【深入浅出Spring原理及实战】「源码原理实战」从底层角度去分析研究PropertySourcesPlaceholderConfigurer的原理及实战注入机制

时间：2022-12-19 11:24:21

Spring提供配置解析功能

主要有一下xml文件占位符解析和Java的属性@Value的占位符解析配置这两种场景进行分析和实现解析，如下面两种案例。

xml文件的占位符解析配置

<bean  class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource"  init-method="init" destroy-method="close">
    <property name="url" value="${jdbc.url}"/>
    <property name="username" value="${jdbc.username}"/>
    <property name="password" value="${jdbc.password}"/>
</bean>

Java的属性@Value的占位符解析配置

@Value 注解值进行属性占位符解析和替换

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

PropertyPlaceholderConfigurer和PropertySourcesPlaceholderConfigurer

通过配置xml来实现对Classpath下的配置文件的占位符的属性进行注入，或者实现Java的属性@Value的占位符解析配置。

  • 在Spring3.1版本之前是通过PropertyPlaceholderConfigurer实现的。
  • 在Spring3.1之后则是通过PropertySourcesPlaceholderConfigurer实现的。

注意：在Spring Context 3.1或者更高版本中，缺省使用PropertySourcesPlaceholderConfigurer工具替换了PlaceholderConfigurerSupport，而<=3.0较老的Spring Context中，为了保持和之前的版本兼容，缺省还是使用PropertyPlaceholderConfigurer。

PropertyPlaceholderConfigurer和PropertySourcesPlaceholderConfigurer的实现分析
  • PropertyPlaceholderConfigurer本质是基于PlaceholderConfigurerSupport实现读取配置的。
  • PropertySourcesPlaceholderConfigurer是PlaceholderConfigurerSupport的特殊化实现。

下图介绍对应的配置解析的继承关系图谱。

【深入浅出Spring原理及实战】「源码原理实战」从底层角度去分析研究PropertySourcesPlaceholderConfigurer的原理及实战注入机制

PropertyPlaceholderConfigurer和PropertySourcesPlaceholderConfigurer的执行目标

PropertyPlaceholderConfigurer和PropertyPlaceholderConfigurer在使用上并无本质的区别，两者的根本目标是将配置文件生成KV对，真正的注入工作并不由它们本身执行。

PropertySourcesPlaceholderConfigurer它用于解析bean定义中的属性值，以及注解@Value的值，使用的属性来源是当前的Spring Environment对象，以及设置给自己的PropertySources对象。

Spring Boot 自动配置类 PropertyPlaceholderAutoConfiguration
@Configuration
@AutoConfigureOrder(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
public class PropertyPlaceholderAutoConfiguration {
  @Bean
  @ConditionalOnMissingBean(search = SearchStrategy.CURRENT)
  public static PropertySourcesPlaceholderConfigurer propertySourcesPlaceholderConfigurer() {
    return new PropertySourcesPlaceholderConfigurer();
  }
}

PropertyPlaceholderAutoConfiguration定义一个PropertySourcesPlaceholderConfigurer bean，该bean作为一个BeanFactoryPostProcessor，会在容器启动时容器后置处理阶段执行自己的任务。BeanFactoryPostProcessor的优先级又优于其余的Bean。因此可以实现在bean初始化之前的注入。

postProcessBeanFactory方法的执行

如果外部指定了this.propertySources, 则直接使用它，否则从当前Spring的Environment 对象和自身的 #mergeProperties 方法调用返回的 Properties 对象构建属性源对象 this.propertySources

@Override
  public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
    if (this.propertySources == null) {
      this.propertySources = new MutablePropertySources();
      if (this.environment != null) {
        this.propertySources.addLast(
          new PropertySource<Environment>(ENVIRONMENT_PROPERTIES_PROPERTY_SOURCE_NAME, 
            this.environment) {
            @Override
            @Nullable
            public String getProperty(String key) {
              return this.source.getProperty(key);
            }
          }
        );
      }
      try {
        PropertySource<?> localPropertySource =
            new PropertiesPropertySource(LOCAL_PROPERTIES_PROPERTY_SOURCE_NAME, mergeProperties());
        if (this.localOverride) {
          this.propertySources.addFirst(localPropertySource);
        }
        else {
          this.propertySources.addLast(localPropertySource);
        }
      }
      catch (IOException ex) {
        throw new BeanInitializationException("Could not load properties", ex);
      }
    }
    processProperties(beanFactory, new PropertySourcesPropertyResolver(this.propertySources));
    this.appliedPropertySources = this.propertySources;
  }

构造一个基于特定属性源 this.propertySources 对属性值进行解析的属性值解析器PropertySourcesPropertyResolver, 对容器中所有的 bean 定义中的属性值，构造函数参数值。

/**
   * Visit each bean definition in the given bean factory and attempt to replace ${...} property
   * placeholders with values from the given properties.
   */
  protected void processProperties(ConfigurableListableBeanFactory beanFactoryToProcess,
      final ConfigurablePropertyResolver propertyResolver) throws BeansException {
       // 设置属性值解析器所使用的占位符格式参数，缺省为:
       // 占位符前缀 ${
    propertyResolver.setPlaceholderPrefix(this.placeholderPrefix);
       // 占位符后缀 }
    propertyResolver.setPlaceholderSuffix(this.placeholderSuffix);
       // 缺省值分隔符 :
    propertyResolver.setValueSeparator(this.valueSeparator);
       // 结合属性 this. ignoreUnresolvablePlaceholders对propertyResolver 作进一步封装，
       // 封装出来一个 StringValueResolver valueResolver,这是最终要应用的属性值解析器
    StringValueResolver valueResolver = strVal -> {
      String resolved = (this.ignoreUnresolvablePlaceholders ?
          propertyResolver.resolvePlaceholders(strVal) :
          propertyResolver.resolveRequiredPlaceholders(strVal));
      if (this.trimValues) {
        resolved = resolved.trim();
      }
      return (resolved.equals(this.nullValue) ? null : resolved);
    };
       // 调用基类PlaceholderConfigurerSupport实现的对容器中所有 bean定义进行遍历处理属性值中占位符解析的逻辑
    doProcessProperties(beanFactoryToProcess, valueResolver);
  }

doProcessProperties的方法目的是为了添加解析器StringValueResolver

protected void doProcessProperties(ConfigurableListableBeanFactory beanFactoryToProcess,
            StringValueResolver valueResolver) {
        // ignore
        ....

        // New in Spring 2.5: resolve placeholders in alias target names and aliases as well.
        beanFactoryToProcess.resolveAliases(valueResolver);

        // New in Spring 3.0: resolve placeholders in embedded values such as annotation attributes.
        beanFactoryToProcess.addEmbeddedValueResolver(valueResolver);
    }

这里的ddEmbeddedValueResolver(StringValueResolver) 是为一个 LinkedList添加值。在取用的时候是优先从链表头开始取用的。 一旦发现无法找到值，直接就抛异常了。这个就对外体现出 PropertySourcesPlaceholderConfigurer 的唯一性。

然而Spring内部还是有多个PropertySourcesPlaceholderConfigurer， 只不过除了排列在队首的 PropertySourcesPlaceholderConfigurer之外全都被忽略掉了。

PropertySourcesPlaceholderConfigurer属性注入的原理

AbstractApplicationContext#obtainFreshBeanFactory

Spring框架进行植入元素注入时机

针对于元素的注入依赖于
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#postProcessPropertyValues1。

AbstractApplicationContext#finishBeanFactoryInitialization方法

在Spring初始化流程中，执行AbstractApplicationContext#finishBeanFactoryInitialization方法。 该方法里面发生的主要流程为Spring业务Bean初始化。 实际流程跟Spring Bean的初始化没有任务区别。

InstantiationAwareBeanPostProcessor
  • 通过对接口 InstantiationAwareBeanPostProcessor 实现类的方法进行执行。 仅此而已。
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor
  • InjectionMetadataInjectionMetadataInjectedElementInjectedElement这个类是 InstantiationAwareBeanPostProcessor的一个实现类。
@Value和@Autowired注解实际执行
  1. 用于@Value和@Autowired注解实际执行方法postProcessPropertyValues调度实际调度InjectedElement子类被注入值的获取来自于DefaultListableBeanFactory将对应@Value(“${configValue}”)里面的值替换的来源值，是PropertySourcesPlaceholderConfigurer生成的StringValueResolver。
  2. Spring原生的Bean是单例的它直接被储存在了AbstractBeanFactory执行Field.set(Object, Object)或者Method.invoke(Object, Object[])。

所以，可以看出 PropertySourcesPlaceholderConfigurer 或者 PropertyPlaceholderConfigurer仅仅是做了一个配置文件的解析工作，真正的注入并不由它们完成，而是托付给了Spring 的Bean初始化流程。这两个类实现了BeanFactoryPostProcessor 接口，这个接口的优先级高于后续的Spring Bean。

通过解析了的PropertySourcesPlaceholderConfigurer查询得到元素值。 没有则抛出异常，如下源码:

DefaultListableBeanFactory#doResolveDependency

@Value 注解值进行属性占位符解析和替换

// 获取注解的 value() 值。被写死为 Class<? extends Annotation> valueAnnotationType = Value.class;
// 见类 QualifierAnnotationAutowireCandidateResolver
Object value = getAutowireCandidateResolver().getSuggestedValue(descriptor);
if (value != null) {
    if (value instanceof String) {
        // 通过PropertySourcesPlaceholderConfigurer写入的键值对元素获取元素的值.
        // 方法内注册了多个StringValueResolver，循环查找值。提供者为PropertySourcesPlaceholderConfigurer,因此配置多个解析器的时候是以最后的配置为准的。
        String strVal = resolveEmbeddedValue((String) value);
        BeanDefinition bd = (beanName != null && containsBean(beanName) ? getMergedBeanDefinition(beanName) : null);
        value = evaluateBeanDefinitionString(strVal, bd);
    }
    TypeConverter converter = (typeConverter != null ? typeConverter : getTypeConverter());
    return (descriptor.getField() != null ?
            converter.convertIfNecessary(value, type, descriptor.getField()) :
            converter.convertIfNecessary(value, type, descriptor.getMethodParameter()));
}

读取配置的方式介绍

xml文件读取配置信息案例

通过PropertyPlaceholderConfigurer进行配置Bean方式

单个配置文件。
<bean class="org.springframework.beans.factory.config.PropertyPlaceholderConfigurer">
   <property name="location">
     <value>conf/sqlmap/jdbc.properties</value>
   </property>
    <property name="fileEncoding">
      <value>UTF-8</value>
    </property>
</bean>
多个配置文件

注意这两种value值的写法

<bean class="org.springframework.beans.factory.config.PropertyPlaceholderConfigurer">  
    <property name="locations">
        <list>
            <value>/WEB-INF/mail.properties</value>  
            <value>classpath: conf/sqlmap/jdbc.properties</value>
     </list>
    </property>
</bean>
Spring标签方式
<context:property-placeholder location="classpath*:/WEB-INF/mail.properties" />

这总方式的原理就是构造一个PropertySourcesPlaceholderConfigurer, (3.1之前是PropertyPlaceholderConfigurer)

  • ContextNamespaceHandler#init
  • PropertyPlaceholderBeanDefinitionParser#doParse
注入配置触发点

Spring初始化Context的时候读取XML配置， 这个流程优先于Spring普通Bean初始化。配合扫包(<context:component-scan />)得到的Bean进而实现对XML里面配置的Bean的载入。

  • PropertySourcesPlaceholderConfigurer本质上是一个BeanFactoryPostProcessor。解析XML的流程在BeanFactoryPostProcessor之前， 优先将配置文件的路径以及名字通过Setter传入PropertySourcesPlaceholderConfigurer。

总结Spring Value注入流程

构建PropertySourcesPlaceholderConfigurerBean或者PropertyPlaceholderConfigurerBean的组件
  1. 配置Spring @Value("val2Inject") 方式获取配置文件的属性，需要依赖于在Spring XML里面配置<context:property-placeholder /> 或者PropertySourcesPlaceholderConfigurerBean来添加配置文件的名称。
  2. 读取到context:property-placeholder标签或者PropertySourcesPlaceholderConfigurer
    解析并实例化一个PropertySourcesPlaceholderConfigurer。同时向其中注入配置文件路径、名称PropertySourcesPlaceholderConfigurer自身生成多个StringValueResolver备用，Bean准备完毕。
  3. Spring在初始化非BeanFactoryPostProcessor的Bean的时候，AutowiredAnnotationBeanPostProcessor负责找到Bean内有@Value注解的Field或者Method
  • 通过PropertySourcesPlaceholderConfigurer寻找合适的StringValueResolver并解析得到val值。注入给@Value的Field或Method。
  1. AutowiredAnnotationBeanPostProcessor负责@Autowired和@Value两个注解的解析。

@PropertySource注解配置读取单个或多个配置文件

单个配置文件：
@PropertySource(value = "classpath:config/application-config.properties")
多个配置文件：
@PropertySource(value = {"classpath:config/application-config1.properties","classpath:config/application-config2.properties"})

@PropertySource注解使用有两种方式

  1. @PropertySource + Environment，通过@PropertySource注解将properties配置文件中的值存储到Spring的Environment中，Environment接口提供方法去读取配置文件中的值，参数是properties文件中定义的key值。
  2. @PropertySource(PropertySourcesPlaceholderConfigurer) +@Value
@PropertySource + Environment
@Configuration
@ComponentScan(basePackages = "com.libo.config")
@PropertySource(value = "classpath:config/application-config.properties")
public class TestPropertieEnvironment { 

    @Autowired
    Environment environment;
    public String properties(){
        String key = this.environment.getProperty("config.key");
        System.out.println(key);
        return null;
    }
}
配置文件config.properties：
config.key=1
config.value=2
测试类操作
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(TestPropertieEnvironment.class);
        ServiceConfiguration hc2 = (TestPropertieEnvironment) context.getBean("testPropertieEnvironment");
        hc2.properties();
    }
}
@PropertySource（PropertySourcesPlaceholderConfigurer）+@Value

PropertySourcesPlaceholderConfigurer是PlaceholderConfigurerSupport的特殊化实现。它用于解析bean定义中的属性值，以及注解@Value的值，使用的属性来源是当前的Spring Environment对象，以及设置给自己的PropertySources对象。

  • 大于3.1更高版本中，缺省使用该工具替换了PlaceholderConfigurerSupport
  • <=3.0较老的Spring中，为了保持和之前的版本兼容，缺省还是使用PropertyPlaceholderConfigurer。
创建PropertySourcesPlaceholderConfigurer
创建PropertiesConfig
@Component
@PropertySource(value = "classpath:config/application-config.properties")
public class PropertiesConfig {
    @Value("${config.value}")
    private String value;
    @Value("${config.key}")
    private String key;

}

测试类忽略！

自定义PropertyPlaceholderConfigurer

@Configuration
@ComponentScan(basePackages = "com.libo.config")
public class PropertiesConfiguration2 { 

    @Bean 
    public static PropertyPlaceholderConfigurer configurer() { 
         PropertyPlaceholderConfigurer ppc = new PropertyPlaceholderConfigurer();
         Resource resources = new ClassPathResource( "config/appplication-config.properties" );
         ppc.setLocation(resources);
         return ppc; 
    } 

    @Bean
    public Configs2 configs2(@Value("${ds.user}") String user, @Value("${key1}") String key1) {
        Configs2 configs = new Configs2();
        configs.setApiKeyId(user);
        configs.setSecretApiKey(key1);
        System.out.println("in ServiceConfiguration" + configs);
        return configs;
    }

}

@Service
public class TestConfigs2 {

    @Autowired
    Configs2 configs2;

    @Autowired
    Configs configs;

    public void testConfigs2() {
        System.out.println("configs:"+configs.getApiKeyId());
        System.out.println("configs2:"+configs2.getApiKeyId());
    }
}
测试类
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ServiceConfiguration2.class);       
        TestConfigs2 hc2 = (TestConfigs2) context.getBean("testConfigs2");
        hc2.testConfigs2();
    }
}

此外需要注意的是：PropertySource是可以支持ignoreResourceNotFound支持无法获取配置文件的i情况。

Spring4版本的PropertySources的注解

在Spring 4版本中，Spring提供了一个新的注解——@PropertySources,从名字就可以猜测到它是为多配置文件而准备的。

@PropertySources({
//@PropertySource("classpath:db.properties"),
@PropertySource(value="classpath:db.properties", ignoreResourceNotFound=true),
@PropertySource("classpath:spring/config.properties")
    public class AppConfig {
    @Value("${key1}")
    private String key1;

    @Value("${key2}")
    private String key2;

    @Override
    public String toString() {
        return "AppConfig [key1=" + key1 + ", key2=" + key2 + "]";
    } 
}
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