Spring中的Environment外部化配置管理詳解

Environment的中文意思是環境，它表示整個spring應用運行時的環境信息，它包含兩個關鍵因素

• profiles
• properties

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容器中的不同配置上下文的解決方案。比如針對開發環境、測試環境、生產環境，構建不同的application.properties配置項，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配置項。

實際上，通過profiles可以針對bean的配置進行邏輯分組。 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系，無論是xml還是注解方式，都可以配置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會根據默認的profile去執行。我們來通過一個代碼演示一下。

ProfileService

創建一個普通的類，代碼如下

public class ProfileService {
    private String profile;

    public ProfileService(String profile) {

        this.profile = profile;
    }

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

聲明一個配置類

在配置類中，構建兩個bean，配置不同的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激活配置，默認情況下不添加applicationContext.getEnvironment().setActiveProfiles("prod");時，會發現bean沒有被裝載。添加了之后，會根據當前激活的profiles來決定裝載哪個bean。

除此之外，我們還可以在啟動參數中增加-Dspring.profiles.active=prod來決定當前激活哪個profile。該屬性可以配置在系統環境變量、JVM系統屬性、等。

注意配置文件不是單選；可能會同時激活多個配置文件，編程式的使用方法setActiveProfiles()，該方法接收String數組參數,也就是多個配置文件名

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

如果沒有任何profile配置被激活，默認的profile將會激活。
默認profile配置文件可以更改，通過環境變量的setDefaultProfiles方法，或者是聲明的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上下文中配置的激活的profile來進行加載，也就是Environment對於profiles配置來說，它能決定當前激活的是哪個profile配置。

• 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定義才會被注冊到容器中。

• Bean添加到profile可以通過XML定義方式或者annotation注解方式。

• Environment對於profile所扮演的角色是用來指定哪些profile是當前活躍的缺省。

Properties

properties的作用就是用來存放屬性的，它可以幫我們管理各種配置信息。這個配置的來源可以是properties文件、JVM properties、系統環境變量、或者專門的Properties對象等。

我們來看一下Environment這個接口，它繼承了PropertyResolver，這個接口和屬性的操作有關，也就是我們可以通過Environment來設置和獲得相關屬性。

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配置，而PropertyResolver提供了配置的操作，由此我們可以知道，Spring 容器可以根據不同的profile來獲取不同的配置信息，從而實現Spring容器中運行時環境的處理。

environment的應用

• 在spring boot應用中，修改application.properties配置

  env=default
  

• 創建一個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，默認的外部化配置是application.properties文件，事實上，除了這個默認的配置文件之外，我們還可以使用springboot中的約定命名格式來實現不同環境的配置

application-profile.properties

當前spring boot應用選擇使用哪個properties文件作為上下文環境配置，取決與當前激活的profile。同樣，我們可以通過很多種方式來激活，比如在application.properties中增加spring.profiles.active=dev這種方式，也可以在JVM參數中增加該配置來指定生效的配置。

在不指定的情況下，則使用默認的配置文件，簡單來說，如果沒有顯式激活某一個配置文件，那么應用程序就將加載application-default.properties中的屬性。

這個功能非常實用，一般的公司里面都會有幾套運行環境，比如開發、測試、生產環境，這些環境中會有一些配置信息是不同的，比如服務器地址。那我們需要針對不同的環境使用指定的配置信息，通過這種方式就可以很方便的去解決。

@Value注解的使用

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

@RestController
public class EnvironementController {

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

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

spring容器在加載一個bean時，當發現這個Bean中有@Value注解時，那么它可以從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中的配置來源

• @Value("${java.version}") 獲取System.getProperties ， 獲取系統屬性
• 配置command的jvm參數， -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、或者系統環境變量等。
• 然后根據約定的方式去指定路徑或者指定范圍去加載這些配置，保存到內存中。
• 最后，我們可以根據指定的key從緩存中去查找這個值。

下面這個是表示Environment的類關系圖，這個類關系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

1. Environment接口，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}格式的屬性占位符，替換為實際的值(resolvePlaceholders)。

2. 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，它的類關系圖如下，表示針對不同數據源的存儲。

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