则会终止启动,而 @ConfigurationProperties 则不会。

@Value 可以支持 SpEL 表达式,也支持占位符的方式。

自定义配置读取

org.springframework.boot.context.config.ConfigFileApplicationListener 是一个监听器,同时也是一个 EnvironmentPostProcessor ,在有 ApplicationEnvironmentPreparedEvent 事件触发时,会去处理所有的 EnvironmentPostProcessor 的实现类,同时这些个实现也是使用 SpringFactoriesLoader 的方式来加载的。

对于配置文件的读取,就是使用的这种方式。

@Override
public void onApplicationEvent(ApplicationEvent event) {
 if (event instanceof ApplicationEnvironmentPreparedEvent) {
 onApplicationEnvironmentPreparedEvent((ApplicationEnvironmentPreparedEvent) event);
 }
 if (event instanceof ApplicationPreparedEvent) {
 onApplicationPreparedEvent(event);
 }
}
private void onApplicationEnvironmentPreparedEvent(ApplicationEnvironmentPreparedEvent event) {
 List postProcessors = loadPostProcessors();
 postProcessors.add(this);
 AnnotationAwareOrderComparator.sort(postProcessors);
 for (EnvironmentPostProcessor postProcessor : postProcessors) {
 postProcessor.postProcessEnvironment(event.getEnvironment(), event.getSpringApplication());
 }
}

有了这个扩展点后,我们就能自己定义读取任何配置,从任何地方。

只要实现了 EnvironmentPostProcessor 接口,并且在 META-INF/spring.factories 中配置一下

org.springframework.boot.env.EnvironmentPostProcessor=com.example.configuration.ConfigurationFileLoader

附一个自己写的例子

public class ConfigurationFileLoader implements EnvironmentPostProcessor {

 private static final String DEFAULT_SEARCH_LOCATIONS = "classpath:/,classpath:/config/,file:./,file:./config/";
 private static final String DEFAULT_NAMES = "download";
 private static final String DEFAULT_FILE_EXTENSION = ".yml";


 @Override
 public void postProcessEnvironment (ConfigurableEnvironment environment,
     SpringApplication application) {

 List list = Arrays.asList(StringUtils.trimArrayElements(
  StringUtils.commaDelimitedListToStringArray(DEFAULT_SEARCH_LOCATIONS)));
 Collections.reverse(list);
 Set reversedLocationSet = new LinkedHashSet(list);
 ResourceLoader defaultResourceLoader = new DefaultResourceLoader();
 YamlPropertiesFactoryBean yamlPropertiesFactoryBean = new YamlPropertiesFactoryBean();
 List loadedProperties = new ArrayList<>(2);
 reversedLocationSet.forEach(location->{
  Resource resource = defaultResourceLoader.getResource(location + DEFAULT_NAMES+DEFAULT_FILE_EXTENSION);
  if (resource == null || !resource.exists()) {
  return;
  }
  yamlPropertiesFactoryBean.setResources(resource);
  Properties properties = yamlPropertiesFactoryBean.getObject();
  loadedProperties.add(properties);
 });

 Properties filteredProperties = new Properties();
 Set addedKeys = new LinkedHashSet<>();
 for (Properties propertySource : loadedProperties) {
  for (Object key : propertySource.keySet()) {
  String stringKey = (String) key;
  if (addedKeys.add(key)) {
   filteredProperties.setProperty(stringKey, propertySource.getProperty(stringKey));
  }

  }
 }
 PropertiesPropertySource propertySources = new PropertiesPropertySource(DEFAULT_NAMES, filteredProperties);
 environment.getPropertySources().addLast(propertySources);
 }
}

基本上都是 参考 ConfigFileApplicationListener 写的 ,不过这里实现的功能,其实可以通过 @PropertySource 来 解决,只是当时不知道。

使用 @PropertySource 的话,这么写 @PropertySource("file:./download.properties") 即可。

个人猜测 SpringBoot 从配置中心加载配置就是使用的这个方式,不过由于没有实际看过相关源码确认,不敢说一定是的 ,但是应该是八九不离十 的 。

总结

这篇记录写的有点乱,一个是涉及到东西感觉也不少,还有就是本身有些地方不怎么了解,花费的时间不够。

不过对 SpringBoot 的外部化配置来说,就是将各个途径加载进来的配置,统一收归 Environment 的 MutablePropertySources 字段,这个字段是一个 ArrayList ,保持添加进来时的顺序,因此查找也是按照这个顺序查找,查找时查到即返回,不会完全遍历所有的配置,除非遇到不存在的。

整个设计思想就是使用集中所有的配置,进行优先级排序,最后在有需要获取配置的地方,从 Environment 对象中查找配置项。

对一般使用来说,关注点就是配置文件的位置,配置文件的名,以及优先级,这三个方面比较关心。

看完这篇关于SpringBoot外部化配置如何使用Plus版的文章,如果觉得文章内容写得不错的话,可以把它分享出去给更多人看到。


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