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东莞北大青鸟教你Spring Cloud Config 规范
时间:2018-12-23 18:51:42   来源:
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[导读] Spring Cloud Config项目是一个解决分布式系统的配置管理方案。首先Spring Cloud 是基于 Spring 来扩展的,Spring 本身就提供当创建一个Bean时可从Environment 中将一些属性值通过@Value的形式注入到业务代码中的能力。
导读:Spring Cloud Config项目是一个解决分布式系统的配置管理方案。首先Spring Cloud 是基于 Spring 来扩展的,Spring 本身就提供当创建一个Bean时可从Environment 中将一些属性值通过@Value的形式注入到业务代码中的能力。那Spring Cloud Config 要解决的问题就是:
 
 
    如何将配置加载到 Environment 。
    配置变更时,如何控制 Bean 是否需要 create,重新触发一次 Bean 的初始化,才能将 @Value 注解指定的字段从 Environment 中重新注入。
    配置变更时,如何控制新的配置会更新到 Environment 中,才能保证配置变更时可注入最新的值。
 
 
要解决以上三个问题:Spring Cloud Config 规范中刚好定义了核心的三个接口:
 
 
    PropertySourceLocator:抽象出这个接口,就是让用户可定制化的将一些配置加载到 Environment。这部分的配置获取遵循了 Spring Cloud Config 的理念,即希望能从外部储存介质中来 loacte。
    RefreshScope: Spring Cloud 定义这个注解,是扩展了 Spring 原有的 Scope 类型。用来标识当前这个 Bean 是一个refresh 类型的 Scope。其主要作用就是可以控制 Bean 的整个生命周期。
    ContextRefresher:抽象出这个 Class,是让用户自己按需来刷新上下文(比如当有配置刷新时,希望可以刷新上下文,将最新的配置更新到 Environment,重新创建 Bean 时,就可以从 Environment 中注入最新的配置)。
 
 
Spring Cloud Config 原理
 
 
Spring Cloud Config 的启动过程
 
 
1、如何将配置加载到Environment:
PropertySourceLocator
 
 
在整个 Spring Boot 启动的生命周期过程中,有一个阶段是 prepare environment。在这个阶段,会publish 一个 ApplicationEnvironmentPreparedEvent,通知所有对这个事件感兴趣的 Listener,提供对 Environment 做更多的定制化的操作。Spring Cloud 定义了一个BootstrapApplicationListener,在 BootstrapApplicationListener 的处理过程中有一步非常关键的操作如下所示:
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这是 Spring 的工厂加载机制,可通过在 META-INF/spring.factories 文件中配置一些程序中预定义的一些扩展点。比如 Spring Cloud 这里的实现,可以看到 BootstrapConfiguration 不是一个具体的接口,而是一个注解。通过这种方式配置的扩展点好处是不局限于某一种接口的实现,而是同一类别的实现。可以查看 spring-cloud-context 包中的 spring.factories 文件关于BootstrapConfiguration的配置,有一个比较核心入口的配置就是:
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可以发现
 
PropertySourceBootstrapConfiguration 实现了 ApplicationContextInitializer 接口,其目的就是在应用程序上下文初始化的时候做一些额外的操作。在 Bootstrap 阶段,会通过 Spring Ioc 的整个生命周期来初始化所有通过key为_org.springframework.cloud.bootstrap.BootstrapConfiguration_ 在 spring.factories 中配置的 Bean。Spring Cloud Alibaba Nacos Config 的实现就是通过该key来自定义一些在Bootstrap 阶段需要初始化的一些Bean。在该模块的 spring.factories 配置文件中可以看到如下配置:
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在 Bootstrap 阶段初始化的过程中,会获取所有 ApplicationContextInitializer 类型的 Bean,并设置回SpringApplication主流程当中。如下 BootstrapApplicationListener 类中的部分代码所示:
 
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这样一来,就可以通过在 SpringApplication 的主流程中来回调这些ApplicationContextInitializer 的实例,做一些初始化的操作。如下 SpringApplication 类中的部分代码所示:
 
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在 applyInitializers 方法中,会触发 PropertySourceBootstrapConfiguration 中的 initialize 方法。如下所示:
 
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在这个方法中会回调所有实现 PropertySourceLocator 接口实例的locate方法,
locate 方法返回一个 PropertySource 的实例,统一add到CompositePropertySource实例中。如果 composite 中有新加的PropertySource,最后将composite中的PropertySource添加到当前应用上下文的propertySources中。
Spring Cloud Alibaba Nacos Config 在 Bootstrap 阶段通过Java配置的方式初始化了一个 NacosPropertySourceLocator 类型的Bean。从而在 locate 方法中将存放在Nacos中的配置信息读取出来,将读取结果存放到 PropertySource 的实例中返回。具体如何从Nacos中读取配置信息可参考 NacosPropertySourceLocator 类的实现。
 
 
Spring Cloud Config 正是提供了PropertySourceLocator接口,来提供应用外部化配置可动态加载的能力。Spring Ioc 容器在初始化 Bean 的时候,如果发现 Bean 的字段上含有 @Value 的注解,就会从 Enviroment 中的PropertySources 来获取其值,完成属性的注入。
 
 
Spring Cloud Config 外部化配置可动态刷新
 
 
感知到外部化配置的变更这部分代码的操作是需要用户来完成的。Spring Cloud Config 只提供了具备外部化配置可动态刷新的能力,并不具备自动感知外部化配置发生变更的能力。比如如果你的配置是基于Mysql来实现的,那么在代码里面肯定要有能力感知到配置发生变化了,然后再显示的调用 ContextRefresher 的 refresh方法,从而完成外部化配置的动态刷新(只会刷新使用RefreshScope注解的Bean)。
 
 
例如在 Spring Cloud Alibaba Nacos Config 的实现过程中,Nacos 提供了对dataid 变更的Listener 回调。在对每个dataid 注册好了相应的Listener之后,如果Nacos内部通过长轮询的方式感知到数据的变更,就会回调相应的Listener,在 Listener 的实现过程中,就是通过调用 ContextRefresher 的 refresh方法完成配置的动态刷新。具体可参考 NacosContextRefresher 类的实现。
 
 
Sring Cloud Config的动态配置刷新原理图如下所示:
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ContextRefresher的refresh的方法主要做了两件事:
 
    触发PropertySourceLocator的locator方法,需要加载最新的值,并替换 Environment 中旧值
    Bean中的引用配置值需要重新注入一遍。重新注入的流程是在Bean初始化时做的操作,那也就是需要将refresh   scope中的Bean 缓存失效,当再次从refresh scope中获取这个Bean时,发现取不到,就会重新触发一次Bean的初始化过程。
 
 
这两个操作所对应的代码如下所示:
 
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addConfigFilesToEnvironment 方法中发生替换的代码如下所示:
 
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this.scope.refreshAll() 清空缓存的操作代码如下所示:
 
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为了验证每次配置刷新时,Bean 是新创建的,特意写了一个Demo 验证了下,如下所示:
 
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Spring Cloud Config 扩展Scope的核心类:RefreshScope
 
 
可以看到上面的代码中有 this.scope.refreshAll(),其中的scope就是RefreshScope。是用来存放scope类型为refresh类型的Bean(即使用RefreshScope注解标识的Bean),也就是说当一个Bean既不是singleton也不是prototype时,就会从自定义的Scope中去获取(Spring 允许自定义Scope),然后调用Scope的get方法来获取一个实例,Spring Cloud 正是扩展了Scope,从而控制了整个 Bean 的生命周期。当配置需要动态刷新的时候, 调用this.scope.refreshAll()这个方法,就会将整个RefreshScope的缓存清空,完成配置可动态刷新的可能。
 
 
后续
 
 
关于ContextRefresh 和 RefreshScope的初始化配置是在RefreshAutoConfiguration类中完成的。而RefreshAutoConfiguration类初始化的入口是在spring-cloud-context中的META-INF/spring.factories中配置的。从而完成整个和动态刷新相关的Bean的初始化操作。