6 種方式讀取 Springboot 的配置，老鳥都這么玩（原理+實戰(zhàn)）

大家好，我是小富～

從配置文件中獲取屬性應該是SpringBoot開發(fā)中最為常用的功能之一，但就是這么常用的功能，仍然有很多開發(fā)者在這個方面踩坑。

我整理了幾種獲取配置屬性的方式，目的不僅是要讓大家學會如何使用，更重要的是弄清配置加載、讀取的底層原理，一旦出現(xiàn)問題可以分析出其癥結所在，而不是一報錯取不到屬性，無頭蒼蠅般的重啟項目，在句句臥槽中逐漸抓狂～

以下示例源碼 Springboot 版本均為 2.7.6

下邊我們一一過下這幾種玩法和原理，看看有哪些是你沒用過的！話不多說，開始搞～

一、Environment

使用 Environment 方式來獲取配置屬性值非常簡單，只要注入Environment類調用其方法getProperty(屬性key)即可，但知其然知其所以然，簡單了解下它的原理，因為后續(xù)的幾種獲取配置的方法都和它息息相關。

@Slf4j
@SpringBootTest
public class EnvironmentTest {

    @Resource
    private Environment env;

    @Test
    public void var1Test() {
        String var1 = env.getProperty("env101.var1");
        log.info("Environment 配置獲取 {}", var1);
    }
}

1、什么是 Environment？

Environment 是 springboot 核心的環(huán)境配置接口，它提供了簡單的方法來訪問應用程序屬性，包括系統(tǒng)屬性、操作系統(tǒng)環(huán)境變量、命令行參數(shù)、和應用程序配置文件中定義的屬性等等。

2、配置初始化

Springboot 程序啟動加載流程里，會執(zhí)行SpringApplication.run中的prepareEnvironment()方法進行配置的初始化，那初始化過程每一步都做了什么呢？

private ConfigurableEnvironment prepareEnvironment(SpringApplicationRunListeners listeners,
   DefaultBootstrapContext bootstrapContext, ApplicationArguments applicationArguments) {
      /** 
      * 1、創(chuàng)建 ConfigurableEnvironment 對象：首先調用 getOrCreateEnvironment() 方法獲取或創(chuàng)建
      * ConfigurableEnvironment 對象，該對象用于存儲環(huán)境參數(shù)。如果已經(jīng)存在 ConfigurableEnvironment 對象，則直接使用它；否則，根據(jù)用戶的配置和默認配置創(chuàng)建一個新的。
      */
      ConfigurableEnvironment environment = getOrCreateEnvironment();
      /**
      * 2、解析并加載用戶指定的配置文件，將其作為 PropertySource 添加到環(huán)境對象中。該方法默認會解析 application.properties 和 application.yml 文件，并將其添加到 ConfigurableEnvironment 對象中。
      * PropertySource 或 PropertySourcesPlaceholderConfigurer 加載應用程序的定制化配置。
      */
      configureEnvironment(environment, applicationArguments.getSourceArgs());
      // 3、加載所有的系統(tǒng)屬性，并將它們添加到 ConfigurableEnvironment 對象中
      ConfigurationPropertySources.attach(environment);
      // 4、通知監(jiān)聽器環(huán)境參數(shù)已經(jīng)準備就緒
      listeners.environmentPrepared(bootstrapContext, environment);
      /**
      *  5、將默認的屬性源中的所有屬性值移到環(huán)境對象的隊列末尾，
      這樣用戶自定義的屬性值就可以覆蓋默認的屬性值。這是為了避免用戶無意中覆蓋了 Spring Boot 所提供的默認屬性。
      */
      DefaultPropertiesPropertySource.moveToEnd(environment);
      Assert.state(!environment.containsProperty("spring.main.environment-prefix"),
          "Environment prefix cannot be set via properties.");
      // 6、將 Spring Boot 應用程序的屬性綁定到環(huán)境對象上，以便能夠正確地讀取和使用這些配置屬性
      bindToSpringApplication(environment);
      // 7、如果沒有自定義的環(huán)境類型，則使用 EnvironmentConverter 類型將環(huán)境對象轉換為標準的環(huán)境類型，并添加到 ConfigurableEnvironment 對象中。
      if (!this.isCustomEnvironment) {
        EnvironmentConverter environmentConverter = new EnvironmentConverter(getClassLoader());
        environment = environmentConverter.convertEnvironmentIfNecessary(environment, deduceEnvironmentClass());
      }
      // 8、再次加載系統(tǒng)配置，以防止被其他配置覆蓋
      ConfigurationPropertySources.attach(environment);
      return environment;
}

看看它的配置加載流程步驟：

• 創(chuàng)建 環(huán)境對象 ConfigurableEnvironment 用于存儲環(huán)境參數(shù)；
• configureEnvironment 方法加載默認的 application.properties 和 application.yml 配置文件；以及用戶指定的配置文件，將其封裝為 PropertySource 添加到環(huán)境對象中；
• attach()： 加載所有的系統(tǒng)屬性，并將它們添加到環(huán)境對象中；
• listeners.environmentPrepared()： 發(fā)送環(huán)境參數(shù)配置已經(jīng)準備就緒的監(jiān)聽通知；
• moveToEnd()： 將 系統(tǒng)默認 的屬性源中的所有屬性值移到環(huán)境對象的隊列末尾，這樣用戶自定義的屬性值就可以覆蓋默認的屬性值。
• bindToSpringApplication： 應用程序的屬性綁定到 Bean 對象上；
• attach()： 再次加載系統(tǒng)配置，以防止被其他配置覆蓋；

上邊的配置加載流程中，各種配置屬性會封裝成一個個抽象的數(shù)據(jù)結構 PropertySource中，這個數(shù)據(jù)結構代碼格式如下，key-value形式。

public abstract class PropertySource<T> {
    protected final String name; // 屬性源名稱
    protected final T source; // 屬性源值（一個泛型，比如Map，Property）
    public String getName();  // 獲取屬性源的名字  
    public T getSource(); // 獲取屬性源值  
    public boolean containsProperty(String name);  //是否包含某個屬性  
    public abstract Object getProperty(String name);   //得到屬性名對應的屬性值   
} 

PropertySource 有諸多的實現(xiàn)類用于管理應用程序的配置屬性。不同的 PropertySource 實現(xiàn)類可以從不同的來源獲取配置屬性，例如文件、環(huán)境變量、命令行參數(shù)等。其中涉及到的一些實現(xiàn)類有：

• MapPropertySource: Map 鍵值對的對象轉換為 PropertySource 對象的適配器；
• PropertiesPropertySource: Properties 對象中的所有配置屬性轉換為 Spring 環(huán)境中的屬性值；
• ResourcePropertySource: 從文件系統(tǒng)或者 classpath 中加載配置屬性，封裝成 PropertySource對象；
• ServletConfigPropertySource: Servlet 配置中讀取配置屬性，封裝成 PropertySource 對象；
• ServletContextPropertySource: Servlet 上下文中讀取配置屬性，封裝成 PropertySource 對象；
• StubPropertySource: 是個空的實現(xiàn)類，它的作用僅僅是給 CompositePropertySource 類作為默認的父級屬性源，以避免空指針異常；
• CompositePropertySource: 是個復合型的實現(xiàn)類，內部維護了 PropertySource集合隊列，可以將多個 PropertySource 對象合并；
• SystemEnvironmentPropertySource: 操作系統(tǒng)環(huán)境變量中讀取配置屬性，封裝成 PropertySource 對象；

上邊各類配置初始化生成的 PropertySource 對象會被維護到集合隊列中。

List<PropertySource<?>> sources = new ArrayList<PropertySource<?>>()

配置初始化完畢，應用程序上下文AbstractApplicationContext會加載配置，這樣程序在運行時就可以隨時獲取配置信息了。

 private void prepareContext(DefaultBootstrapContext bootstrapContext, ConfigurableApplicationContext context,
   ConfigurableEnvironment environment, SpringApplicationRunListeners listeners,
   ApplicationArguments applicationArguments, Banner printedBanner) {
    // 應用上下文加載環(huán)境對象
  context.setEnvironment(environment);
  postProcessApplicationContext(context);
    .........
  }

3、讀取配置

看明白上邊配置加載的流程，其實讀取配置就容易理解了，無非就是遍歷隊列里的PropertySource，拿屬性名稱name匹配對應的屬性值source。

PropertyResolver是獲取配置的關鍵類，其內部提供了操作PropertySource 隊列的方法，核心方法getProperty(key)獲取配置值，看了下這個類的依賴關系，發(fā)現(xiàn) Environment 是它子類。

那么直接用 PropertyResolver 來獲取配置屬性其實也是可以的，到這我們就大致明白了 Springboot 配置的加載和讀取了。

@Slf4j
@SpringBootTest
public class EnvironmentTest {

    @Resource
    private PropertyResolver env;
    
    @Test
    public void var1Test() {
        String var1 = env.getProperty("env101.var1");
        log.info("Environment 配置獲取 {}", var1);
    }
}

二、@Value 注解

@Value注解是Spring框架提供的用于注入配置屬性值的注解，它可用于類的成員變量、方法參數(shù)和構造函數(shù)參數(shù)上，這個記住很重要！

在應用程序啟動時，使用 @Value 注解的 Bean 會被實例化。所有使用了 @Value 注解的 Bean 會被加入到 PropertySourcesPlaceholderConfigurer 的后置處理器集合中。

當后置處理器開始執(zhí)行時，它會讀取 Bean 中所有 @Value 注解所標注的值，并通過反射將解析后的屬性值賦值給標有 @Value 注解的成員變量、方法參數(shù)和構造函數(shù)參數(shù)。

需要注意，在使用 @Value 注解時需要確保注入的屬性值已經(jīng)加載到 Spring 容器中，否則會導致注入失敗。

如何使用

在src/main/resources目錄下的application.yml配置文件中添加env101.var1屬性。

env101:
  var1: var1-公眾號：程序員小富

只要在變量上加注解 @Value("${env101.var1}")就可以了，@Value 注解會自動將配置文件中的env101.var1屬性值注入到var1字段中，跑個單元測試看一下結果。

@Slf4j
@SpringBootTest
public class EnvVariablesTest {

    @Value("${env101.var1}")
    private String var1;
    
    @Test
    public void var1Test(){
        log.info("配置文件屬性: {}",var1);
    }
}

毫無懸念，成功拿到配置數(shù)據(jù)。

雖然@Value注解方式使用起來很簡單，如果使用不當還會遇到不少坑。

1、缺失配置

如果在代碼中引用變量，配置文件中未進行配值，就會出現(xiàn)類似下圖所示的錯誤。

為了避免此類錯誤導致服務啟動異常，我們可以在引用變量的同時給它賦一個默認值，以確保即使在未正確配值的情況下，程序依然能夠正常運行。

@Value("${env101.var1:我是小富}")
private String var1;

2、靜態(tài)變量（static）賦值

還有一種常見的使用誤區(qū)，就是將 @Value 注解加到靜態(tài)變量上，這樣做是無法獲取屬性值的。靜態(tài)變量是類的屬性，并不屬于對象的屬性，而 Spring是基于對象的屬性進行依賴注入的，類在應用啟動時靜態(tài)變量就被初始化，此時 Bean還未被實例化，因此不可能通過 @Value 注入屬性值。

@Slf4j
@SpringBootTest
public class EnvVariablesTest {

    @Value("${env101.var1}")
    private static String var1;
    
    @Test
    public void var1Test(){
        log.info("配置文件屬性: {}",var1);
    }
}

即使 @Value 注解無法直接用在靜態(tài)變量上，我們仍然可以通過獲取已有 Bean實例化后的屬性值，再將其賦值給靜態(tài)變量來實現(xiàn)給靜態(tài)變量賦值。

我們可以先通過 @Value 注解將屬性值注入到普通 Bean中，然后在獲取該 Bean對應的屬性值，并將其賦值給靜態(tài)變量。這樣，就可以在靜態(tài)變量中使用該屬性值了。

@Slf4j
@SpringBootTest
public class EnvVariablesTest {

    private static String var3;
    
    private static String var4;
    
    @Value("${env101.var3}")
    public void setVar3(String var3) {
        var3 = var3;
    }
    
    EnvVariablesTest(@Value("${env101.var4}") String var4){
        var4 = var4;
    }
    
    public static String getVar4() {
        return var4;
    }

    public static String getVar3() {
        return var3;
    }
}

3、常量（final）賦值

@Value 注解加到final關鍵字上同樣也無法獲取屬性值，因為 final 變量必須在構造方法中進行初始化，并且一旦被賦值便不能再次更改。而 @Value 注解是在 bean 實例化之后才進行屬性注入的，因此無法在構造方法中初始化 final 變量。

@Slf4j
@SpringBootTest
public class EnvVariables2Test {

    private final String var6;

    @Autowired
    EnvVariables2Test( @Value("${env101.var6}")  String var6) {

        this.var6 = var6;
    }

    /**
     * @value注解 final 獲取
     */
    @Test
    public void var1Test() {
        log.info("final 注入: {}", var6);
    }
}

4、非注冊的類中使用

只有標注了@Component、@Service、@Controller、@Repository 或 @Configuration 等容器管理注解的類，由 Spring 管理的 bean 中使用 @Value注解才會生效。而對于普通的POJO類，則無法使用 @Value注解進行屬性注入。

/**
 * @value注解 非注冊的類中使用
 * `@Component`、`@Service`、`@Controller`、`@Repository` 或 `@Configuration` 等
 * 容器管理注解的類中使用 @Value注解才會生效
 */
@Data
@Slf4j
@Component
public class TestService {

    @Value("${env101.var7}")
    private String var7;

    public String getVar7(){
       return this.var7;
    }
}

5、引用方式不對

如果我們想要獲取 TestService 類中的某個變量的屬性值，需要使用依賴注入的方式，而不能使用 new 的方式。通過依賴注入的方式創(chuàng)建 TestService 對象，Spring 會在創(chuàng)建對象時將對象所需的屬性值注入到其中。

  /**
   * @value注解 引用方式不對
   */
  @Test
  public void var7_1Test() {

      TestService testService = new TestService();
      log.info("引用方式不對 注入: {}", testService.getVar7());
  }

最后總結一下 @Value注解要在 Bean的生命周期內使用才能生效。

三、@ConfigurationProperties 注解

@ConfigurationProperties注解是 SpringBoot 提供的一種更加便捷來處理配置文件中的屬性值的方式，可以通過自動綁定和類型轉換等機制，將指定前綴的屬性集合自動綁定到一個Bean對象上。

加載原理

在 Springboot 啟動流程加載配置的 prepareEnvironment() 方法中，有一個重要的步驟方法 bindToSpringApplication(environment)，它的作用是將配置文件中的屬性值綁定到被 @ConfigurationProperties 注解標記的 Bean對象中。但此時這些對象還沒有被 Spring 容器管理，因此無法完成屬性的自動注入。

那么這些Bean對象又是什么時候被注冊到 Spring 容器中的呢？

這就涉及到了 ConfigurationPropertiesBindingPostProcessor 類，它是 Bean后置處理器，負責掃描容器中所有被 @ConfigurationProperties 注解所標記的 Bean對象。如果找到了，則會使用 Binder 組件將外部屬性的值綁定到它們身上，從而實現(xiàn)自動注入。

• bindToSpringApplication 主要是將屬性值綁定到 Bean 對象中；
• ConfigurationPropertiesBindingPostProcessor 負責在 Spring 容器啟動時將被注解標記的 Bean 對象注冊到容器中，并完成后續(xù)的屬性注入操作；

如何使用

演示使用 @ConfigurationProperties 注解，在 application.yml 配置文件中添加配置項：

env101:
  var1: var1-公眾號：程序員小富
  var2: var2-公眾號：程序員小富

創(chuàng)建一個 MyConf 類用于承載所有前綴為env101的配置屬性。

@Data
@Configuration
@ConfigurationProperties(prefix = "env101")
public class MyConf {

    private String var1;
    
    private String var2;
}

在需要使用var1、var2屬性值的地方，將 MyConf 對象注入到依賴對象中即可。

@Slf4j
@SpringBootTest
public class ConfTest {

    @Resource
    private MyConf myConf;

    @Test
    public void myConfTest() {
        log.info("@ConfigurationProperties注解 配置獲取 {}", JSON.toJSONString(myConf));
    }
}

四、@PropertySources 注解

除了系統(tǒng)默認的 application.yml 或者 application.properties 文件外，我們還可能需要使用自定義的配置文件來實現(xiàn)更加靈活和個性化的配置。與默認的配置文件不同的是，自定義的配置文件無法被應用自動加載，需要我們手動指定加載。

@PropertySources 注解的實現(xiàn)原理相對簡單，應用程序啟動時掃描所有被該注解標注的類，獲取到注解中指定自定義配置文件的路徑，將指定路徑下的配置文件內容加載到 Environment 中，這樣可以通過 @Value 注解或 Environment.getProperty() 方法來獲取其中定義的屬性值了。

如何使用

在 src/main/resources/ 目錄下創(chuàng)建自定義配置文件 xiaofu.properties，增加兩個屬性。

env101.var9=var9-程序員小富
env101.var10=var10-程序員小富

在需要使用自定義配置文件的類上添加 @PropertySources 注解，注解 value屬性中指定自定義配置文件的路徑，可以指定多個路徑，用逗號隔開。

@Data
@Configuration
@PropertySources({
        @PropertySource(value = "classpath:xiaofu.properties",encoding = "utf-8"),
        @PropertySource(value = "classpath:xiaofu.properties",encoding = "utf-8")
})
public class PropertySourcesConf {

    @Value("${env101.var10}")
    private String var10;

    @Value("${env101.var9}")
    private String var9;
}

成功獲取配置了

但是當我試圖加載.yaml文件時，啟動項目居然報錯了，經(jīng)過一番摸索我發(fā)現(xiàn)，@PropertySources 注解只內置了PropertySourceFactory適配器。也就是說它只能加載.properties文件。

那如果我想要加載一個.yaml類型文件，則需要自行實現(xiàn)yaml的適配器 YamlPropertySourceFactory。

public class YamlPropertySourceFactory implements PropertySourceFactory {

    @Override
    public PropertySource<?> createPropertySource(String name, EncodedResource encodedResource) throws IOException {
        YamlPropertiesFactoryBean factory = new YamlPropertiesFactoryBean();
        factory.setResources(encodedResource.getResource());

        Properties properties = factory.getObject();

        return new PropertiesPropertySource(encodedResource.getResource().getFilename(), properties);
    }
}

而在加載配置時要顯示的指定使用 YamlPropertySourceFactory適配器，這樣就完成了@PropertySource注解加載 yaml 文件。

@Data
@Configuration
@PropertySources({
        @PropertySource(value = "classpath:xiaofu.yaml", encoding = "utf-8", factory = YamlPropertySourceFactory.class)
})
public class PropertySourcesConf2 {

    @Value("${env101.var10}")
    private String var10;

    @Value("${env101.var9}")
    private String var9;
}

五、YamlPropertiesFactoryBean 加載 YAML 文件

我們可以使用 YamlPropertiesFactoryBean 類將 YAML 配置文件中的屬性值注入到 Bean 中。

@Configuration
public class MyYamlConfig {

    @Bean
    public static PropertySourcesPlaceholderConfigurer yamlConfigurer() {
        PropertySourcesPlaceholderConfigurer configurer = new PropertySourcesPlaceholderConfigurer();
        YamlPropertiesFactoryBean yaml = new YamlPropertiesFactoryBean();
        yaml.setResources(new ClassPathResource("xiaofu.yml"));
        configurer.setProperties(Objects.requireNonNull(yaml.getObject()));
        return configurer;
    }
}

可以通過 @Value 注解或 Environment.getProperty() 方法來獲取其中定義的屬性值。

@Slf4j
@SpringBootTest
public class YamlTest {

    @Value("${env101.var11}")
    private String var11;

    @Test
    public void  myYamlTest() {
        log.info("Yaml 配置獲取 {}", var11);
    }
}

六、自定義讀取

如果上邊的幾種讀取配置的方式你都不喜歡，就想自己寫個更流批的輪子，那也很好辦。我們直接注入PropertySources獲取所有屬性的配置隊列，你是想用注解實現(xiàn)還是其他什么方式，就可以為所欲為了。

@Slf4j
@SpringBootTest
public class CustomTest {

    @Autowired
    private PropertySources propertySources;

    @Test
    public void customTest() {
        for (PropertySource<?> propertySource : propertySources) {
            log.info("自定義獲取 配置獲取 name {} ,{}", propertySource.getName(), propertySource.getSource());
        }
    }
}

總結

我們可以通過 @Value 注解、Environment 類、@ConfigurationProperties 注解、@PropertySource 注解等方式來獲取配置信息。

其中，@Value 注解適用于單個值的注入，而其他幾種方式適用于批量配置的注入。不同的方式在效率、靈活性、易用性等方面存在差異，在選擇配置獲取方式時，還需要考慮個人編程習慣和業(yè)務需求。

如果重視代碼的可讀性和可維護性，則可以選擇使用 @ConfigurationProperties 注解；如果更注重運行效率，則可以選擇使用 Environment 類。總之，不同的場景需要選擇不同的方式，以達到最優(yōu)的效果。

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