Spring Boot加载配置文件的完整步骤

前言

本文针对版本2.2.0.RELEASE来分析SpringBoot的配置处理源码，通过查看SpringBoot的源码来弄清楚一些常见的问题比如：

SpringBoot从哪里开始加载配置文件？
SpringBoot从哪些地方加载配置文件？
SpringBoot是如何支持yaml和properties类型的配置文件？
如果要支持json配置应该如何做？
SpringBoot的配置优先级是怎么样的？
placeholder是如何被解析的?

带着我们的问题一起去看一下SpringBoot配置相关的源代码，找出问题的答案。

SpringBoot从哪里开始加载配置文件？

SpringBoot加载配置文件的入口是由ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件进入的，SpringBoot会在SpringApplication的构造函数中通过spring.factories文件获取ApplicationListener的实例类：

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
 ...
 setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
 ...
}

spring.factories中有一个ConfigFileApplicationListener类，它会监听ApplicationEnvironmentPreparedEvent然后再加载配置文件：

# Application Listeners
org.springframework.context.ApplicationListener= org.springframework.boot.context.config.ConfigFileApplicationListener
...

有了事件和事件处理的类后，再找出发送事件的地方，就可以搞清楚SpringBoot是怎么加载配置文件的了，SpringBoot在启动之前先初始化好SpringApplicationRunListeners这个类，它会实现SpringApplicationRunListener接口然后对事件进行转发：

class SpringApplicationRunListeners {

 private final Log log;

 private final List<SpringApplicationRunListener> listeners;

 SpringApplicationRunListeners(Log log, Collection<? extends SpringApplicationRunListener> listeners) {
 this.log = log;
 this.listeners = new ArrayList<>(listeners);
 }
 
 void environmentPrepared(ConfigurableEnvironment environment) {
 for (SpringApplicationRunListener listener : this.listeners) {
 listener.environmentPrepared(environment);
 }
 }
 ...
}

获取SpringApplicationRunListeners的代码如下：

private SpringApplicationRunListeners getRunListeners(String[] args) {
 Class<?>[] types = new Class<?>[] { SpringApplication.class, String[].class };
 return new SpringApplicationRunListeners(logger,
 getSpringFactoriesInstances(SpringApplicationRunListener.class, types, this, args));
}

同样也会去加载spring.factories文件，该文件有一个EventPublishingRunListener类，该类的作用就是SpringBoot的事件转换成ApplicationEvent发送出去。

# Run Listeners
org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener=
org.springframework.boot.context.event.EventPublishingRunListener

小结

SpringBoot会将事件转换成ApplicationEvent再分发
SpringBoot是通过监听ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件来加载配置文件的
ConfigFileApplicationListener是处理配置文件的主要类

SpringBoot从哪些地方加载配置文件？

上面已经分析到ConfigFileApplicationListener是处理配置文件的主要类，然后进一步的查看SpringBoot是从哪些地址加载配置文件，进入ConfigFileApplicationListener类后会有两个默认的常量：

private static final String DEFAULT_SEARCH_LOCATIONS = "classpath:/,classpath:/config/,file:./,file:./config/";
private static final String DEFAULT_NAMES = "application";

首先在没有任何配置的情况下，会从DEFAULT_SEARCH_LOCATIONS常量列出来的位置中加载文件名为DEFAULT_NAMES（.properties或yml)的文件，默认位置包括：

classpath根目录（classpath:/）
classpath里面的config文件目录（classpath:/config/）
程序运行目录（file:./）
程序运行目录下的config目录（file:./config/）

上面说的是没有额外配置的情况，SpringBoot足够灵活可以指定配置文件搜索路径、配置文件名，在ConfigFileApplicationListener类中有个getSearchLocations方法，它主要负责获取配置搜索目录：

private Set<String> getSearchLocations() {
if (this.environment.containsProperty(CONFIG_LOCATION_PROPERTY)) {
 return getSearchLocations(CONFIG_LOCATION_PROPERTY);
 }
 Set<String> locations = getSearchLocations(CONFIG_ADDITIONAL_LOCATION_PROPERTY);
 locations.addAll(
 asResolvedSet(ConfigFileApplicationListener.this.searchLocations, DEFAULT_SEARCH_LOCATIONS));
 return locations;
}

它的操作步骤大致如下：

检查是否有spring.config.location属性，如果存在则直接使用它的值
从spring.config.additional-location属性中获取搜索路径
将默认搜索路径添加到搜索集合

这里就可以确定SpringBoot配置的搜索路径有两种情况：如果配置了spring.config.location则直接使用，否则使用spring.config.additional-location的属性值 + 默认搜索路径。

SpringBoot是如何支持yaml和properties类型的配置文件？

SpringBoot的配置支持properties和yaml文件，SpringBoot是如何解析这两种文件的呢，继续分析ConfigFileApplicationListener这个类，里面有个子类叫Loader加载配置文件主要的工作就是由这货负责，但是直接读取properties和yaml并转换成PropertySource还是由里面的PropertySourceLoader负责：

Loader(ConfigurableEnvironment environment, ResourceLoader resourceLoader) {
 ...
 this.propertySourceLoaders = SpringFactoriesLoader.loadFactories(PropertySourceLoader.class,
 getClass().getClassLoader());
}

构造Loader对象的时候就会先加载PropertySourceLoader，加载方式还是从spring.factories中读取：

# PropertySource Loaders
org.springframework.boot.env.PropertySourceLoader=
org.springframework.boot.env.PropertiesPropertySourceLoader,
org.springframework.boot.env.YamlPropertySourceLoader

其中配置了两个PropertySourceLoader的实现类：

PropertiesPropertySourceLoader
YamlPropertySourceLoader

看名字就知道是分别负责properties和yaml的啦。

如果要支持json配置应该如何做？

如果不喜欢properties和yaml这两种格式，想要定义json做为配置文字格式可以直接定义json类型的PropertySourceLoader：

public class JSONPropertySourceLoader implements PropertySourceLoader {

 @Override
 public String[] getFileExtensions() {
 return new String[] {"json"};
 }
 
 @Override
 public List<PropertySource<?>> load(String name, Resource resource) throws IOException {

 if(resource == null || !resource.exists()){
  return Collections.emptyList();
 }

 Map<String, Object> configs = JSON.parseObject(resource.getInputStream(), Map.class);

 return Collections.singletonList(
  new MapPropertySource(name, configs)
 );
 }
}

然后在resources目录里面建立个META-INF，再添加个spring.factories里面的内容如下：

org.springframework.boot.env.PropertySourceLoader=
com.csbaic.arch.spring.env.loader.JSONPropertySourceLoader

最后在resources目录里面建个application.json的配置文件：

{
 "spring.application.name": "JSONConfig"
}

正常启动SpringBoot获取spring.applicaiton.name的配置的值就是JSONConfig：

2019-11-02 14:50:17.730 INFO 55275 --- [ main] c.c.a.spring.env.SpringEnvApplication : JSONConfig

SpringBoot的配置优先级是怎么样的？

SpringBoot中有个PropertySource接口，专门用来保存属性常见的实现类有：

CommandLinePropertySource
MapPropertySource
SystemEnvironmentPropertySource
....

另外为了集中管理PropertySource还抽象出一个PropertySources接口，PropertySources就一个实现类叫：MutablePropertySources，它将所有的PropertySource都放置在一个名叫propertySourceList集合中，同时提供一些修改操作方法：

public void addFirst(PropertySource<?> propertySource) {}
public void addLast(PropertySource<?> propertySource) {}
public void addBefore(String relativePropertySourceName, PropertySource<?> propertySource) {}
public void addAfter(String relativePropertySourceName, PropertySource<?> propertySource) {}
public int precedenceOf(PropertySource<?> propertySource) { }
public PropertySource<?> remove(String name) {}
public void replace(String name, PropertySource<?> propertySource) {}

所有的PropertySource都保存在propertySourceList中，越小的索引优先级越高，所以如果想要覆盖属性只要保证优化级够高就行。

placeholder是如何被解析的?

继续分析ConfigFileApplicationListener的Loader子类，在构造时还会创建一个PropertySourcesPlaceholdersResolver，placeholder的解析都由它来完成：

Loader(ConfigurableEnvironment environment, ResourceLoader resourceLoader) {

 this.placeholdersResolver = new PropertySourcesPlaceholdersResolver(this.environment);
}

分析PropertySourcesPlaceholdersResolver发现，真正完成解析是由PropertyPlaceholderHelper完成，PropertySourcesPlaceholdersResolver 在构造的时候就会创建一个PropertyPlaceholderHelper

public PropertySourcesPlaceholdersResolver(Iterable<PropertySource<?>> sources, PropertyPlaceholderHelper helper) {
 this.sources = sources;
 this.helper = (helper != null) ? helper : new PropertyPlaceholderHelper(SystemPropertyUtils.PLACEHOLDER_PREFIX,
  SystemPropertyUtils.PLACEHOLDER_SUFFIX, SystemPropertyUtils.VALUE_SEPARATOR, true);
}

PropertySourcesPlaceholdersResolver 在创建 PropertyPlaceholderHelper 的时候会传递三个参数：前缀、后缀、默认值分割符，分别由以下三个常量表示：

public static final String PLACEHOLDER_PREFIX = "${";
public static final String PLACEHOLDER_SUFFIX = "}";
public static final String VALUE_SEPARATOR = ":";

这样 PropertyPlaceholderHelper 在解析placeholder时就能知道以什么格式来解析比如：${spring.application.name}这个placeholder就会被解析成属性值。

总结

SpringBoot的配置非常灵活配置可以来自文件、环境变量、JVM系统属性、配置中心等等，SpringBoot通过
PropertySource和PropertySources实现属性优先级、CRUD的统一管理，为开发者提供统一的配置抽象。