12.@Value注解支持配置自动刷新能力扩展

一灰灰blogSpringBoot基础系列配置Value约 2173 字大约 7 分钟

在我们的日常开发中，使用@Value来绑定配置属于非常常见的基础操作，但是这个配置注入是一次性的，简单来说就是配置一旦赋值，则不会再修改； 通常来讲，这个并没有什么问题，基础的SpringBoot项目的配置也基本不存在配置变更，如果有使用过SpringCloudConfig的小伙伴，会知道@Value可以绑定远程配置，并支持动态刷新

接下来本文将通过一个实例来演示下，如何让@Value注解支持配置刷新；本文将涉及到以下知识点

  • BeanPostProcessorAdapter + 自定义注解：获取支持自动刷新的配置类
  • MapPropertySource：实现配置动态变更

I. 项目环境

1. 项目依赖

本项目借助SpringBoot 2.2.1.RELEASE + maven 3.5.3 + IDEA进行开发

开一个web服务用于测试

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

II. 配置动态刷新支持

1. 思路介绍

要支持配合的动态刷新，重点在于下面两点

  • 如何修改Environment中的配置源
  • 配置变更之后，如何通知到相关的类同步更新

2. 修改配置

相信很多小伙伴都不会去修改Environment中的数据源，突然冒出一个让我来修改配置源的数据，还是有点懵的，这里推荐之前分享过一篇博文 SpringBoot基础篇之自定义配置源的使用姿势open in new window

当我们知道如何去自定义配置源之后，再来修改数据源，就会有一点思路了

定义一个配置文件application-dynamic.yml

xhh:
  dynamic:
    name: 一灰灰blog

然后在主配置文件中使用它

spring:
  profiles:
    active: dynamic

使用配置的java config

@Data
@Component
public class RefreshConfigProperties {

    @Value("${xhh.dynamic.name}")
    private String name;

    @Value("${xhh.dynamic.age:18}")
    private Integer age;

    @Value("hello ${xhh.dynamic.other:test}")
    private String other;
}

接下来进入修改配置的正题

@Autowired
ConfigurableEnvironment environment;

// --- 配置修改
String name = "applicationConfig: [classpath:/application-dynamic.yml]";
MapPropertySource propertySource = (MapPropertySource) environment.getPropertySources().get(name);
Map<String, Object> source = propertySource.getSource();
Map<String, Object> map = new HashMap<>(source.size());
map.putAll(source);
map.put(key, value);
environment.getPropertySources().replace(name, new MapPropertySource(name, map));

上面的实现中，有几个疑问点

  • name如何找到的？
    • debug...
  • 配置变更
    • 注意修改配置是新建了一个Map，然后将旧的配置拷贝到新的Map，然后再执行替换；并不能直接进行修改，有兴趣的小伙伴可以实测一下为什么

3. 配置同步

上面虽然是实现了配置的修改，但是对于使用@Value注解修饰的变量，已经被赋值了，如何能感知到配置的变更，并同步刷新呢？

这里就又可以拆分两块

  • 找到需要修改的配置
  • 修改事件同步

3.1 找出需要刷新的配置变量

我们这里额外增加了一个注解，用来修饰需要支持动态刷新的场景

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface RefreshValue {
}

接下来我们就是找出有上面这个注解的类，然后支持这些类中@Value注解绑定的变量动态刷新

关于这个就有很多实现方式了，我们这里选择BeanPostProcessor，bean创建完毕之后，借助反射来获取@Value绑定的变量，并缓存起来

@Component
public class AnoValueRefreshPostProcessor extends InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter implements EnvironmentAware {
    private Map<String, List<FieldPair>> mapper = new HashMap<>();
    private Environment environment;

    @Override
    public boolean postProcessAfterInstantiation(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        processMetaValue(bean);
        return super.postProcessAfterInstantiation(bean, beanName);
    }

    /**
     * 这里主要的目的就是获取支持动态刷新的配置属性，然后缓存起来
     *
     * @param bean
     */
    private void processMetaValue(Object bean) {
        Class clz = bean.getClass();
        if (!clz.isAnnotationPresent(RefreshValue.class)) {
            return;
        }

        try {
            for (Field field : clz.getDeclaredFields()) {
                if (field.isAnnotationPresent(Value.class)) {
                    Value val = field.getAnnotation(Value.class);
                    List<String> keyList = pickPropertyKey(val.value(), 0);
                    for (String key : keyList) {
                        mapper.computeIfAbsent(key, (k) -> new ArrayList<>())
                                .add(new FieldPair(bean, field, val.value()));
                    }
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            System.exit(-1);
        }
    }

    /**
     * 实现一个基础的配置文件参数动态刷新支持
     *
     * @param value
     * @return 提取key列表
     */
    private List<String> pickPropertyKey(String value, int begin) {
        int start = value.indexOf("${", begin) + 2;
        if (start < 2) {
            return new ArrayList<>();
        }

        int middle = value.indexOf(":", start);
        int end = value.indexOf("}", start);

        String key;
        if (middle > 0 && middle < end) {
            // 包含默认值
            key = value.substring(start, middle);
        } else {
            // 不包含默认值
            key = value.substring(start, end);
        }

        List<String> keys = pickPropertyKey(value, end);
        keys.add(key);
        return keys;
    }

    @Override
    public void setEnvironment(Environment environment) {
        this.environment = environment;
    }

    @Data
    @NoArgsConstructor
    @AllArgsConstructor
    public static class FieldPair {
        private static PropertyPlaceholderHelper propertyPlaceholderHelper = new PropertyPlaceholderHelper("${", "}",
                ":", true);

        Object bean;
        Field field;
        String value;

        public void updateValue(Environment environment) {
            boolean access = field.isAccessible();
            if (!access) {
                field.setAccessible(true);
            }

            String updateVal = propertyPlaceholderHelper.replacePlaceholders(value, environment::getProperty);
            try {
                if (field.getType() == String.class) {
                    field.set(bean, updateVal);
                } else {
                    field.set(bean, JSONObject.parseObject(updateVal, field.getType()));
                }
            } catch (IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            field.setAccessible(access);
        }
    }
}

上面的实现虽然有点长，但是核心逻辑就下面节点

  • processMetaValue():
    • 通过反射，捞取带有@Value注解的变量
  • pickPropertyKey()
    • 主要就是解析@Value注解中表达式，挑出变量名，用于缓存
    • 如: @value("hello ${name:xhh} ${now:111}
    • 解析之后，有两个变量，一个 name 一个 now
  • 缓存Map<String, List<FieldPair>>
    • 缓存的key，为变量名
    • 缓存的value，自定义类，主要用于反射修改配置值

3.2 修改事件同步

从命名也可以看出，我们这里选择事件机制来实现同步，直接借助Spring Event来完成

一个简单的自定义类事件类

public static class ConfigUpdateEvent extends ApplicationEvent {
    String key;

    public ConfigUpdateEvent(Object source, String key) {
        super(source);
        this.key = key;
    }
}

消费也比较简单，直接将下面这段代码，放在上面的AnoValueRefreshPostProcessor， 接收到变更事件，通过key从缓存中找到需要变更的Field，然后依次执行刷新即可

@EventListener
public void updateConfig(ConfigUpdateEvent configUpdateEvent) {
    List<FieldPair> list = mapper.get(configUpdateEvent.key);
    if (!CollectionUtils.isEmpty(list)) {
        list.forEach(f -> f.updateValue(environment));
    }
}

4. 实例演示

最后将前面修改配置的代码块封装一下，提供一个接口，来验证下我们的配置刷新

@RestController
public class DynamicRest {
    @Autowired
    ApplicationContext applicationContext;
    @Autowired
    ConfigurableEnvironment environment;
    @Autowired
    RefreshConfigProperties refreshConfigProperties;

    @GetMapping(path = "dynamic/update")
    public RefreshConfigProperties updateEnvironment(String key, String value) {
        String name = "applicationConfig: [classpath:/application-dynamic.yml]";
        MapPropertySource propertySource = (MapPropertySource) environment.getPropertySources().get(name);
        Map<String, Object> source = propertySource.getSource();
        Map<String, Object> map = new HashMap<>(source.size());
        map.putAll(source);
        map.put(key, value);
        environment.getPropertySources().replace(name, new MapPropertySource(name, map));

        applicationContext.publishEvent(new AnoValueRefreshPostProcessor.ConfigUpdateEvent(this, key));
        return refreshConfigProperties;
    }
}

5.小结

本文主要通过简单的几步，对@Value进行了拓展，支持配置动态刷新，核心知识点下面三块：

  • 使用BeanPostProcess来扫描需要刷新的变量
  • 利用Spring Event事件机制来实现刷新同步感知
  • 至于配置的修改，则主要是MapPropertySource来实现配置的替换修改

请注意，上面的这个实现思路，与Spring Cloud Config是有差异的，很久之前写过一个配置刷新的博文，有兴趣的小伙伴可以看一下 SpringBoot配置信息之配置刷新open in new window

III. 不能错过的源码和相关知识点

0. 项目

配置系列博文

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