SpringBoot | 詳解SpringBoot配置文件及其原理

目錄

 

一、配置文件

二、YAML語法

1、基本語法

2、值的寫法

(1)、字面量:普通的值(數字,字符串,布爾)

(2)、對象、Map(屬性和值)

(3)、數組(List、Set)

三、配置文件值注入

1、一個簡單的示例

2、@Value獲取值和@ConfigurationProperties獲取值比較

3、數據校驗

4、使用@PropertySource加載指定的配置文件

5、使用@ImportResource導入Spring的配置文件

6、使用配置類及@Bean註解來給容器添加組件

四、配置文件佔位符

1、隨機數

2、佔位符獲取之前配置的值

五、Profile

1、多Profile文件

2、yml支持多文檔塊形式

3、激活指定Profile

(1)、在配置文件中指定spring.profiles.active屬性來激活

(2)、使用命令行來激活

3、虛擬機參數

六、配置文件的加載位置

七、外部配置加載順序

(1)、命令行參數

(2)、關於jar包外、jar包內的配置文件以及帶不帶profiles的順序區別

(3)、@Configuration註解類上的@PropertySource

八、SpringBoot配置的原理

1、Springboot啓動的時候加載主配置類時開啓自動配置功能

2、@EnableAutoConfiguration作用

3、每一個自動配置類進行自動配置

4、我們以HttpEncodingAutoConfiguration爲例來解釋自動配置原理

(1)、@Configuration

(2)、@EnableConfigurationProperties

(3)、@ConditionalOnWebApplication

(4)、@ConditionalOnClass

(5)、@ConditionalOnProperty

(6)、總結

5、結論

九、@Conditional及其自動配置報告


一、配置文件

springboot使用一個全局的配置文件,配置文件名是固定的,一般有兩種寫法:

  • application.properties
  • application.yml

配置文件的作用:SpringBoot在底層都給我們自動配置了,而配置文件的作用就是修改SpringBoot自動配置的默認值。

之前的配置文件,都是使用的xml文件格式,但是YAML也可以做配置文件,YAML是以數據爲中心,比JSON、XML等等更適合做配置文件。
配置示例(將端口號設置爲8081)

server:
  port: 8081

二、YAML語法

1、基本語法

k: v:表示一對鍵值對(空格必須有)。以空格的縮進來控制層級關係,只要是左對齊的一列數據,都是同一個層級的。並且其屬性和值都是大小寫敏感的。

示例:

server:
  port: 8081
  path: /hello

2、值的寫法

(1)、字面量:普通的值(數字,字符串,布爾)

使用k: v:
對於字符串,默認不用加上單引號或者雙引號,""雙引號不會轉義字符串裏面的特殊字符,特殊字符會作爲本身想表示的意思;''單引號就會轉義字符,特殊字符最終只是一個普通的字符串數據。

(2)、對象、Map(屬性和值)

還是使用k:v:方式,在下一行來寫對象的屬性和值的關係,注意縮進,例如:

friend:
  lastName: zhangsan
  age: 20

這樣表示lastName和age是friend對象的屬性。
也可以寫成行內寫法:friend: {lastName: zhangsan,age: 18}

(3)、數組(List、Set)

-表示數組中的一個元素

pets:
  - cat,
  - dog,
  - pig

也可以寫成:pets: [cat,dog,pig]


三、配置文件值注入

在JavaBean類中加入@ConfigurationProperties註解將配置文件中配置的每一個屬性的值映射到這個組件中,並且要將這個類加入到IOC容器中。要注意的是@ConfigurationProperties默認是從全局配置文件中獲取值的。

1、一個簡單的示例

yml文件:

person:
  lastName: zhangsan
  age: 18
  boss: false
  birth: 2019/12/12
  map: {k1: 1,k2: 2}
  list:
    - lisi
    - zhaoliu
  dog:
     name: 小狗
     age: 2

JavaBean(省略getter、setter、toString方法):

package com.cerr.springboot.bean;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.Date;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
 * 將配置文件中配置的每一個屬性的值映射到這個組件中
 * @ConfigurationProperties告訴Springboot將本類中的所有屬性和配置文件中相關的配置進行綁定
 *      prefix:配置文件中哪個下面的所有屬性進行配置
 *
 *  只有這個組件是容器中的組件,才能使用容器提供的ConfigurationProperties功能
 */
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "person")
public class Person {
    private String lastName;
    private Integer age;
    private Boolean boss;
    private Date birth;

    private Map<String,Object> map;
    private List<Object> list;
    private Dog dog;
}

我們可以導入配置文件處理器,以後編寫配置就有提示:

        <!-- 導入配置文件處理器,配置文件進行綁定就會有提示 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-configuration-processor</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>

剛剛在yml中的配置也可以在properties中配置:

person.last-name=張三
person.age=14
person.birth=2019/12/2
person.boss=false
person.map.k1=11
person.map.k2=22
person.list=a,b,c
person.dog.name=dog
person.dog.age=15

2、@Value獲取值和@ConfigurationProperties獲取值比較

對於yml或者properties配置文件,這兩個註解都可以獲取到配置文件的值,但是它們有以下的區別:

  @ConfigurationProperties @Value
功能 批量注入配置文件中的屬性 必須一個一個屬性的指定
鬆散語法(鬆散綁定) 支持 不支持
SpEL 不支持 支持
JSR303數據校驗 支持 不支持
複雜類型封裝 支持 不支持

如果我們只是在某個業務邏輯中需要獲取一下配置文件的某個值時,我們使用@Value比較方便;如果我們專門編寫了一個JavaBean來和配置文件進行映射,我們就直接使用@ConfigurationProperties

3、數據校驗

在類上標註@Validated註解,並在你需要校驗的字段標註上對應的註解即可,假設我們在lastName字段要使用@Eamil校驗,則代碼如下:

@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "person")
@Validated
public class Person {
    @Email
    private String lastName;
    private Integer age;
    private Boolean boss;
    private Date birth;
    private Map<String,Object> map;
    private List<Object> list;
    private Dog dog;
}

4、使用@PropertySource加載指定的配置文件

@PropertySource這個註解可以加載指定的配置文件。
我們定義一個局部的配置文件,文件的位置位於類路徑下,如圖所示:

 
13424350-28eec232afc4ad1a.png
 


使用@PropertySource(value = {"classpath:person.properties"})將該配置文件加載進來:

 

@PropertySource(value = {"classpath:person.properties"})
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "person")
@Validated
public class Person {

    private String lastName;
    private Integer age;
    private Boolean boss;
    private Date birth;

    private Map<String,Object> map;
    private List<Object> list;
    private Dog dog;
}

5、使用@ImportResource導入Spring的配置文件

@ImportResource的作用是導入Spring的配置文件,讓配置文件裏面的內容生效。

我們編寫了一個spring的配置文件,位於類路徑下:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean class="com.cerr.springboot.service.HelloService" id="helloService"></bean>
</beans>

然後我們在Spring的單元測試中測試ioc容器中是否有helloService這個bean:

@SpringBootTest
class Springboot01DemoApplicationTests {
    @Autowired
    ApplicationContext ioc;
    @Test
    public void testHelloService(){
        boolean b = ioc.containsBean("helloService");
        System.out.println(b);
    }
}

結果卻是沒有這個bean,因爲此時這個配置文件並沒有被加載,因此我們需要使用@ImportResource註解讓該文件加載進來,在主配置類中我們使用該註解:

//導入Spring的配置文件並讓其生效
@ImportResource(locations = {"classpath:bean.xml"})
@SpringBootApplication
public class Springboot01DemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Springboot01DemoApplication.class, args);
    }
}

然後我們再一次在Spring的單元測試中測試,現在結果是有包含這個bean。

但是我們不推薦這種形式來給容器添加組件,Spring比較推薦使用以下這種方式:

6、使用配置類及@Bean註解來給容器添加組件

Spring比較推薦使用配置類來給容器添加組件,首先我們先定義一個配置類:

package com.cerr.springboot.config;
import com.cerr.springboot.service.HelloService;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
/**
 * 指明當前類是一個配置類,用來替代之前的Spring配置文件
 */
@Configuration
public class AppConfig {
    //將方法的返回值添加到容器中,容器中這個組件默認的id就是方法名
    @Bean
    public HelloService helloService(){
        System.out.println("給容器中添加組件了");
        return new HelloService();
    }
}

該配置類使用了@Configuration註解,表示其是一個配置類,然後在方法中使用了@Bean註解,該註解的作用是將方法的返回值添加到ioc容器中,並且這個組件的id就是方法名
我們還是使用剛剛的那個測試類來測試ioc容器中是否包含了這個bean:

 
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四、配置文件佔位符

1、隨機數

例如在配置文件中給lastNameage字段加上隨機數:

person.last-name=張三${random.uuid}
person.age=${random.int}

2、佔位符獲取之前配置的值

person.last-name=張三${random.uuid}
person.dog.name=${person.last-name:hello}_dog

person.dog.name的值就是person.last-name的值拼上_dog,然後後面的:hello的意思是,如果我們沒有在配置文件中指定person.last-name的值,那麼那個佔位符的默認值就是hello。


五、Profile

1、多Profile文件

我們在編寫主配置文件的時候,文件名可以是application-{profile}.properties/yml,默認使用application.properties文件的配置。

我們新建了application-dev.properties,application-prod.properties文件,分別指定其port爲8083和80,然後在application.properties文件中:

server.port=8080
spring.profiles.active=dev

第一句表示默認的環境配置(沒指定是哪種環境時)爲端口號是8080,第二句表示指定dev環境,即使用我們配置的application-dev.properties文件。

2、yml支持多文檔塊形式

yml中使用---可以將文件分爲多文檔,在不同的文檔中定義即可:

server:
  port: 8081
  path: /hello
spring:
  profiles:
    active: dev
---
server:
  port: 8083
spring:
  profiles: dev

---
server:
  port: 80
spring:
  profiles: prod

上述代碼中,在文檔2中我們定義了dev環境下的配置,文檔3中定義了prod環境下的配置,然後在文檔1中我們先定義了默認的配置,並且使用瞭如下格式來配置環境:

spring:
  profiles:
    active: dev

因此當前使用的環境是dev環境,所以此時的端口號應該是8083,我們啓動主啓動類:

 

 
13424350-057b940cfa6a2ff0.png
 

 

3、激活指定Profile

(1)、在配置文件中指定spring.profiles.active屬性來激活

  • 對於properties文件,我們可以這樣激活:
spring.profiles.active=dev

(2)、使用命令行來激活

在終端中使用--spring.profiles.active=xxx來激活,比如我們在配置yml配置文件中指定激活dev環境:

server:
  port: 8081
  path: /hello
spring:
  profiles:
    active: dev

但是我們在idea中加上命令行參數--spring.profiles.active=prod表示我們想激活prod環境:

 
13424350-6215b8daf577035b.png
 

 

 
13424350-fd1141e74f35c382.png
 


最後啓動之後發現使用的是prod的環境配置:

 

 

 
13424350-cf874b11cd3e598a.png
 

 

 

或者是將項目打包爲jar包後,在終端中運行該jar包且指定命令行參數也行:

命令行輸入:
java -jar springboot-01-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar --spring.profiles.active=prod
 
13424350-8be5d74984eb9448.png
 

 

 
13424350-5505037aa344d238.png
 

 

3、虛擬機參數

在IDEA中設置虛擬機參數:-Dspring.profiles.active=prod

 
13424350-6c249d36646cf3f8.png
 


然後啓動:

 

 
13424350-ac79640b1d42527f.png
 

 

 


六、配置文件的加載位置

Springboot啓動會掃描以下位置的application.properties或者application.yml文件作爲Springboot的默認配置文件:

  • file:../config/:根目錄下的config文件夾下
  • file:../:根目錄下
  • classpath:/config/:類路徑下的config文件夾下
  • classpath:/:類路徑下

以上是按照優先級從高到低的順序,所有位置的文件都會被加載,高優先級配置內容會覆蓋低優先級配置內容,稱爲互補配置

例如我們在根目錄下新建一個config文件夾,並且新建一個application.properties文件,配置port爲8082:

server.port=8082

在類路徑下的application.properties文件中配置如下:

server.port=8081

#配置項目的訪問路徑
server.servlet.context-path=/boot1

因爲配置文件遵循高優先級配置內容覆蓋低優先級配置內容,所以這類路徑下文件的port配置會被第一個文件覆蓋,而第一個文件都沒配置server.servlet.context-path,所以這個屬性的值還是第二個配置文件的值,我們訪問後:

 
13424350-af7371eac07c0e63.png
 

 

我們可以通過配置spring.config.location來改變默認配置
在項目打包好後,我們可以使用命令行參數的形式,啓動項目的時候來指定配置文件得新位置。

我們在E盤中新建一個application.properties文件,然後設置port爲80:

server.port=80

我們將項目打包後,在IDEA的控制檯中運行該jar包:

 

 
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默認端口爲80,因此localhost會省略80:

 

 

 
13424350-3dbd88c04c336601.png
 

 


七、外部配置加載順序

Springboot可以從以下位置加載配置,優先級從高到低,高優先級的配置覆蓋低優先級的配置:

(1)、命令行參數

語法:--配置項=值,多個參數使用空格分隔

打包後並在命令行輸入:
java -jar springboot-01-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar --server.port=8087
運行jar包並且修改server.port=8087

啓動後訪問8087端口能正常運行,訪問原來的8082端口不能用:

 

 
13424350-bd988c38b39ac9ff.png
 

 

(2)、關於jar包外、jar包內的配置文件以及帶不帶profiles的順序區別

由jar包外向jar包內進行尋找,優先加載帶profiles,再來加載不帶profiles

此時我們項目內配置文件最高優先級的應該是端口爲8082,我們將項目打包,然後新建一個boot文件夾,將打包好的jar包放入文件夾中:

 
13424350-7ed8ee665bf83a70.png
 


然後我們在該文件夾下新建一個application.properties文件(在jar包外),裏面的配置如下:

 

server.port=8089
在命令行中輸入:
java -jar springboot-01-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar

 

 
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此時的端口號爲8089,因此證明了我們定義在jar包外的這個配置文件是最高優先級的,我們訪問:

 

 
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因爲訪問的路徑中有/boot2,因此說明我們jar包內定義的配置文件也有起作用,只是有一部分被jar包外的覆蓋而已。

 

 

(3)、@Configuration註解類上的@PropertySource


八、SpringBoot配置的原理

1、Springboot啓動的時候加載主配置類時開啓自動配置功能

主配置類中有@EnableAutoConfiguration註解,我們下面來研究其作用:

2、@EnableAutoConfiguration作用

利用AutoConfigurationImportSelector給容器中導入一些組件。可以查看selectImports()的內容:

    public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
        if (!this.isEnabled(annotationMetadata)) {
            return NO_IMPORTS;
        } else {
            AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader.loadMetadata(this.beanClassLoader);
            AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = this.getAutoConfigurationEntry(autoConfigurationMetadata, annotationMetadata);
            return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());
        }
    }

    protected AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata, AnnotationMetadata annotationMetadata) {
        if (!this.isEnabled(annotationMetadata)) {
            return EMPTY_ENTRY;
        } else {
            AnnotationAttributes attributes = this.getAttributes(annotationMetadata);
            List<String> configurations = this.getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
            configurations = this.removeDuplicates(configurations);
            Set<String> exclusions = this.getExclusions(annotationMetadata, attributes);
            this.checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
            configurations.removeAll(exclusions);
            configurations = this.filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
            this.fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
            return new AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
        }
    }

selectImports方法中調用了getAutoConfigurationEntry(),其方法中的一句代碼List<String> configurations = this.getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);是獲取候選的配置,我們進入該方法:

    protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
        List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), this.getBeanClassLoader());
        Assert.notEmpty(configurations, "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories. If you are using a custom packaging, make sure that file is correct.");
        return configurations;
    }

該方法掃描所有jar包類路徑下META-INF/spring.factories文件,並把掃描到的這些文件的內容包裝成properties對象。從properties中獲取到EnableAutoConfiguration.class類名對應的值,然後把他們添加到容器中。

總結來說其作用就是將類路徑下META-INF/spring.factories裏面配置的所有EnableAutoConfiguration的值加入到容器中
每一個xxxAutoConfiguration類都是容器中的一個組件,都加入到容器中,用他們來做自動配置。

3、每一個自動配置類進行自動配置

4、我們以HttpEncodingAutoConfiguration爲例來解釋自動配置原理

首先這個類上有如下的註解:

@Configuration(
    proxyBeanMethods = false
)
@EnableConfigurationProperties({HttpProperties.class})
@ConditionalOnWebApplication(
    type = Type.SERVLET
)
@ConditionalOnClass({CharacterEncodingFilter.class})
@ConditionalOnProperty(
    prefix = "spring.http.encoding",
    value = {"enabled"},
    matchIfMissing = true
)

我們來逐一分析這些註解:

(1)、@Configuration

表示這是一個配置類。和以前編寫的配置文件一樣,也可以給容器添加組件

(2)、@EnableConfigurationProperties

這個註解表示啓動指定類的ConfigurationProperties功能,我們點進去HttpProperties類,有如下註解:

@ConfigurationProperties(
    prefix = "spring.http"
)
public class HttpProperties{
}

@ConfigurationProperties註解的作用是從配置文件中獲取指定的值和bean的屬性來進行綁定。

因此所有在配置文件中能配置的屬性都是在xxxProperties類中封裝着,如果我們想要知道該配置文件能夠配置什麼功能,我們就可以參考某個功能對應的Properties類

對於這個例子,我們這個註解最後就是讓配置文件中對應的值和HttpProperties綁定起來了,並加入到ioc容器中,爲後面我們要向容器中添加組件服務。

(3)、@ConditionalOnWebApplication

在Spring底層中有一個@Conditional註解,判斷如果滿足指定的條件,整個配置類裏面的配置會生效。
因此這個@ConditionalOnWebApplication就是判斷當前應用是否是web應用,如果是,則當前配置類生效。

(4)、@ConditionalOnClass

判斷當前項目有沒有這個類。
@ConditionalOnClass({CharacterEncodingFilter.class})表示判斷當前項目中有沒有CharacterEncodingFilter這個類,這個類是SpringMVC中進行亂碼解決的過濾器。

(5)、@ConditionalOnProperty

判斷配置文件中是否存在某個配置,在這個例子中:

@ConditionalOnProperty(
    prefix = "spring.http.encoding",
    value = {"enabled"},
    matchIfMissing = true
)

表示判斷配置文件夾是否有spring.http.encoding.enabled這個配置,而matchIfMissing = true表示如果不存在這個配置,這個配置也是默認生效的。

(6)、總結

因此AutoConfiguration配置類的作用就是不斷的判斷,最終決定這個配置類是否生效,如果生效的話,則給容器添加各種組件,這些組件的屬性是從對應的properties類中獲取的,這些類裏面的每一個屬性又是和配置文件綁定的

HttpEncodingAutoConfiguration類中的一部分源碼如下:

public class HttpEncodingAutoConfiguration {
    //通過@EnableConfigurationProperties註解,和SpringBoot的配置文件進行了映射
    private final Encoding properties;
    //只有一個有參構造器的情況下,參數的值就會從容器中拿
    public HttpEncodingAutoConfiguration(HttpProperties properties) {
        this.properties = properties.getEncoding();
    }
    
    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean
    public CharacterEncodingFilter characterEncodingFilter() {
        CharacterEncodingFilter filter = new OrderedCharacterEncodingFilter();
        filter.setEncoding(this.properties.getCharset().name());
        filter.setForceRequestEncoding(this.properties.shouldForce(org.springframework.boot.autoconfigure.http.HttpProperties.Encoding.Type.REQUEST));
        filter.setForceResponseEncoding(this.properties.shouldForce(org.springframework.boot.autoconfigure.http.HttpProperties.Encoding.Type.RESPONSE));
        return filter;
    }
}

5、結論

  • SpringBoot啓動會加載大量的自動配置類。
  • 我們看我們需要的功能有沒有SpringBoot默認寫好的自動配置類
  • 我們再來看這個自動配置類中配置了哪些組件(如果我們要用的組件有,那我們就不需要再來配置)
  • 給容器中自動配置類添加屬性的時候,會從properties類中獲取某些屬性,我們就可以在配置文件中指定這些屬性的值
  • 本質上SpringBoot的各種Properties類就封裝了配置文件中的相關屬性,然後各種AutoConfiguration自動配置類就會給容器添加各種組件。

九、@Conditional及其自動配置報告

@Conditional作用:必須是@Conditional指定的條件成立,纔給容器中添加組件,配置配裏面的所有內容才生效;

@Conditional擴展註解 作用(判斷是否滿足當前指定條件)
@ConditionalOnJava 系統的java版本是否符合要求
@ConditionalOnBean 容器中存在指定Bean;
@ConditionalOnMissingBean 容器中不存在指定Bean;
@ConditionalOnExpression 滿足SpEL表達式指定
@ConditionalOnClass 系統中有指定的類
@ConditionalOnMissingClass 系統中沒有指定的類
@ConditionalOnSingleCandidate 容器中只有一個指定的Bean,或者這個Bean是首選Bean
@ConditionalOnProperty 系統中指定的屬性是否有指定的值
@ConditionalOnResource 類路徑下是否存在指定資源文件
@ConditionalOnWebApplication 當前是web環境
@ConditionalOnNotWebApplication 當前不是web環境
@ConditionalOnJndi JNDI存在指定項

自動配置類必須在一定的條件下才能生效;
我們可以通過設置debug=true屬性,來讓控制檯打印自動配置報告,我們通過配置報告就知道哪些自動配置生效。

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