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20 | Spring框架框架帮我们做了很多工作也带来了复杂度

你好我是朱晔。今天我们聊聊Spring框架给业务代码带来的复杂度以及与之相关的坑。

在上一讲通过AOP实现统一的监控组件的案例我们看到了IoC和AOP配合使用的威力当对象由Spring容器管理成为Bean之后我们不但可以通过容器管理配置Bean的属性还可以方便地对感兴趣的方法做AOP。

不过前提是对象必须是Bean。你可能会觉得这个结论很明显也很容易理解啊。但就和上一讲提到的Bean默认是单例一样理解起来简单实践的时候却非常容易踩坑。其中原因一方面是理解Spring的体系结构和使用方式有一定曲线另一方面是Spring多年发展堆积起来的内部结构非常复杂这也是更重要的原因。

在我看来Spring框架内部的复杂度主要表现为三点

  • 第一Spring框架借助IoC和AOP的功能实现了修改、拦截Bean的定义和实例的灵活性因此真正执行的代码流程并不是串行的。
  • 第二Spring Boot根据当前依赖情况实现了自动配置虽然省去了手动配置的麻烦但也因此多了一些黑盒、提升了复杂度。
  • 第三Spring Cloud模块多版本也多Spring Boot 1.x和2.x的区别也很大。如果要对Spring Cloud或Spring Boot进行二次开发的话考虑兼容性的成本会很高。

今天我们就通过配置AOP切入Spring Cloud Feign组件失败、Spring Boot程序的文件配置被覆盖这两个案例感受一下Spring的复杂度。我希望这一讲的内容能帮助你面对Spring这个复杂框架出现的问题时可以非常自信地找到解决方案。

Feign AOP切不到的诡异案例

我曾遇到过这么一个案例使用Spring Cloud做微服务调用为方便统一处理Feign想到了用AOP实现即使用within指示器匹配feign.Client接口的实现进行AOP切入。

代码如下,通过@Before注解在执行方法前打印日志并在代码中定义了一个标记了@FeignClient注解的Client类让其成为一个Feign接口

//测试Feign
@FeignClient(name = "client")
public interface Client {
    @GetMapping("/feignaop/server")
    String api();
}

//AOP切入feign.Client的实现
@Aspect
@Slf4j
@Component
public class WrongAspect {
    @Before("within(feign.Client+)")
    public void before(JoinPoint pjp) {
        log.info("within(feign.Client+) pjp {}, args:{}", pjp, pjp.getArgs());
    }
}

//配置扫描Feign
@Configuration
@EnableFeignClients(basePackages = "org.geekbang.time.commonmistakes.spring.demo4.feign")
public class Config {
}

通过Feign调用服务后可以看到日志中有输出的确实现了feign.Client的切入切入的是execute方法

[15:48:32.850] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [o.g.t.c.spring.demo4.WrongAspect        :20  ] - within(feign.Client+) pjp execution(Response feign.Client.execute(Request,Options)), args:[GET http://client/feignaop/server HTTP/1.1

Binary data, feign.Request$Options@5c16561a]

一开始这个项目使用的是客户端的负载均衡也就是让Ribbon来做负载均衡代码没啥问题。后来因为后端服务通过Nginx实现服务端负载均衡所以开发同学把@FeignClient的配置设置了URL属性直接通过一个固定URL调用后端服务

@FeignClient(name = "anotherClient",url = "http://localhost:45678")
public interface ClientWithUrl {
    @GetMapping("/feignaop/server")
    String api();
}

但这样配置后之前的AOP切面竟然失效了也就是within(feign.Client+)无法切入ClientWithUrl的调用了。

为了还原这个场景我写了一段代码定义两个方法分别通过Client和ClientWithUrl这两个Feign进行接口调用

@Autowired
private Client client;

@Autowired
private ClientWithUrl clientWithUrl;

@GetMapping("client")
public String client() {
    return client.api();
}

@GetMapping("clientWithUrl")
public String clientWithUrl() {
    return clientWithUrl.api();
}

可以看到调用Client后AOP有日志输出调用ClientWithUrl后却没有

[15:50:32.850] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [o.g.t.c.spring.demo4.WrongAspect        :20  ] - within(feign.Client+) pjp execution(Response feign.Client.execute(Request,Options)), args:[GET http://client/feignaop/server HTTP/1.1

Binary data, feign.Request$Options@5c16561

这就很费解了。难道为Feign指定了URL其实现就不是feign.Clinet了吗

要明白原因我们需要分析一下FeignClient的创建过程也就是分析FeignClientFactoryBean类的getTarget方法。源码第4行有一个if判断当URL没有内容也就是为空或者不配置时调用loadBalance方法在其内部通过FeignContext从容器获取feign.Client的实例

<T> T getTarget() {
	FeignContext context = this.applicationContext.getBean(FeignContext.class);
	Feign.Builder builder = feign(context);
	if (!StringUtils.hasText(this.url)) {
		...
		return (T) loadBalance(builder, context,
				new HardCodedTarget<>(this.type, this.name, this.url));
	}
	...
	String url = this.url + cleanPath();
	Client client = getOptional(context, Client.class);
	if (client != null) {
		if (client instanceof LoadBalancerFeignClient) {
			// not load balancing because we have a url,
			// but ribbon is on the classpath, so unwrap
			client = ((LoadBalancerFeignClient) client).getDelegate();
		}
		builder.client(client);
	}
	...
}
protected <T> T loadBalance(Feign.Builder builder, FeignContext context,
		HardCodedTarget<T> target) {
	Client client = getOptional(context, Client.class);
	if (client != null) {
		builder.client(client);
		Targeter targeter = get(context, Targeter.class);
		return targeter.target(this, builder, context, target);
	}
...
}
protected <T> T getOptional(FeignContext context, Class<T> type) {
	return context.getInstance(this.contextId, type);
}

调试一下可以看到client是LoadBalanceFeignClient已经是经过代理增强的明显是一个Bean

所以没有指定URL的@FeignClient对应的LoadBalanceFeignClient是可以通过feign.Client切入的。

在我们上面贴出来的源码的16行可以看到当URL不为空的时候client设置为了LoadBalanceFeignClient的delegate属性。其原因注释中有提到因为有了URL就不需要客户端负载均衡了但因为Ribbon在classpath中所以需要从LoadBalanceFeignClient提取出真正的Client。断点调试下可以看到这时client是一个ApacheHttpClient

那么这个ApacheHttpClient是从哪里来的呢这里我教你一个小技巧如果你希望知道一个类是怎样调用栈初始化的可以在构造方法中设置一个断点进行调试。这样你就可以在IDE的栈窗口看到整个方法调用栈然后点击每一个栈帧看到整个过程。

用这种方式我们可以看到是HttpClientFeignLoadBalancedConfiguration类实例化的ApacheHttpClient

进一步查看HttpClientFeignLoadBalancedConfiguration的源码可以发现LoadBalancerFeignClient这个Bean在实例化的时候new出来一个ApacheHttpClient作为delegate放到了LoadBalancerFeignClient中

@Bean
@ConditionalOnMissingBean(Client.class)
public Client feignClient(CachingSpringLoadBalancerFactory cachingFactory,
      SpringClientFactory clientFactory, HttpClient httpClient) {
   ApacheHttpClient delegate = new ApacheHttpClient(httpClient);
   return new LoadBalancerFeignClient(delegate, cachingFactory, clientFactory);
}

public LoadBalancerFeignClient(Client delegate,
      CachingSpringLoadBalancerFactory lbClientFactory,
      SpringClientFactory clientFactory) {
   this.delegate = delegate;
   this.lbClientFactory = lbClientFactory;
   this.clientFactory = clientFactory;
}

显然ApacheHttpClient是new出来的并不是Bean而LoadBalancerFeignClient是一个Bean。

有了这个信息我们再来捋一下为什么within(feign.Client+)无法切入设置过URL的@FeignClient ClientWithUrl

  • 表达式声明的是切入feign.Client的实现类。
  • Spring只能切入由自己管理的Bean。
  • 虽然LoadBalancerFeignClient和ApacheHttpClient都是feign.Client接口的实现但是HttpClientFeignLoadBalancedConfiguration的自动配置只是把前者定义为Bean后者是new出来的、作为了LoadBalancerFeignClient的delegate不是Bean
  • 在定义了FeignClient的URL属性后我们获取的是LoadBalancerFeignClient的delegate它不是Bean。

因此定义了URL的FeignClient采用within(feign.Client+)无法切入。

那,如何解决这个问题呢?有一位同学提出,修改一下切点表达式,通过@FeignClient注解来切

@Before("@within(org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient)")
public void before(JoinPoint pjp){
    log.info("@within(org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient) pjp {}, args:{}", pjp, pjp.getArgs());
}

修改后通过日志看到AOP的确切成功了

[15:53:39.093] [http-nio-45678-exec-3] [INFO ] [o.g.t.c.spring.demo4.Wrong2Aspect       :17  ] - @within(org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient) pjp execution(String org.geekbang.time.commonmistakes.spring.demo4.feign.ClientWithUrl.api()), args:[]

但仔细一看就会发现,这次切入的是ClientWithUrl接口的API方法并不是client.Feign接口的execute方法显然不符合预期

这位同学犯的错误是,没有弄清楚真正希望切的是什么对象。@FeignClient注解标记在Feign Client接口上所以切的是Feign定义的接口也就是每一个实际的API接口。而通过feign.Client接口切的是客户端实现类切到的是通用的、执行所有Feign调用的execute方法。

那么问题来了ApacheHttpClient不是Bean无法切入切Feign接口本身又不符合要求。怎么办呢

经过一番研究发现ApacheHttpClient其实有机会独立成为Bean。查看HttpClientFeignConfiguration的源码可以发现当没有ILoadBalancer类型的时候自动装配会把ApacheHttpClient设置为Bean。

这么做的原因很明确如果我们不希望做客户端负载均衡的话应该不会引用Ribbon组件的依赖自然没有LoadBalancerFeignClient只有ApacheHttpClient

@Configuration
@ConditionalOnClass(ApacheHttpClient.class)
@ConditionalOnMissingClass("com.netflix.loadbalancer.ILoadBalancer")
@ConditionalOnMissingBean(CloseableHttpClient.class)
@ConditionalOnProperty(value = "feign.httpclient.enabled", matchIfMissing = true)
protected static class HttpClientFeignConfiguration {
	@Bean
	@ConditionalOnMissingBean(Client.class)
	public Client feignClient(HttpClient httpClient) {
		return new ApacheHttpClient(httpClient);
	}
}

把pom.xml中的ribbon模块注释之后是不是可以解决问题呢

<dependency>
  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
</dependency>

但,问题并没解决,启动出错误了:

Caused by: java.lang.IllegalArgumentException: Cannot subclass final class feign.httpclient.ApacheHttpClient
	at org.springframework.cglib.proxy.Enhancer.generateClass(Enhancer.java:657)
	at org.springframework.cglib.core.DefaultGeneratorStrategy.generate(DefaultGeneratorStrategy.java:25)

这里又涉及了Spring实现动态代理的两种方式

  • JDK动态代理通过反射实现只支持对实现接口的类进行代理
  • CGLIB动态字节码注入方式通过继承实现代理没有这个限制。

Spring Boot 2.x默认使用CGLIB的方式但通过继承实现代理有个问题是无法继承final的类。因为ApacheHttpClient类就是定义为了final

public final class ApacheHttpClient implements Client {

为解决这个问题我们把配置参数proxy-target-class的值修改为false以切换到使用JDK动态代理的方式

spring.aop.proxy-target-class=false

修改后执行clientWithUrl接口可以看到通过within(feign.Client+)方式可以切入feign.Client子类了。以下日志显示了@within和within的两次切入

[16:29:55.303] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [o.g.t.c.spring.demo4.Wrong2Aspect       :16  ] - @within(org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient) pjp execution(String org.geekbang.time.commonmistakes.spring.demo4.feign.ClientWithUrl.api()), args:[]
[16:29:55.310] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [o.g.t.c.spring.demo4.WrongAspect        :15  ] - within(feign.Client+) pjp execution(Response feign.Client.execute(Request,Options)), args:[GET http://localhost:45678/feignaop/server HTTP/1.1


Binary data, feign.Request$Options@387550b0]

这下我们就明白了Spring Cloud使用了自动装配来根据依赖装配组件组件是否成为Bean决定了AOP是否可以切入在尝试通过AOP切入Spring Bean的时候要注意。

加上上一讲的两个案例我就把IoC和AOP相关的坑点和你说清楚了。除此之外我们在业务开发时还有一个绕不开的点是Spring程序的配置问题。接下来我们就具体看看吧。

Spring程序配置的优先级问题

我们知道通过配置文件application.properties可以实现Spring Boot应用程序的参数配置。但我们可能不知道的是Spring程序配置是有优先级的即当两个不同的配置源包含相同的配置项时其中一个配置项很可能会被覆盖掉。这也是为什么我们会遇到些看似诡异的配置失效问题。

我们来通过一个实际案例,研究下配置源以及配置源的优先级问题。

对于Spring Boot应用程序一般我们会通过设置management.server.port参数来暴露独立的actuator管理端口。这样做更安全也更方便监控系统统一监控程序是否健康。

management.server.port=45679

有一天程序重新发布后监控系统显示程序离线。但排查下来发现程序是正常工作的只是actuator管理端口的端口号被改了不是配置文件中定义的45679了。

后来发现运维同学在服务器上定义了两个环境变量MANAGEMENT_SERVER_IP和MANAGEMENT_SERVER_PORT目的是方便监控Agent把监控数据上报到统一的管理服务上

MANAGEMENT_SERVER_IP=192.168.0.2
MANAGEMENT_SERVER_PORT=12345

问题就是出在这里。MANAGEMENT_SERVER_PORT覆盖了配置文件中的management.server.port修改了应用程序本身的端口。当然监控系统也就无法通过老的管理端口访问到应用的health端口了。如下图所示actuator的端口号变成了12345

到这里坑还没完为了方便用户登录需要在页面上显示默认的管理员用户名于是开发同学在配置文件中定义了一个user.name属性并设置为defaultadminname

user.name=defaultadminname

后来发现,程序读取出来的用户名根本就不是配置文件中定义的。这,又是咋回事?

带着这个问题以及之前环境变量覆盖配置文件配置的问题我们写段代码看看从Spring中到底能读取到几个management.server.port和user.name配置项。

要想查询Spring中所有的配置我们需要以环境Environment接口为入口。接下来我就与你说说Spring通过环境Environment抽象出的Property和Profile

  • 针对Property又抽象出各种PropertySource类代表配置源。一个环境下可能有多个配置源每个配置源中有诸多配置项。在查询配置信息时需要按照配置源优先级进行查询。
  • Profile定义了场景的概念。通常我们会定义类似dev、test、stage和prod等环境作为不同的Profile用于按照场景对Bean进行逻辑归属。同时Profile和配置文件也有关系每个环境都有独立的配置文件但我们只会激活某一个环境来生效特定环境的配置文件。

接下来我们重点看看Property的查询过程。

对于非Web应用Spring对于Environment接口的实现是StandardEnvironment类。我们通过Spring注入StandardEnvironment后循环getPropertySources获得的PropertySource来查询所有的PropertySource中key是user.name或management.server.port的属性值然后遍历getPropertySources方法获得所有配置源并打印出来

@Autowired
private StandardEnvironment env;
@PostConstruct
public void init(){
    Arrays.asList("user.name", "management.server.port").forEach(key -> {
         env.getPropertySources().forEach(propertySource -> {
                    if (propertySource.containsProperty(key)) {
                        log.info("{} -> {} 实际取值:{}", propertySource, propertySource.getProperty(key), env.getProperty(key));
                    }
                });
    });

    System.out.println("配置优先级:");
    env.getPropertySources().stream().forEach(System.out::println);
}

我们研究下输出的日志:

2020-01-15 16:08:34.054  INFO 40123 --- [           main] o.g.t.c.s.d.CommonMistakesApplication    : ConfigurationPropertySourcesPropertySource {name='configurationProperties'} -> zhuye 实际取值zhuye
2020-01-15 16:08:34.054  INFO 40123 --- [           main] o.g.t.c.s.d.CommonMistakesApplication    : PropertiesPropertySource {name='systemProperties'} -> zhuye 实际取值zhuye
2020-01-15 16:08:34.054  INFO 40123 --- [           main] o.g.t.c.s.d.CommonMistakesApplication    : OriginTrackedMapPropertySource {name='applicationConfig: [classpath:/application.properties]'} -> defaultadminname 实际取值zhuye
2020-01-15 16:08:34.054  INFO 40123 --- [           main] o.g.t.c.s.d.CommonMistakesApplication    : ConfigurationPropertySourcesPropertySource {name='configurationProperties'} -> 12345 实际取值12345
2020-01-15 16:08:34.054  INFO 40123 --- [           main] o.g.t.c.s.d.CommonMistakesApplication    : OriginAwareSystemEnvironmentPropertySource {name=''} -> 12345 实际取值12345
2020-01-15 16:08:34.054  INFO 40123 --- [           main] o.g.t.c.s.d.CommonMistakesApplication    : OriginTrackedMapPropertySource {name='applicationConfig: [classpath:/application.properties]'} -> 45679 实际取值12345
配置优先级:
ConfigurationPropertySourcesPropertySource {name='configurationProperties'}
StubPropertySource {name='servletConfigInitParams'}
ServletContextPropertySource {name='servletContextInitParams'}
PropertiesPropertySource {name='systemProperties'}
OriginAwareSystemEnvironmentPropertySource {name='systemEnvironment'}
RandomValuePropertySource {name='random'}
OriginTrackedMapPropertySource {name='applicationConfig: [classpath:/application.properties]'}
MapPropertySource {name='springCloudClientHostInfo'}
MapPropertySource {name='defaultProperties'}

  • 有三处定义了user.name第一个是configurationProperties值是zhuye第二个是systemProperties代表系统配置值是zhuye第三个是applicationConfig也就是我们的配置文件值是配置文件中定义的defaultadminname。
  • 同样地也有三处定义了management.server.port第一个是configurationProperties值是12345第二个是systemEnvironment代表系统环境值是12345第三个是applicationConfig也就是我们的配置文件值是配置文件中定义的45679。
  • 第7到16行的输出显示Spring中有9个配置源值得关注是ConfigurationPropertySourcesPropertySource、PropertiesPropertySource、OriginAwareSystemEnvironmentPropertySource和我们的配置文件。

那么Spring真的是按这个顺序查询配置吗最前面的configurationProperties又是什么为了回答这2个问题我们需要分析下源码。我先说明下下面源码分析的逻辑有些复杂你可以结合着下面的整体流程图来理解

Demo中注入的StandardEnvironment继承的是AbstractEnvironment图中紫色类。AbstractEnvironment的源码如下

public abstract class AbstractEnvironment implements ConfigurableEnvironment {
	private final MutablePropertySources propertySources = new MutablePropertySources();
	private final ConfigurablePropertyResolver propertyResolver =
			new PropertySourcesPropertyResolver(this.propertySources);

	public String getProperty(String key) {
		return this.propertyResolver.getProperty(key);
	}
}

可以看到:

  • MutablePropertySources类型的字段propertySources看起来代表了所有配置源
  • getProperty方法通过PropertySourcesPropertyResolver类进行查询配置
  • 实例化PropertySourcesPropertyResolver的时候传入了当前的MutablePropertySources。

接下来我们继续分析MutablePropertySources和PropertySourcesPropertyResolver。先看看MutablePropertySources的源码图中蓝色类

public class MutablePropertySources implements PropertySources {

	private final List<PropertySource<?>> propertySourceList = new CopyOnWriteArrayList<>();

	public void addFirst(PropertySource<?> propertySource) {
		removeIfPresent(propertySource);
		this.propertySourceList.add(0, propertySource);
	}
	public void addLast(PropertySource<?> propertySource) {
		removeIfPresent(propertySource);
		this.propertySourceList.add(propertySource);
	}
	public void addBefore(String relativePropertySourceName, PropertySource<?> propertySource) {
		...
		int index = assertPresentAndGetIndex(relativePropertySourceName);
		addAtIndex(index, propertySource);
	}
    public void addAfter(String relativePropertySourceName, PropertySource<?> propertySource) {
       ...
       int index = assertPresentAndGetIndex(relativePropertySourceName);
       addAtIndex(index + 1, propertySource);
    }
    private void addAtIndex(int index, PropertySource<?> propertySource) {
       removeIfPresent(propertySource);
       this.propertySourceList.add(index, propertySource);
    }
}

可以发现:

  • propertySourceList字段用来真正保存PropertySource的List且这个List是一个CopyOnWriteArrayList。
  • 类中定义了addFirst、addLast、addBefore、addAfter等方法来精确控制PropertySource加入propertySourceList的顺序。这也说明了顺序的重要性。

继续看下PropertySourcesPropertyResolver图中绿色类的源码找到真正查询配置的方法getProperty。

这里我们重点看一下第9行代码遍历的propertySources是PropertySourcesPropertyResolver构造方法传入的再结合AbstractEnvironment的源码可以发现这个propertySources正是AbstractEnvironment中的MutablePropertySources对象。遍历时如果发现配置源中有对应的Key值则使用这个值。因此MutablePropertySources中配置源的次序尤为重要。

public class PropertySourcesPropertyResolver extends AbstractPropertyResolver {
	private final PropertySources propertySources;
	public PropertySourcesPropertyResolver(@Nullable PropertySources propertySources) {
		this.propertySources = propertySources;
	}
	
	protected <T> T getProperty(String key, Class<T> targetValueType, boolean resolveNestedPlaceholders) {
		if (this.propertySources != null) {
			for (PropertySource<?> propertySource : this.propertySources) {
				if (logger.isTraceEnabled()) {
					logger.trace("Searching for key '" + key + "' in PropertySource '" +
							propertySource.getName() + "'");
				}
				Object value = propertySource.getProperty(key);
				if (value != null) {
					if (resolveNestedPlaceholders && value instanceof String) {
						value = resolveNestedPlaceholders((String) value);
					}
					logKeyFound(key, propertySource, value);
					return convertValueIfNecessary(value, targetValueType);
				}
			}
		}
		...
	}
}

回到之前的问题在查询所有配置源的时候我们注意到处在第一位的是ConfigurationPropertySourcesPropertySource这是什么呢

其实它不是一个实际存在的配置源扮演的是一个代理的角色。但通过调试你会发现我们获取的值竟然是由它提供并且返回的且没有循环遍历后面的PropertySource

继续查看ConfigurationPropertySourcesPropertySource图中红色类的源码可以发现getProperty方法其实是通过findConfigurationProperty方法查询配置的。如第25行代码所示这其实还是在遍历所有的配置源

class ConfigurationPropertySourcesPropertySource extends PropertySource<Iterable<ConfigurationPropertySource>>
		implements OriginLookup<String> {

	ConfigurationPropertySourcesPropertySource(String name, Iterable<ConfigurationPropertySource> source) {
		super(name, source);
	}

	@Override
	public Object getProperty(String name) {
		ConfigurationProperty configurationProperty = findConfigurationProperty(name);
		return (configurationProperty != null) ? configurationProperty.getValue() : null;
	}
	private ConfigurationProperty findConfigurationProperty(String name) {
		try {
			return findConfigurationProperty(ConfigurationPropertyName.of(name, true));
		}
		catch (Exception ex) {
			return null;
		}
	}
	private ConfigurationProperty findConfigurationProperty(ConfigurationPropertyName name) {
		if (name == null) {
			return null;
		}
		for (ConfigurationPropertySource configurationPropertySource : getSource()) {
			ConfigurationProperty configurationProperty = configurationPropertySource.getConfigurationProperty(name);
			if (configurationProperty != null) {
				return configurationProperty;
			}
		}
		return null;
	}
}

调试可以发现这个循环遍历getSource()的结果的配置源其实是SpringConfigurationPropertySources图中黄色类其中包含的配置源列表就是之前看到的9个配置源而第一个就是ConfigurationPropertySourcesPropertySource。看到这里我们的第一感觉是会不会产生死循环它在遍历的时候怎么排除自己呢

同时观察configurationProperty可以看到这个ConfigurationProperty其实类似代理的角色实际配置是从系统属性中获得的

继续查看SpringConfigurationPropertySources可以发现它返回的迭代器是内部类SourcesIterator在fetchNext方法获取下一个项时通过isIgnored方法排除了ConfigurationPropertySourcesPropertySource源码第38行

class SpringConfigurationPropertySources implements Iterable<ConfigurationPropertySource> {

	private final Iterable<PropertySource<?>> sources;
	private final Map<PropertySource<?>, ConfigurationPropertySource> cache = new ConcurrentReferenceHashMap<>(16,
			ReferenceType.SOFT);

	SpringConfigurationPropertySources(Iterable<PropertySource<?>> sources) {
		Assert.notNull(sources, "Sources must not be null");
		this.sources = sources;
	}

	@Override
	public Iterator<ConfigurationPropertySource> iterator() {
		return new SourcesIterator(this.sources.iterator(), this::adapt);
	}

	private static class SourcesIterator implements Iterator<ConfigurationPropertySource> {

		@Override
		public boolean hasNext() {
			return fetchNext() != null;
		}

		private ConfigurationPropertySource fetchNext() {
			if (this.next == null) {
				if (this.iterators.isEmpty()) {
					return null;
				}
				if (!this.iterators.peek().hasNext()) {
					this.iterators.pop();
					return fetchNext();
				}
				PropertySource<?> candidate = this.iterators.peek().next();
				if (candidate.getSource() instanceof ConfigurableEnvironment) {
					push((ConfigurableEnvironment) candidate.getSource());
					return fetchNext();
				}
				if (isIgnored(candidate)) {
					return fetchNext();
				}
				this.next = this.adapter.apply(candidate);
			}
			return this.next;
		}


		private void push(ConfigurableEnvironment environment) {
			this.iterators.push(environment.getPropertySources().iterator());
		}


		private boolean isIgnored(PropertySource<?> candidate) {
			return (candidate instanceof StubPropertySource
					|| candidate instanceof ConfigurationPropertySourcesPropertySource);
		}
	}
}

我们已经了解了ConfigurationPropertySourcesPropertySource是所有配置源中的第一个实现了对PropertySourcesPropertyResolver中遍历逻辑的“劫持”并且知道了其遍历逻辑。最后一个问题是它如何让自己成为第一个配置源呢

再次运用之前我们学到的那个小技巧来查看实例化ConfigurationPropertySourcesPropertySource的地方

可以看到ConfigurationPropertySourcesPropertySource类是由ConfigurationPropertySources的attach方法实例化的。查阅源码可以发现这个方法的确从环境中获得了原始的MutablePropertySources把自己加入成为一个元素

public final class ConfigurationPropertySources {
	public static void attach(Environment environment) {
		MutablePropertySources sources = ((ConfigurableEnvironment) environment).getPropertySources();
		PropertySource<?> attached = sources.get(ATTACHED_PROPERTY_SOURCE_NAME);
		if (attached == null) {
			sources.addFirst(new ConfigurationPropertySourcesPropertySource(ATTACHED_PROPERTY_SOURCE_NAME,
					new SpringConfigurationPropertySources(sources)));
		}
	}
}

而这个attach方法是Spring应用程序启动时准备环境的时候调用的。在SpringApplication的run方法中调用了prepareEnvironment方法然后又调用了ConfigurationPropertySources.attach方法

public class SpringApplication {

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
		...
		try {
			ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);
			ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);
			...
	}
	private ConfigurableEnvironment prepareEnvironment(SpringApplicationRunListeners listeners,
			ApplicationArguments applicationArguments) {
		...
		ConfigurationPropertySources.attach(environment);
		...
    }
}

看到这里你是否彻底理清楚Spring劫持PropertySourcesPropertyResolver的实现方式以及配置源有优先级的原因了呢如果你想知道Spring各种预定义的配置源的优先级可以参考官方文档

重点回顾

今天我用两个业务开发中的实际案例带你进一步学习了Spring的AOP和配置优先级这两大知识点。现在你应该也感受到Spring实现的复杂度了。

对于AOP切Feign的案例我们在实现功能时走了一些弯路。Spring Cloud会使用Spring Boot的特性根据当前引入包的情况做各种自动装配。如果我们要扩展Spring的组件那么只有清晰了解Spring自动装配的运作方式才能鉴别运行时对象在Spring容器中的情况不能想当然认为代码中能看到的所有Spring的类都是Bean。

对于配置优先级的案例分析配置源优先级时如果我们以为看到PropertySourcesPropertyResolver就看到了真相后续进行扩展开发时就可能会踩坑。我们一定要注意分析Spring源码时你看到的表象不一定是实际运行时的情况还需要借助日志或调试工具来理清整个过程。如果没有调试工具,你可以借助第11讲用到的Arthas来分析代码调用路径。

今天用到的代码我都放在了GitHub上你可以点击这个链接查看。

思考与讨论

  1. 除了我们这两讲用到execution、within、@within、@annotation四个指示器外Spring AOP还支持this、target、args、@target、@args。你能说说后面五种指示器的作用吗
  2. Spring的Environment中的PropertySources属性可以包含多个PropertySource越往前优先级越高。那我们能否利用这个特点实现配置文件中属性值的自动赋值呢比如我们可以定义%%MYSQL.URL%%、%%MYSQL.USERNAME%%和%%MYSQL.PASSWORD%%分别代表数据库连接字符串、用户名和密码。在配置数据源时我们只要设置其值为占位符框架就可以自动根据当前应用程序名application.name统一把占位符替换为真实的数据库信息。这样生产的数据库信息就不需要放在配置文件中了会更安全。

关于Spring Core、Spring Boot和Spring Cloud你还遇到过其他坑吗我是朱晔欢迎在评论区与我留言分享你的想法也欢迎你把今天的内容分享给你的朋友或同事一起交流。