詳解Spring中的Environment外部化設定管理

2022-02-21 13:06:15

profiles

profiles這個概念相信大家都已經理解了，最常見的就是不同環境下，決定當前spring容器中的不同設定上下文的解決方案。比如針對開發環境、測試環境、生產環境，構建不同的application.properties設定項，這個時候我們可以通過profiles這個屬性來決定當前spring應用上下文中生效的設定項。

實際上，通過profiles可以針對bean的設定進行邏輯分組。簡單來說，我們可以通過profiles來針對不同的bean進行邏輯分組，這個分組和bean本身的定義沒有任何關係，無論是xml還是註解方式，都可以設定bean屬於哪一個profile分組。

當存在多個profile分組時，我們可以指定哪一個profile生效，當然如果不指定，spring會根據預設的profile去執行。我們來通過一個程式碼演示一下。

ProfileService

建立一個普通的類，程式碼如下

public class ProfileService {
    private String profile;

    public ProfileService(String profile) {

        this.profile = profile;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "ProfileService{" +
                "profile='" + profile + ''' +
                '}';
    }
}

宣告一個設定類

在設定類中，構建兩個bean，設定不同的profile。

@Configuration
public class ProfileConfiguration {

    @Bean
    @Profile("dev")
    public ProfileService profileServiceDev(){
        return new ProfileService("dev");
    }

    @Bean
    @Profile("prod")
    public ProfileService profileServiceProd(){
        return new ProfileService("prod");
    }
}

定義測試方法

public class ProfileMain {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext applicationContext=new AnnotationConfigApplicationContext();
//        applicationContext.getEnvironment().setActiveProfiles("prod");
        applicationContext.register(ProfileConfiguration.class);
        applicationContext.refresh();
        System.out.println(applicationContext.getBean(ProfileService.class));
    }
}

可以通過很多種方式來啟用設定，預設情況下不新增applicationContext.getEnvironment().setActiveProfiles("prod");時，會發現bean沒有被裝載。新增了之後，會根據當前啟用的profiles來決定裝載哪個bean。

除此之外，我們還可以在啟動引數中增加-Dspring.profiles.active=prod來決定當前啟用哪個profile。該屬性可以設定在系統環境變數、JVM系統屬性、等。

注意組態檔不是單選；可能會同時啟用多個組態檔，程式設計式的使用方法setActiveProfiles()，該方法接收String陣列引數,也就是多個組態檔名

applicationContext.getEnvironment().setActiveProfiles("prod","dev");

如果沒有任何profile設定被啟用，預設的profile將會啟用。預設profile組態檔可以更改，通過環境變數的setDefaultProfiles方法，或者是宣告的spring.profiles.default屬性值

profiles總結

簡單總結一下profiles，通過profiles可以最一組bean進行邏輯分組，這些邏輯分組的bean會根據Environment上下文中設定的啟用的profile來進行載入，也就是Environment對於profiles設定來說，它能決定當前啟用的是哪個profile設定。

一個profile就是一組Bean定義的邏輯分組。
這個分組，也就這個profile，被賦予一個命名，就是這個profile名字。
只有當一個profile處於active狀態時，它對應的邏輯上組織在一起的這些Bean定義才會被註冊到容器中。
Bean新增到profile可以通過XML定義方式或者annotation註解方式。
Environment對於profile所扮演的角色是用來指定哪些profile是當前活躍的預設。

Properties

properties的作用就是用來存放屬性的，它可以幫我們管理各種設定資訊。這個設定的來源可以是properties檔案、JVM properties、系統環境變數、或者專門的Properties物件等。

我們來看一下Environment這個介面，它繼承了PropertyResolver，這個介面和屬性的操作有關，也就是我們可以通過Environment來設定和獲得相關屬性。

public interface Environment extends PropertyResolver {
    String[] getActiveProfiles();

    String[] getDefaultProfiles();

    /** @deprecated */
    @Deprecated
    boolean acceptsProfiles(String... var1);

    boolean acceptsProfiles(Profiles var1);
}

至此，我們可以可以簡單的總結Environment的作用，Environment提供了不同的profile設定，而PropertyResolver提供了設定的操作，由此我們可以知道，Spring 容器可以根據不同的profile來獲取不同的設定資訊，從而實現Spring容器中執行時環境的處理。

environment的應用

在spring boot應用中，修改application.properties設定

env=default

建立一個Controller進行測試

@RestController
public class EnvironementController {

    @Autowired
    Environment environment;

    @GetMapping("/env")
    public String env(){
        return environment.getProperty("env");
    }
}

指定profile屬性

在前面的內容中我們介紹了profile和property這兩個概念，現在我們來結合使用加深對這兩者的理解。

在spring boot應用中，預設的外部化設定是application.properties檔案，事實上，除了這個預設的組態檔之外，我們還可以使用springboot中的約定命名格式來實現不同環境的設定

application-profile.properties

當前spring boot應用選擇使用哪個properties檔案作為上下文環境設定，取決與當前啟用的profile。同樣，我們可以通過很多種方式來啟用，比如在application.properties中增加spring.profiles.active=dev這種方式，也可以在JVM引數中增加該設定來指定生效的設定。

在不指定的情況下，則使用預設的組態檔，簡單來說，如果沒有顯式啟用某一個組態檔，那麼應用程式就將載入application-default.properties中的屬性。

這個功能非常實用，一般的公司裡面都會有幾套執行環境，比如開發、測試、生產環境，這些環境中會有一些設定資訊是不同的，比如伺服器地址。那我們需要針對不同的環境使用指定的設定資訊，通過這種方式就可以很方便的去解決。

@Value註解的使用

在properties檔案中定義的屬性，除了可以通過environment的getProperty方法獲取之外，spring還提供了@Value註解，

@RestController
public class EnvironementController {

    @Value("${env}")
    private String env;

    @GetMapping("/env")
    public String env(){
        return env;
    }
}

spring容器在載入一個bean時，當發現這個Bean中有@Value註解時，那麼它可以從Environment中將屬性值進行注入，如果Environment中沒有這個屬性，則會報錯。

Spring Environment原理設計

結合前面咱們講過的內容，我們來推測一下Environment的實現原理。

簡單演示一下Environment中的設定來源

@Value("${java.version}") 獲取System.getProperties ，獲取系統屬性
設定command的jvm引數， -Denvtest=command

基於現有的內容的推導，我們可以畫出下面這樣一個圖。

第一部分是屬性定義，這個屬性定義可以來自於很多地方，比如application.properties、或者系統環境變數等。
然後根據約定的方式去指定路徑或者指定範圍去載入這些設定，儲存到記憶體中。
最後，我們可以根據指定的key從快取中去查詢這個值。

下面這個是表示Environment的類關係圖，這個類關係圖還是非常清晰的體現了Environment的原理。

上述類圖的核心API說明如下

Environment介面，繼承了PropertyResolver。 PropertyResolver，它主要有兩個作用。

通過propertyName屬性名獲取與之對應的propertValue屬性值（getProperty）。
把${propertyName:defaultValue}格式的屬性預留位置，替換為實際的值(resolvePlaceholders)。

PropertyResolver的具體實現類是PropertySourcesPropertyResolver，屬性源的解決方案。該類是體系中唯一的完整實現類。它以PropertySources屬性源集合（內部持有屬性源列表List ）為屬性值的來源，按序遍歷每個PropertySource，獲取到一個非null的屬性值則返回。

其中，PropertySourcesPropertyResolver中的List ，表示不同屬性源的來源，它的類關係圖如下，表示針對不同資料來源的儲存。