【SpringBoot 基础系列】实现一个自定义配置加载器（应用篇）
Spring 中提供了@Value注解，用来绑定配置，可以实现从配置文件中，读取对应的配置并赋值给成员变量；某些时候，我们的配置可能并不是在配置文件中，如存在 db/redis/其他文件/第三方配置服务，本文将手把手教你实现一个自定义的配置加载器，并支持@Value的使用姿势
I. 环境 & 方案设计
1. 环境
- SpringBoot
2.2.1.RELEASE - IDEA + JDK8
2. 方案设计
自定义的配置加载，有两个核心的角色
- 配置容器
MetaValHolder：与具体的配置打交道并提供配置 - 配置绑定
@MetaVal：类似@Value注解，用于绑定类属性与具体的配置，并实现配置初始化与配置变更时的刷新
上面@MetaVal提到了两点，一个是初始化，一个是配置的刷新，接下来可以看一下如何支持这两点
a. 初始化
初始化的前提是需要获取到所有修饰有这个注解的成员，然后借助MetaValHolder来获取对应的配置，并初始化
为了实现上面这一点，最好的切入点是在 Bean 对象创建之后，获取 bean 的所有属性，查看是否标有这个注解，可以借助InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter来实现
b. 刷新
当配置发生变更时，我们也希望绑定的属性也会随之改变，因此我们需要保存配置与bean属性之间的绑定关系
配置变更 与 bean属性的刷新 这两个操作，我们可以借助 Spring 的事件机制来解耦，当配置变更时，抛出一个MetaChangeEvent事件，我们默认提供一个事件处理器，用于更新通过@MetaVal注解绑定的 bean 属性
使用事件除了解耦之外，另一个好处是更加灵活，如支持用户对配置使用的扩展
II. 实现
1. MetaVal 注解
提供配置与 bean 属性的绑定关系，我们这里仅提供一个根据配置名获取配置的基础功能，有兴趣的小伙伴可以自行扩展支持 SPEL
@Target({ElementType.FIELD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Inherited
@Documented
public @interface MetaVal {
/**
* 获取配置的规则
*
* @return
*/
String value() default "";
/**
* meta value转换目标对象；目前提供基本数据类型支持
*
* @return
*/
MetaParser parser() default MetaParser.STRING_PARSER;
}
请注意上面的实现，除了 value 之外，还有一个 parser，因为我们的配置 value 可能是 String，当然也可能是其他的基本类型如 int，boolean；所以提供了一个基本的类型转换器
public interface IMetaParser<T> {
T parse(String val);
}
public enum MetaParser implements IMetaParser {
STRING_PARSER {
@Override
public String parse(String val) {
return val;
}
},
SHORT_PARSER {
@Override
public Short parse(String val) {
return Short.valueOf(val);
}
},
INT_PARSER {
@Override
public Integer parse(String val) {
return Integer.valueOf(val);
}
},
LONG_PARSER {
@Override
public Long parse(String val) {
return Long.valueOf(val);
}
},
FLOAT_PARSER {
@Override
public Object parse(String val) {
return null;
}
},
DOUBLE_PARSER {
@Override
public Object parse(String val) {
return Double.valueOf(val);
}
},
BYTE_PARSER {
@Override
public Byte parse(String val) {
if (val == null) {
return null;
}
return Byte.valueOf(val);
}
},
CHARACTER_PARSER {
@Override
public Character parse(String val) {
if (val == null) {
return null;
}
return val.charAt(0);
}
},
BOOLEAN_PARSER {
@Override
public Boolean parse(String val) {
return Boolean.valueOf(val);
}
};
}
2. MetaValHolder
提供配置的核心类，我们这里只定义了一个接口，具体的配置获取与业务需求相关
public interface MetaValHolder {
/**
* 获取配置
*
* @param key
* @return
*/
String getProperty(String key);
}
为了支持配置刷新，我们提供一个基于 Spring 事件通知机制的抽象类
public abstract class AbstractMetaValHolder implements MetaValHolder, ApplicationContextAware {
protected ApplicationContext applicationContext;
public void updateProperty(String key, String value) {
String old = this.doUpdateProperty(key, value);
this.applicationContext.publishEvent(new MetaChangeEvent(this, key, old, value));
}
/**
* 更新配置
*
* @param key
* @param value
* @return
*/
public abstract String doUpdateProperty(String key, String value);
@Override
public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
this.applicationContext = applicationContext;
}
}
3. MetaValueRegister 配置绑定与初始化
这个类，主要提供扫描所有的 bean，并获取到@MetaVal修饰的属性，并初始化
public class MetaValueRegister extends InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter {
private MetaContainer metaContainer;
public MetaValueRegister(MetaContainer metaContainer) {
this.metaContainer = metaContainer;
}
@Override
public boolean postProcessAfterInstantiation(Object bean, String beanName) throws BeansException {
processMetaValue(bean);
return super.postProcessAfterInstantiation(bean, beanName);
}
/**
* 扫描bean的所有属性，并获取@MetaVal修饰的属性
* @param bean
*/
private void processMetaValue(Object bean) {
try {
Class clz = bean.getClass();
MetaVal metaVal;
for (Field field : clz.getDeclaredFields()) {
metaVal = field.getAnnotation(MetaVal.class);
if (metaVal != null) {
// 缓存配置与Field的绑定关系，并初始化
metaContainer.addInvokeCell(metaVal, bean, field);
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
System.exit(-1);
}
}
}
请注意，上面核心点在metaContainer.addInvokeCell(metaVal, bean, field);这一行
4. MetaContainer
配置容器，保存配置与 field 映射关系，提供配置的基本操作
@Slf4j
public class MetaContainer {
private MetaValHolder metaValHolder;
// 保存配置与Field之间的绑定关系
private Map<String, Set<InvokeCell>> metaCache = new ConcurrentHashMap<>();
public MetaContainer(MetaValHolder metaValHolder) {
this.metaValHolder = metaValHolder;
}
public String getProperty(String key) {
return metaValHolder.getProperty(key);
}
// 用于新增绑定关系并初始化
public void addInvokeCell(MetaVal metaVal, Object target, Field field) throws IllegalAccessException {
String metaKey = metaVal.value();
if (!metaCache.containsKey(metaKey)) {
synchronized (this) {
if (!metaCache.containsKey(metaKey)) {
metaCache.put(metaKey, new HashSet<>());
}
}
}
metaCache.get(metaKey).add(new InvokeCell(metaVal, target, field, getProperty(metaKey)));
}
// 配置更新
public void updateMetaVal(String metaKey, String oldVal, String newVal) {
Set<InvokeCell> cacheSet = metaCache.get(metaKey);
if (CollectionUtils.isEmpty(cacheSet)) {
return;
}
cacheSet.forEach(s -> {
try {
s.update(newVal);
log.info("update {} from {} to {}", s.getSignature(), oldVal, newVal);
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
@Data
public static class InvokeCell {
private MetaVal metaVal;
private Object target;
private Field field;
private String signature;
private Object value;
public InvokeCell(MetaVal metaVal, Object target, Field field, String value) throws IllegalAccessException {
this.metaVal = metaVal;
this.target = target;
this.field = field;
field.setAccessible(true);
signature = target.getClass().getName() + "." + field.getName();
this.update(value);
}
public void update(String value) throws IllegalAccessException {
this.value = this.metaVal.parser().parse(value);
field.set(target, this.value);
}
}
}
5. Event/Listener
接下来就是事件通知机制的支持了
MetaChangeEvent 配置变更事件，提供基本的三个信息，配置 key，原 value，新 value
@ToString
@EqualsAndHashCode
public class MetaChangeEvent extends ApplicationEvent {
private static final long serialVersionUID = -9100039605582210577L;
private String key;
private String oldVal;
private String newVal;
/**
* Create a new {@code ApplicationEvent}.
*
* @param source the object on which the event initially occurred or with
* which the event is associated (never {@code null})
*/
public MetaChangeEvent(Object source) {
super(source);
}
public MetaChangeEvent(Object source, String key, String oldVal, String newVal) {
super(source);
this.key = key;
this.oldVal = oldVal;
this.newVal = newVal;
}
public String getKey() {
return key;
}
public String getOldVal() {
return oldVal;
}
public String getNewVal() {
return newVal;
}
}
MetaChangeListener 事件处理器，刷新@MetaVal 绑定的配置
public class MetaChangeListener implements ApplicationListener<MetaChangeEvent> {
private MetaContainer metaContainer;
public MetaChangeListener(MetaContainer metaContainer) {
this.metaContainer = metaContainer;
}
@Override
public void onApplicationEvent(MetaChangeEvent event) {
metaContainer.updateMetaVal(event.getKey(), event.getOldVal(), event.getNewVal());
}
}
6. bean 配置
上面五步，一个自定义的配置加载器基本上就完成了，剩下的就是 bean 的声明
@Configuration
public class DynamicConfig {
@Bean
@ConditionalOnMissingBean(MetaValHolder.class)
public MetaValHolder metaValHolder() {
return key -> null;
}
@Bean
public MetaContainer metaContainer(MetaValHolder metaValHolder) {
return new MetaContainer(metaValHolder);
}
@Bean
public MetaValueRegister metaValueRegister(MetaContainer metaContainer) {
return new MetaValueRegister(metaContainer);
}
@Bean
public MetaChangeListener metaChangeListener(MetaContainer metaContainer) {
return new MetaChangeListener(metaContainer);
}
}
以二方工具包方式提供外部使用，所以需要在资源目录下，新建文件META-INF/spring.factories（常规套路了）
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=com.git.hui.boot.dynamic.config.DynamicConfig
6. 测试
上面完成基本功能，接下来进入测试环节，自定义一个配置加载
@Component
public class MetaPropertyHolder extends AbstractMetaValHolder {
public Map<String, String> metas = new HashMap<>(8);
{
metas.put("name", "一灰灰");
metas.put("blog", "https://blog.hhui.top");
metas.put("age", "18");
}
@Override
public String getProperty(String key) {
return metas.getOrDefault(key, "");
}
@Override
public String doUpdateProperty(String key, String value) {
return metas.put(key, value);
}
}
一个使用MetaVal的 demoBean
@Component
public class DemoBean {
@MetaVal("name")
private String name;
@MetaVal("blog")
private String blog;
@MetaVal(value = "age", parser = MetaParser.INT_PARSER)
private Integer age;
public String sayHello() {
return "欢迎关注 [" + name + "] 博客：" + blog + " | " + age;
}
}
一个简单的 REST 服务，用于查看/更新配置
@RestController
public class DemoAction {
@Autowired
private DemoBean demoBean;
@Autowired
private MetaPropertyHolder metaPropertyHolder;
@GetMapping(path = "hello")
public String hello() {
return demoBean.sayHello();
}
@GetMapping(path = "update")
public String updateBlog(@RequestParam(name = "key") String key, @RequestParam(name = "val") String val,
HttpServletResponse response) throws IOException {
metaPropertyHolder.updateProperty(key, val);
response.sendRedirect("/hello");
return "over!";
}
}
启动类
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class);
}
}
动图演示配置获取和刷新过程
配置刷新时，会有日志输出，如下
II. 其他
0. 项目
工程源码
- 工程：https://github.com/liuyueyi/spring-boot-demo
- 源码: – https://github.com/liuyueyi/spring-boot-demo/tree/master/spring-case/002-dynamic-config – https://github.com/liuyueyi/spring-boot-demo/tree/master/spring-case/002-dynamic-config-demo
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