9、高级装配1（spring笔记）

一、环境与profile

在开发软件的时候，有一个很大的挑战就是将应用程序从一个环境迁移到另一个环境，因为开发阶段中，某些环境相关的做法可能并不适合迁移到生产环境中，甚至即便迁移过去也无法正常工作。比如数据库的配置中，有可能在测试的时候使用的嵌入式的数据库，并且加载相关的测试数据，但是在生产环境中可能会使用JNDI获取一个DataSource，或者配置一个数据库连接池C3P0，每种取得DataSource的方式都不一样，以前可能会在XML中配置多种策略，然后在构建（比如在XML文件中选择某种策略）的时候选择不同的策略。下面看spring如何处理这个问题。

1.1 配置profile bean

其实spring提供的方案和构建解决方案没有太大的差别，但是spring并不是在构建时选择某种策略，而是在运行时再来确定。这样同一个部署单元能够适用于所有的环境，没必要重新构建。

在3.1版本中，spring引入了bean profile的功能，要使用此功能，首先要将所有不同的bean定义整理到一个或多个profile中，在应用部署到每个环境时，要确保对应的profile处于激活（active）状态。

在Java配置中，可以使用@Profile注解指定某个bean属于哪一个profile，如配置一个嵌入式数据库DataSource：

@Bean(destroyMethod = "shutdown")
@Profile("dev")
public DataSource embeddedDataSource() {
  return new EmbeddedDatabaseBuilder()
      .setType(EmbeddedDatabaseType.H2)
      .addScript("classpath:schema.sql")
      .addScript("classpath:test-data.sql")
      .build();
}

说明：这里配置的bean只有在dev profile激活时才会创建，这里可以表示是在开发环境下的bean。我们还可以配置一个生产环境下的bean：

@Bean
@Profile("prod")
public DataSource jndiDataSource() {
  JndiObjectFactoryBean jndiObjectFactoryBean = new JndiObjectFactoryBean();
  jndiObjectFactoryBean.setJndiName("jdbc/myDS");
  jndiObjectFactoryBean.setResourceRef(true);
  jndiObjectFactoryBean.setProxyInterface(javax.sql.DataSource.class);
  return (DataSource) jndiObjectFactoryBean.getObject();
}

说明：虽然这里一次性配置了多个profile，但是只有被激活的那个profile对应的bean会被创建。
注意：以上的profile配置都可以在总的数据源配置类DataSourceConfig中进行配置。

注意：上面@Bean中配置了destroyMethod方法，一般情况下是会执行相关方法的，比如destroyMethod = "destroy"就表示此bean在销毁时会执行其destroy方法，但是会默认匹配找到close、shutdown方法（只要此类实现了java.lang.AutoCloseable或java.io.Closeable），具体信息请参看Spring指导手册的6.6.1小节。但是这里的DataSource类和EmbeddedDatabaseBuilder类中都没有shutdown方法，不清楚配置是什么意思。

1.1.1 在 XML 中配置 profile

如果要配置一个profile，可以向下面这样在beans标签中配置：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
 ....
  xsi:schemaLocation="
    http://www.springframework.org/schema/jee
     ...
    profile="dev">

  <jdbc:embedded-database id="dataSource" type="H2">
    <jdbc:script location="classpath:schema.sql" />
    <jdbc:script location="classpath:test-data.sql" />
  </jdbc:embedded-database>

说明：但是如果需要配置多个profile，就不能这样了，我们可以重复使用<beans>元素来指定多个profile，如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
......">

  <beans profile="dev">
    <jdbc:embedded-database id="dataSource" type="H2">
      <jdbc:script location="classpath:schema.sql" />
      <jdbc:script location="classpath:test-data.sql" />
    </jdbc:embedded-database>
  </beans>
  
  <beans profile="prod">
    <jee:jndi-lookup id="dataSource"
      lazy-init="true"
      jndi-name="jdbc/myDatabase"
      resource-ref="true"
      proxy-interface="javax.sql.DataSource" />
  </beans>

1.2 激活 profile

spring在确定哪个profile处于激活状态时，需要依赖两个独立的属性：spring.profiles.active和spring.profiles.default。如果设置了前一个属性，那么它的值就用来确定哪个profile是激活的，但是如果没有，则去后一个属性中的值，这个值即一个默认值。如果两个属性都没有设置，则没有profile会被激活。有多种方式来设置这两个属性：

  • 作为DispatcherServlet的初始化参数
  • 作为Web应用的上下文参数
  • 作为JNDI条目
  • 作为环境变量
  • 作为JVM的系统属性
  • 在集成测试上，使用@ActiveProfiles注解设置

这里我们看使用DispatcherServlet的参数将spring.profiles.default设置为开发环境的profile，需要在servlet上下文进行设置（为了兼顾到ContextLoaderListener）。如下所示：
web.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
    xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd"
    id="WebApp_ID" version="2.5">

    <context-param>
        <param-name>contextConfigLocation</param-name>
        <param-value>/WEB-INF/spring/root-context.xml</param-value>
    </context-param>
    
    <context-param>
        <param-name>spring.profiles.default</param-name>
        <param-value>dev</param-value><!--为上下文设置默认的profile-->
    </context-param>

    <listener>
        <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
    </listener>
    
    <servlet>
        <servlet-name>appServlet</servlet-name>
        <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
        <init-param>
            <param-name>spring.profiles.default</param-name>
            <param-value>dev</param-value><!--为servlet设置默认的profile-->
        </init-param>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>appServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

说明：这里我们配置了默认的profile，如果今后还有其他的profile，则可以设置spring.profiles.active属性，这样就可以覆盖掉默认属性。同时我们也可以激活多个profile，使用逗号分隔，但是激活多个profile意义不大。

1.2.1 使用 profile 进行测试

配置好一个或多个profile之后，在测试或者实际运行的时候需要激活某个profile，此时我们可以使用@ActiveProfiles注解来将某个profile激活：

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(class={PersistenceTestConfig.class})
@ActiveProfiles("dev")
public class PersistenceTest{
    ......
}

1.2.2 具体测试

这里由于书中例子不是很完整，所以这里我们使用《8、装配bean（补）（spring笔记）》这一节中的例子测试一下，首先我们对配置类做一下改动（使用@Bean配置方式）：
Config.java

@Configuration
public class Config {
    
    @Bean
    @Profile("dev")
    public UserDao getUserDao4MySql(){
        return new UserDao4MySqlImpl();
    }
    
    @Bean
    @Profile("product")
    public UserDao getUserDao4Oracle(){
        return new UserDao4OracleImpl();
    }
    
    @Bean
    public UserManager getUserManager(UserDao userDao){
        return new UserManagerImpl(userDao);
    }
}

测试的时候我们可以选择激活哪一个数据库配置：

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(classes=win.iot4yj.spring.config.Config.class)
@ActiveProfiles("product")
public class IoCTest {
}

可以看到这里激活了Oracle的配置。对于XML配置方式，其实差不多，这里不再细说。

二、条件化的 bean

有时候我们希望某个bean在满足某些条件时才创建，否则就不创建。假设有一个MagicBean类，我们希望只有设置了magic环境属性的时候，Spring才会实例化这个类，否则就忽略此类：

@Bean
@Conditional(MagicExistsCondition.class)
public MagicBean magicBean() {
  return new MagicBean();
}

说明：这里我们使用@Conditional注解指明条件为MagicExistsCondition。@Conditional将会通过Condition接口进行条件对比：

public interface Condition{
    boolean matches(ConditionContext ctxt, AnnotatedTypeMetadata metadata);
}

说明：设置给@Conditional的类可以是任意实现了Condition接口的类型。可以看到我们只要实现matches方法即可：

package com.habuma.restfun;
import ...

public class MagicExistsCondition implements Condition {

  @Override
  public boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
    Environment env = context.getEnvironment();
    return env.containsProperty("magic");
  }
}

说明：

  • 上述matches方法通过给定的ConditionContext对象进而得到Environment对象，并使用此对象检查环境中是否存在名为magic的环境属性，这里属性的值是什么无所谓。如果属性满足则条件满足，bean就能被创建出来，否则，就忽略。如果考虑的因素更多，matches方法则可能需要使用ConditionContext和AnnotatedTypeMetadata 对象来做出决策。

  • 其中ConditionContext是一个接口，大致如下：

public interface ConditionContext{
    
    BeanDefinitionRegistry getRegistry();
    ConfigurableListableBeanFactory getBeanFactory();
    Environment getEnvironment();
    ResourceLoader getResourceLoader();
    ClassLoader getClassLoader();
}

使用此接口可以做到如下几点：

  • 借助getRegistry()返回的BeanDefinitionRegistry检查bean定义

  • 借助getBeanFactory()返回的ConfigurableListableBeanFactory 检查bean是否存在，甚至检查bean的属性

  • 借助getEnvironment()返回的Environment检查环境变量是否存在以及它的值是什么

  • 读取并探查getResourceLoader()返回的ResourceLoader所加载的资源

  • 借助getClassLoader()返回的ClassLoader 加载并检查类是否存在

  • 而AnnotatedTypeMetadata则能够让我们检查带有@Bean注解的方法上还有什么其他的注解，也是一个接口：

public class AnnotatedTypeMetadata{
    boolean isAnnotated(String annotationType);
    Map<String, Object> getAnnotationAttributes(String annotationType);
    Map<String, Object> getAnnotationAttributes(String annotationType, boolean classValueAsString);
    MultiValueMap<String, Object> getAllAnnotationAttributes(String annotationType);
    MultiValueMap<String, Object> getAllAnnotationAttributes(String annotationType, boolean classValueAsString);
}

说明：借助isAnnotated()方法能够判断带有@Bean注解的方法是不是还有其他特定的注解；借助其他方法，能够检查@Bean注解方法上其他注解的属性。

从Spring 4开始，@Profile注解进行了重构，使其基于@Conditional和Condition实现：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Documented
@Conditional(ProfileCondition.class)
public @interface Profile {
    String[] value();
}

说明：可以看到@Profile本身也使用了@Conditional注解，并且引用ProfileCondition作为Condition实现，实现中考虑到了ConditionContext和AnnotatedTypeMetadata中的多个因素：

class ProfileCondition implements Condition {
    @Override
    public boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
        if (context.getEnvironment() != null) {
            MultiValueMap<String, Object> attrs = metadata.getAllAnnotationAttributes(Profile.class.getName());
            if (attrs != null) {
                for (Object value : attrs.get("value")) {
                    if (context.getEnvironment().acceptsProfiles(((String[]) value))) {
                        return true;
                    }
                }
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

说明：首先是得到了@Profile注解的所有属性。借助该信息，会明确地检查value属性，该属性包含了bean的profile名称，然后通过Environment来检查[借助acceptsProfiles()方法]该profile是否处于激活状态。就是比较环境中的value值和profile中的value值是不是一致的。

三、处理自动装配的歧义性

在自动装配时，如果仅有一个bean匹配所需的结果时，自动装配才是有效的。如果不仅有一个bean能够匹配结果的话，这种歧义性会阻碍Spring自动装配属性、构造器参数或方法参数。举例说明：

@Autowired
public void setDessert(Dessert dessert){
   this.dessert = dessert;
}

说明：上例中Dessert是一个接口，有如下三个实现：

@Component
public class Cake implements Dessert{...}

@Component
public class Cookies implements Dessert{...}

@Component
public class IceCream implements Dessert{...}

说明：此时如果要自动装配setDessert方法，那么有三个可以匹配的bean，这样就会造成歧义。下面看如何解决这种歧义。

3.1 标示首选的 bean

对于上面三个可选的bean，我们可以标识一个为首选的bean，这样就不会出现歧义了：

@Component
@Primary
public class Cake implements IceCream {...}

当然也可以使用XML方式配置：

<bean id="iceCream" class="com.dessert.IceCream" primary="true"/>

说明：但是如果我们配置多个首选，那么又会出现歧义。就解决歧义性的问题，限定符是一种更为强大的机制。

3.2 限定自动装配的 bean

之前的@Primary只能标识一个优选方案，但是并不能解决歧义性问题。而限定符能够在所有可选的bean上进行缩小分为的操作，最终能够达到只有一个bean满足所有要求。如果依然存在歧义性，那么可以继续使用更多的限定符来缩小范围。

@Autowired
@Qualifier("iceCream")
public void setDessert(Dessert dessert){
   this.dessert = dessert;
}

说明：这是使用限定符最简单的例子。为@Qualifier注解所设置的参数就是想要注入的bean的ID。但是要注意：这个"iceCream"要和实际bean的ID一致。但是如果重构了IceCream类，将其重命名为Gelato的，同时有是使用默认ID，那么就会出现问题。于是我们可以创建自定义的限定符来解决此问题。

3.2.1 创建自定义的限定符

我们可以为bean设置自己的限定符，而不是依赖于将bean ID作为限定符：

@Component
@Qualifier("cold")
public class IceCream implements Dessert{...}

说明：这里我们还是使用@Qualifier注解来为bean创建了一个自定义的限定符"cold"，而且不依赖bean的类名或ID，于是方法上可以这样使用：

@Autowired
@Qualifier("cold")
public void setDessert(Dessert dessert){
   this.dessert = dessert;
}

说明：更为重要的是通过Java配置显示定义bean的时候，@Qualifier可以和@Bean一起使用：

@Bean
@Qualifier("cold")
public Dessert IceCream{
  return new IceCream();
}

说明：在使用自定义限定符的时候，最佳实践是为bean选择特征性或描述性的术语。

3.2.2 使用自定义的限定符注解

如果此时我们有引入了一个新的Dessert bean：

@Component
@Qualifier("cold")
public class Popsicle implements Dessert{...}

此时就有两个实现了Dessert接口的bean，而且使用相同的自定义限定符，这样会显然会造成歧义，于是我们可以再加上一层限定：

@Component
@Qualifier("cold")
@Qualifier("creamy")
public class IceCream implements Dessert{...}

于是此时我们可以这样定义方法setDessert：

@Autowired
@Qualifier("cold")
@Qualifier("creamy")
public void setDessert(Dessert dessert){
   this.dessert = dessert;
}

说明：

  • 低版本的Java不与许在同一个条目上重复出现相同类型的多个注解，但是Java8允许，只要这个注解本身定义的时候带有@Repeatable注解就可以，不过Spring的@Qualifier注解并没有在定义时添加@Repeatable注解。仅仅使用@Qualifier并没有办法将可选的bean缩小到仅有一个可选的bean。这里我们可以使用自定义的限定符注解解决。

  • 这里所需要做的就是创建一个注解，它本身要使用@Qualifier注解来标注：

@Target({ElementType.ANNOTATION_TYPE.CONSTRUCTOR, ElementType.FIELD,
         ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.CLASS.RUNTIME)
@Qualifier
public @interface Cold {}

这样便定义了一个注解，可以这样使用：

@Component
@Cold
public class IceCream implements Dessert{...}

说明：通过声明自定义的限定符注解，可以同时使用多个限定符，不会再有其他问题。同时，相对于使用原始的@Qualifier并借助String类型来指定限定符，自定义的注解也更为类型安全。

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