SpringBoot启动如何加载application.yml配置文件

深藏阁楼爱情的钟 2021-11-19 12:24 748阅读 0赞

一、前言  
在spring时代配置文件的加载都是通过web.xml配置加载的(Servlet3.0之前)，可能配置方式有所不同，但是大多数都是通过指定路径的文件名的形式去告诉spring该加载哪个文件；

<context-param>
        　　<param-name>contextConfigLocation</param-name>
        　　<param-value>/WEB-INF/application*.xml</param-value>
        </context-param>

而到了springboot时代，我们发现原来熟悉的web.xml已不复存在，但是springboot却依然可以找到默认的配置文件(application.yml)，那它是如何实现的呢？今天我们就一起来探究一下springboot自动加载配置文件的机制！

看完本篇文章你将了解到：

springboot什么时候加载配置文件  
springboot通过哪个类加载配置文件  
springboot自动加载配置文件流程  
激活文件优先级  
文件加载路径优先级  
文件后缀优先级  
二、提出猜想  
我们知道在使用springboot中我们只要在resources下面新建一个application.yml文件他就会自动加载，那是不是springboot默认在哪里配置了这个路径和文件名？

三、验证猜想  
为了证实我们的猜想，我们可以通过查看springboot项目源码，跟着debug一步一步走；  
这里我使用的是springboot2.0版本，2.0与1.5版本比较启动的大体流程是一样的，只不过在一些实现中有所差异；

1.启动流程  
要知道springboot如何加载配置文件，就需要了解它的启动流程：

我们从main方法进入，大概的调用流程如下：

DemoApplication.main->SpringApplication.run->new SpringApplication().run

在这里插入图片描述  
其实启动的主要过程都在new SpringApplication().run();

new SpringApplication()：创建SpringApplication实例，负责加载配置一些基本的环境变量、资源、构造器、监听器  
run()：负责springboot整个启动过程，包括加载创建环境、打印banner、配置文件、配置应用上下文，加载bean等等sb整个生命周期几乎都在run方法中；  
今天我们的主题是sb如何加载配置文件，所以着重讲解加载配置文件和之前的操作原理和源码，其他的功能以后有机会再和大家一起研究，下面我们来看看new SpringApplication()做了什么操作；

2.创建SpringApplication实例

/**
     * 创建一个SpringApplication实体，应用程序上下文将从指定的主源文档加载bean以获取详细信息，
     * 这个实例可以在调用之前自定义
     * @param resourceLoader
     * @param primarySources
     */
    @SuppressWarnings({ "unchecked", "rawtypes" })
    public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
    	//使用的资源加载器
    	this.resourceLoader = resourceLoader;
    	//主要的bean资源 primarySources【在这里是启动类所在的.class】,不能为null,如果为null，抛异常
    	Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
    	//启动类的实例数组转化成list，放在LinkedHashSet集合中
    	this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
    	/**
    	 * 创建应用类型，不同应用程序类型，创建不同的环境
    	 * springboot1.5 只有两种类型：web环境和非web环境
    	 * springboot2.0 有三种应用类型：WebApplicationType
    	 * NONE：不需要再web容器的环境下运行，也就是普通的工程
    	 * SERVLET：基于servlet的Web项目
    	 * REACTIVE：响应式web应用reactive web Spring5版本的新特性
    	 */
    	this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
    	/**
    	 * 每一个initailizer都是一个实现了ApplicationContextInitializer接口的实例。
    	 * ApplicationContextInitializer是Spring IOC容器中提供的一个接口： void initialize(C applicationContext);
    	 * 这个方法它会在ConfigurableApplicationContext的refresh()方法调用之前被调用（prepareContext方法中调用）,
    	 * 做一些容器的初始化工作。
    	 */
    	setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
    	/**
    	 * Springboot整个生命周期在完成一个阶段的时候都会通过事件推送器(EventPublishingRunListener)产生一个事件(ApplicationEvent)，
    	 * 然后再遍历每个监听器(ApplicationListener)以匹配事件对象，这是一种典型的观察者设计模式的实现
    	 * 具体事件推送原理请看：sb事件推送机制图
    	 */
    	setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
    	// 指定main函数启动所在的类，即启动类BootApplication.class
    	this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
    }

我们来大概的看下ApplicationListener的一些实现类以及他们具体的功能简介  
在这里插入图片描述

这些监听器的实现类都是在spring.factories文件中配置好的，代码中通过getSpringFactoriesInstances方法获取，这种机制叫做SPI机制：通过本地的注册发现获取到具体的实现类，轻松可插拔。  
在这里插入图片描述  
SpringBoot默认情况下提供了两个spring.factories文件，分别是：

spring-boot-2.0.2.RELEASE.jar  
spring-boot-autoconfigure-2.0.2.RELEASE.jar  
在这里插入图片描述

概括来说在创建SpringApplication实例的时候，sb会加载一些初始化和启动的参数与类，如同跑步比赛时的等待发令枪的阶段；

3.run方法  
（1）、事件推送原理  
SB启动过程中分多个阶段或者说是多个步骤，每完成一步就会产生一个事件，并调用对应事件的监听器，这是一种标准的观察者模式，这在启动的过程中有很好的扩展性，下面我们来看看sb的事件推送原理：  
SpringBoot事件推送原理图：  
在这里插入图片描述

（2）、run方法整体流程简述

/**
     * 运行应用程序，创建并刷新一个新的应用程序上下文
     *
     * @param args
     * @return
     */
    public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
    	/**
    	 *  StopWatch: 简单的秒表，允许定时的一些任务，公开每个指定任务的总运行时间和运行时间。
    	 *  这个对象的设计不是线程安全的，没有使用同步。SpringApplication是在单线程环境下，使用安全。
    	 */
    	StopWatch stopWatch = new StopWatch();
    	// 设置当前启动的时间为系统时间startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
    	stopWatch.start();
    	// 创建一个应用上下文引用
    	ConfigurableApplicationContext context = null;
    	// 异常收集，报告启动异常
    	Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
    	/**
    	 * 系统设置headless模式（一种缺乏显示设备、键盘或鼠标的环境下，比如服务器），
    	 * 通过属性：java.awt.headless=true控制
    	 */
    	configureHeadlessProperty();
    	/*
    	 * 获取事件推送监器，负责产生事件，并调用支某类持事件的监听器
    	 * 事件推送原理看上面的事件推送原理图
    	 */
    	SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
    	/**
    	 * 发布一个启动事件(ApplicationStartingEvent)，通过上述方法调用支持此事件的监听器
    	 */
    	listeners.starting();
    	try {
    		// 提供对用于运行SpringApplication的参数的访问。取默认实现
    		ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);
    		/**
    		 * 构建容器环境，这里加载配置文件
    		 */
    		ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);
    		// 对环境中一些bean忽略配置
    		configureIgnoreBeanInfo(environment);
    		// 日志控制台打印设置
    		Banner printedBanner = printBanner(environment);
    		// 创建容器
    		context = createApplicationContext();
    		exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class, new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
    		/**
    		 * 准备应用程序上下文
    		 * 追踪源码prepareContext（）进去我们可以发现容器准备阶段做了下面的事情：
    		 * 容器设置配置环境，并且监听容器，初始化容器，记录启动日志，
    		 * 将给定的singleton对象添加到此工厂的singleton缓存中。
    		 * 将bean加载到应用程序上下文中。
    		 */
    		prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
    		/**
    	 * 刷新上下文
    	 * 1、同步刷新，对上下文的bean工厂包括子类的刷新准备使用，初始化此上下文的消息源，注册拦截bean的处理器，检查侦听器bean并注册它们，实例化所有剩余的(非延迟-init)单例。
    	 * 2、异步开启一个同步线程去时时监控容器是否被关闭，当关闭此应用程序上下文，销毁其bean工厂中的所有bean。
    	 * 。。。底层调refresh方法代码量较多
    	 */
    
    
    refreshContext(context);
    	afterRefresh(context, applicationArguments);
    	// stopwatch 的作用就是记录启动消耗的时间，和开始启动的时间等信息记录下来
    	stopWatch.stop();
    	if (this.logStartupInfo) {
    		new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass).logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
    	}
    	// 发布一个已启动的事件
    	listeners.started(context);
    	callRunners(context, applicationArguments);
    }
    catch (Throwable ex) {
    	handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);
    	throw new IllegalStateException(ex);
    }
    try {
    	// 发布一个运行中的事件
    	listeners.running(context);
    }
    catch (Throwable ex) {
    	// 启动异常，里面会发布一个失败的事件
    	handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);
    	throw new IllegalStateException(ex);
    }
    return context;

（3）、构建容器环境  
在：run方法中的ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);是准备环境，里面会加载配置文件；

private ConfigurableEnvironment prepareEnvironment(SpringApplicationRunListeners listeners, ApplicationArguments applicationArguments) {
    	// 创建一个配置环境，根据前面定义的应用类型定义不同的环境
    	ConfigurableEnvironment environment = getOrCreateEnvironment();
    	// 将配置参数设置到配置环境中
    	configureEnvironment(environment, applicationArguments.getSourceArgs());
    	/**
    	 * 发布一个环境装载成功的事件，并调用支持此事件的监听器
    	 * 这其中就有我们今天的主角：配置文件加载监听器（ConfigFileApplicationListener）
    	 */
    	listeners.environmentPrepared(environment);
    	// 将配置环境绑定到应用程序
    	bindToSpringApplication(environment);
    	if (!this.isCustomEnvironment) {
    		environment = new EnvironmentConverter(getClassLoader())
    				.convertEnvironmentIfNecessary(environment, deduceEnvironmentClass());
    	}
    	ConfigurationPropertySources.attach(environment);
    	return environment;
    }

（4）、ConfigFileApplicationListener类介绍  
sb就是通过ConfigFileApplicationListener 这个类来加载配置文件的，这个类同样是一个监听器，我们来看看他的继承类图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpa3VucGVuZzY2NTYyMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
再让我们来看看这个类具体都有哪些方法：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpa3VucGVuZzY2NTYyMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
最后我们来看看这个类有哪些需要注意的字段：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpa3VucGVuZzY2NTYyMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

（5）、ConfigFileApplicationListener类加载配置文件  
我们从ConfigFileApplicationListener.onApplicationEvent开始，一直往下看方法链，发现最后是load方法去具体怎么加载配置文件的  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpa3VucGVuZzY2NTYyMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

激活配置文件与默认配置文件的优先级：  
我们在使用中经常会根据不同的环境根据spring.profiles.active属性来定义不同的配置文件：

application-dev.properties  
application-test.properties  
application-prod.properties  
但同时我们会创建一个默认的配置文件：application.properties，那自定义环境的配置文件与默认的配置文件的优先级是哪个高呢？  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpa3VucGVuZzY2NTYyMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
看图片我们可知他们加载的先后顺序（注意：后加载会覆盖前加载的文件）：

application-xxx.properties  
application.properties  
配置文件路径的优先级：  
我们从属性：DEFAULT\_SEARCH\_LOCATIONS = "classpath:/,classpath:/config/,file:./,file:./config/可以看出文件路径的先后顺序(注意：后加载的会覆盖先加载的)：

classpath:/  
classpath:/config/  
file:./  
file:./config/  
配置文件的优先级：  
我们从这个类中的字段：propertySourceLoaders可以看出有两个Loader，请各位看官看图：  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpa3VucGVuZzY2NTYyMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

我们从上面两张图中可以看出，每个Loader会加载两种后缀名的文件，加起来就是4种，又因为是数组类型，所以也会有先后顺序，所以加载配置文件的先后顺序就是（后加载覆盖先加载的）：

properties  
xml  
yml  
yaml  
最后查找的具体路径：location + name + “-” + profile + “.” + ext

这里我们介绍了三种优先级：

active与默认优先级  
文件路径优先级  
文件后缀优先级  
未完待续。。。  
四、提问  
springboot学习遗留问题，  
1.active和默认的谁覆盖谁  
2.flter区别  
3.多个配置文件如何覆盖

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpa3VucGVuZzY2NTYyMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20211119/9b96c97404654bffa9e73998c0b16727.png
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