微服务架构 | *2.3 Spring Cloud 启动及加载配
2022-01-23 本文已影响0人
多氯环己烷
前言
参考资料:
《Spring Microservices in Action》
《Spring Cloud Alibaba 微服务原理与实战》
《B站 尚硅谷 SpringCloud 框架开发教程 周阳》
Spring Cloud 要实现统一配置管理,需要解决两个问题:如何获取远程服务器配置和如何动态更新配置;在这之前,我们先要知道 Spring Cloud 什么时候给我们加载配置文件;
1. Spring Cloud 什么时候加载配置文件
- 首先,Spring 抽象了一个 Environment 来表示 Spring 应用程序环境配置,整合了各种各样的外部环境,并且提供统一访问的方法
getProperty()
; - 在 Spring 应用程序启动时,会把配置加载到 Environment 中。当创建一个 Bean 时可以从 Environment 中把一些属性值通过
@Value
的形式注入业务代码; - Spring Cloud 是基于 Spring 的发展而来,因此也是在启动时加载配置文件,而 Spring Cloud 的启动程序是主程序类 XxxApplication,我们断点进入主程序类;
@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class ProviderApplication {
public static void main(String[] args) {
//【断点步入】主启动方法
SpringApplication.run(ProviderApplication.class, args);
}
}
- 在
SpringApplication.run()
运行方法里会准备 Environment 环境;
public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
//初始化StopWatch,调用 start 方法开始计时
StopWatch stopWatch = new StopWatch();
stopWatch.start();
ConfigurableApplicationContext context = null;
Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList();
//设置系统属性java.awt.headless,这里为true,表示运行在服务器端,在没有显示器和鼠标键盘的模式下工作,模拟输入输出设备功能
this.configureHeadlessProperty();
SpringApplicationRunListeners listeners = this.getRunListeners(args);
//SpringApplicationRunListeners 监听器工作--->发布 ApplicationStartingEvent 事件
listeners.starting();
Collection exceptionReporters;
try {
//持有着 args 参数
ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);
//【断点步入 2.】准备 Environment 环境--->发布 ApplicationEnvironmentPreparedEvent 事件
ConfigurableEnvironment environment = this.prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);
this.configureIgnoreBeanInfo(environment);
//打印 banner
Banner printedBanner = this.printBanner(environment);
//创建 SpringBoot 上下文
context = this.createApplicationContext();
exceptionReporters = this.getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class, new Class[]{ConfigurableApplicationContext.class}, context);
//【断点步入 3.】准备应用上下文--->发布 ApplicationEnvironmentPreparedEvent 事件
this.prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
//刷新上下文--->发布 ContextRefreshedEvent 事件
this.refreshContext(context);
//在容器完成刷新后,依次调用注册的Runners
this.afterRefresh(context, applicationArguments);
//停止计时
stopWatch.stop();
if (this.logStartupInfo) {
(new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)).logStarted(this.getApplicationLog(), stopWatch);
}
//SpringApplicationRunListeners 监听器工作--->发布 ApplicationStartedEvent 事件
listeners.started(context);
this.callRunners(context, applicationArguments);
} catch (Throwable var10) {
this.handleRunFailure(context, var10, exceptionReporters, listeners);
throw new IllegalStateException(var10);
}
try {
//【断点步入 4.】SpringApplicationRunListeners 监听程序运行事件--->发布ApplicationReadyEvent事件
listeners.running(context);
return context;
} catch (Throwable var9) {
this.handleRunFailure(context, var9, exceptionReporters, (SpringApplicationRunListeners)null);
throw new IllegalStateException(var9);
}
}
- 注意,有些同学可能 debug 进不了这里的 try 语句,可能是因为引入了以下这个依赖,去掉这个依赖即可;
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
<scope>runtime</scope>
<optional>true</optional>
</dependency>
2. 准备 Environment 配置环境
2.1 配置 Environment 环境 SpringApplication.prepareEnvironment()
- 我们进入
SpringApplication.prepareEnvironment()
方法里,该方法主要是根据一些信息配置 Environment 环境,然后调用 SpringApplicationRunListeners(Spring 应用运行监听器) 监听器工作;
private ConfigurableEnvironment prepareEnvironment(SpringApplicationRunListeners listeners, ApplicationArguments applicationArguments) {
//获取可配置的环境
ConfigurableEnvironment environment = this.getOrCreateEnvironment();
//根据可配置的环境,配置 Environment 环境
this.configureEnvironment((ConfigurableEnvironment)environment, applicationArguments.getSourceArgs());
//【断点步入】告诉监听者 Environment 环境已经准备完毕
listeners.environmentPrepared((ConfigurableEnvironment)environment);
this.bindToSpringApplication((ConfigurableEnvironment)environment);
if (!this.isCustomEnvironment) {
environment = (new EnvironmentConverter(this.getClassLoader())).convertEnvironmentIfNecessary((ConfigurableEnvironment)environment, this.deduceEnvironmentClass());
}
- 进入
SpringApplicationRunListeners.environmentPrepared()
方法,该方法的作用是遍历每一个监听者,并对这些监听者进行操作;
public void environmentPrepared(ConfigurableEnvironment environment) {
//使用迭代器遍历监听者
Iterator var2 = this.listeners.iterator();
while(var2.hasNext()) {
SpringApplicationRunListener listener = (SpringApplicationRunListener)var2.next();
//【断点步入】对每一个监听者进行操作
listener.environmentPrepared(environment);
}
}
2.2 使用事件主控器创建并发布事件 SimpleApplicationEventMulticaster.multicastEvent()
- 进入
EventPublishingRunListener.environmentPrepared()
方法,发现对每一个监听者实现的操作是:使用 SimpleApplicationEventMulticaster(事件主控器) 发布了一个 ApplicationEnvironmentPreparedEvent(应用程序环境准备完成事件);
public void environmentPrepared(ConfigurableEnvironment environment) {
//【断点步入】使用事件主控器发布事件
this.initialMulticaster.multicastEvent(new ApplicationEnvironmentPreparedEvent(this.application, this.args, environment));
}
- 进入
SimpleApplicationEventMulticaster.multicastEvent()
方法
public void multicastEvent(ApplicationEvent event, @Nullable ResolvableType eventType) {
//解析出事件类型
ResolvableType type = eventType != null ? eventType : this.resolveDefaultEventType(event);
//获得事件执行者
Executor executor = this.getTaskExecutor();
//获得监听者迭代器
Iterator var5 = this.getApplicationListeners(event, type).iterator();
while(var5.hasNext()) {
ApplicationListener<?> listener = (ApplicationListener)var5.next();
//如果有执行者,就通过执行者发布事件
if (executor != null) {
executor.execute(() -> {
this.invokeListener(listener, event);
});
} else {
//【断点步入 1.2】没有执行者就直接发事件
this.invokeListener(listener, event);
}
}
}
- 总结来说就是 Spring Cloud 在配置完 Environment 环境后会发布一个 ApplicationEnvironmentPreparedEvent(应用程序环境准备完成事件) 告诉所有监听者,Environment 环境已经配置完毕了;
- 所有对 ApplicationEnvironmentPreparedEvent 事件感兴趣的 Listener 都会监听这个事件。其中包括 BootstrapApplicationListener;
- 注意,这里需要遍历到后面才是 ApplicationEnvironmentPreparedEvent 事件,前面可能是其他事件;
2.3 BootstrapApplicationListener 处理事件,自动导入一些配置类
- 发布事件后被 BootstrapApplicationListener(Bootstrap 监听器) 监听到,调用
BootstrapApplicationListener.onApplicationEvent()
方法处理事件:
public void onApplicationEvent(ApplicationEnvironmentPreparedEvent event) {
//获取当前 Environment 环境
ConfigurableEnvironment environment = event.getEnvironment();
//如果环境可用
if ((Boolean)environment.getProperty("spring.cloud.bootstrap.enabled", Boolean.class, true)) {
//如果环境来源不包含 bootstrap
if (!environment.getPropertySources().contains("bootstrap")) {
ConfigurableApplicationContext context = null;
String configName = environment.resolvePlaceholders("${spring.cloud.bootstrap.name:bootstrap}");
Iterator var5 = event.getSpringApplication().getInitializers().iterator();
while(var5.hasNext()) {
ApplicationContextInitializer<?> initializer = (ApplicationContextInitializer)var5.next();
if (initializer instanceof ParentContextApplicationContextInitializer) {
context = this.findBootstrapContext((ParentContextApplicationContextInitializer)initializer, configName);
}
}
if (context == null) {
//【断点步入】将不是 bootstrap 来源的配置添加进 bootstrap 上下文
context = this.bootstrapServiceContext(environment, event.getSpringApplication(), configName);
event.getSpringApplication().addListeners(new ApplicationListener[]{new BootstrapApplicationListener.CloseContextOnFailureApplicationListener(context)});
}
this.apply(context, event.getSpringApplication(), environment);
}
}
}
- 进入
BootstrapApplicationListener.bootstrapServiceContext()
方法,发现其主要做的是配置自动导入的实现;
private ConfigurableApplicationContext bootstrapServiceContext(ConfigurableEnvironment environment, final SpringApplication application, String configName) {
//省略其他代码
//配置自动装配的实现
builder.sources(new Class[]{BootstrapImportSelectorConfiguration.class});
return context;
}
- 我们搜索 BootstrapImportSelectorConfiguration(Bootstrap选择导入配置类) 类,发现其使用 BootstrapImportSelector(Bootstrap导入选择器) 进行自动配置;
@Configuration
@Import({BootstrapImportSelector.class}) //使用BootstrapImportSelector类进行自动配置
public class BootstrapImportSelectorConfiguration {
public BootstrapImportSelectorConfiguration() {
}
}
-
BootstrapImportSelector(Bootstrap 导入选择器) 类的
selectImports()
方法使用 Spring 中的 SPI 机制;
public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
//省略其他代码
List<String> names = new ArrayList(SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(BootstrapConfiguration.class, classLoader));
}
- 可到 classpath 路径下查找 META-INF/spring.factories 预定义的一些扩展点,其中 key 为 BootstrapConfiguration;
- 可以得知给我们导入了一些,其中有两个配置类 PropertySourceBootstrapConfiguration 和 NacosConfigBootstrapConfiguration(这两个类在本篇 3.2 和 3.3 里会提到,用来加载额外配置的);
3. 刷新应用上下文
3.1 刷新上下文 SpringApplication.prepareContext()
- 我们回到
SpringApplication.run()
方法里,在准备完 Environment 环境后,会调用SpringApplication.prepareContext()
方法刷新应用上下文。我们进入该方法;
private void prepareContext(ConfigurableApplicationContext context, ConfigurableEnvironment environment, SpringApplicationRunListeners listeners, ApplicationArguments applicationArguments, Banner printedBanner) {
//设置上下文的 Environment 环境
context.setEnvironment(environment);
this.postProcessApplicationContext(context);
//【断点步入 3.2】初始化上下文
this.applyInitializers(context);
//【断点步入 3.4】发布上下文初始化完毕事件 ApplicationContextInitializedEvent
listeners.contextPrepared(context);
//后面代码省略
//【断点步入 3.5】这是该方法的最后一条语句,发布
listeners.contextLoaded(context);
}
3.2 初始化上下文的额外操作 SpringApplication.applyInitializers()
- 进入
SpringApplication.applyInitializers()
方法,在应用程序上下文初始化时做一些额外操作; - 即执行非 Spring Cloud 官方提供的额外的操作,这里指 Nacos 自己的操作;
protected void applyInitializers(ConfigurableApplicationContext context) {
Iterator var2 = this.getInitializers().iterator();
while(var2.hasNext()) {
ApplicationContextInitializer initializer = (ApplicationContextInitializer)var2.next();
Class<?> requiredType = GenericTypeResolver.resolveTypeArgument(initializer.getClass(), ApplicationContextInitializer.class);
Assert.isInstanceOf(requiredType, context, "Unable to call initializer.");
//【断点步入】遍历迭代器,初始化上下文
initializer.initialize(context);
}
}
- 这里的
.initialize()
方法最终调用的是 PropertySourceBootstrapConfiguration(Bootstrap 属性源配置类) ,而这个类就是 1.2 里准备 Environment 环境时给我们自动导入的。我们进入PropertySourceBootstrapConfiguration.initialize()
方法,得出最后结论:
public void initialize(ConfigurableApplicationContext applicationContext) {
//省略其他代码
Iterator var5 = this.propertySourceLocators.iterator();
while(var5.hasNext()) {
//PropertySourceLocator 接口的主要作用是实现应用外部化配置可动态加载
PropertySourceLocator locator = (PropertySourceLocator)var5.next();
PropertySource<?> source = null;
//【断点步入】读取 Nacos 服务器里的配置
source = locator.locate(environment);
}
}
3.3 读取 Nacos 服务器里的配置 NacosPropertySourceLocator.locate()
- 我们 1.2 里准备的 Environment 环境中引入的配置类 NacosPropertySourceLocator 实现了该接口,因此最后调用的是
NacosPropertySourceLocator.locate()
方法; - 该方法将读取 Nacos 服务器里的配置,把结构存到 PropertySource 的实例里返回;
-
NacosPropertySourceLocator.locate()
方法源码如下:
@Override
public PropertySource<?> locate(Environment env) {
//获取配置服务器实例,这是Nacos客户端提供的用于访问实现配置中心基本操作的类
ConfigService configService = nacosConfigProperties.configServiceInstance();
if (null == configService) {
log.warn("no instance of config service found, can't load config from nacos");
return null;
}
long timeout = nacosConfigProperties.getTimeout();
//Nacos 属性源生成器
nacosPropertySourceBuilder = new NacosPropertySourceBuilder(configService, timeout);
String name = nacosConfigProperties.getName();
//DataId 前缀
String dataIdPrefix = nacosConfigProperties.getPrefix();
if (StringUtils.isEmpty(dataIdPrefix)) {
dataIdPrefix = name;
}
//没有配置 DataId 前缀则用 spring.application.name 属性的值
if (StringUtils.isEmpty(dataIdPrefix)) {
dataIdPrefix = env.getProperty("spring.application.name");
}
//创建复合属性源
CompositePropertySource composite = new CompositePropertySource(NACOS_PROPERTY_SOURCE_NAME);
//加载共享配置
loadSharedConfiguration(composite);
//加载外部配置
loadExtConfiguration(composite);
//加载 Nacos 服务器上应用程序名对应的的配置
loadApplicationConfiguration(composite, dataIdPrefix, nacosConfigProperties, env);
return composite;
}
3.4 初始化完成,发布 ApplicationContextInitializedEvent 事件
- 进入
SpringApplicationRunListeners.contextPrepared()
发布事件;
public void contextPrepared(ConfigurableApplicationContext context) {
//构造迭代器
Iterator var2 = this.listeners.iterator();
while(var2.hasNext()) {
SpringApplicationRunListener listener = (SpringApplicationRunListener)var2.next();
//【断点步入】发布事件
listener.contextPrepared(context);
}
}
- 进入
EventPublishingRunListener.contextPrepared()
,通过 multicastEvent 发布事件;
public void contextPrepared(ConfigurableApplicationContext context) {
//发布 ApplicationContextInitializedEvent 事件
this.initialMulticaster.multicastEvent(new ApplicationContextInitializedEvent(this.application, this.args, context));
}
3.5 配置加载完成,将监听器添加进上下文环境
- 注意与 3.4 里的方法不同;
- 进入
SpringApplicationRunListeners.contextLoaded()
配置加载完成;
public void contextLoaded(ConfigurableApplicationContext context) {
Iterator var2 = this.listeners.iterator();
while(var2.hasNext()) {
SpringApplicationRunListener listener = (SpringApplicationRunListener)var2.next();
//【断点步入】
listener.contextLoaded(context);
}
}
- 进入
EventPublishingRunListener.contextLoaded()
将监听器添加进上下文环境;
public void contextLoaded(ConfigurableApplicationContext context) {
ApplicationListener listener;
//遍历每一个监听器(一共有13个,如下图),将除最后一个监听器外的监听器添加进 context 上下文
for(Iterator var2 = this.application.getListeners().iterator(); var2.hasNext(); context.addApplicationListener(listener)) {
listener = (ApplicationListener)var2.next();
if (listener instanceof ApplicationContextAware) {
//第10个 ParentContextCloseApplicationListener 会进来
((ApplicationContextAware)listener).setApplicationContext(context);
}
}
//发布 ApplicationPreparedEvent 事件
this.initialMulticaster.multicastEvent(new ApplicationPreparedEvent(this.application, this.args, context));
}
有 13 个监听器.png
4. 程序运行事件
- 进入
SpringApplicationRunListeners.running()
方法,它对每一个监听器操作;
public void running(ConfigurableApplicationContext context) {
Iterator var2 = this.listeners.iterator();
while(var2.hasNext()) {
SpringApplicationRunListener listener = (SpringApplicationRunListener)var2.next();
//【断点步入】操作监听器,其中就有 EventPublishingRunListener
listener.running(context);
}
}
- 进入
EventPublishingRunListener.running()
方法,发布 ApplicationReadyEvent 事件;
public void running(ConfigurableApplicationContext context) {
context.publishEvent(new ApplicationReadyEvent(this.application, this.args, context));
}
5. Spring Cloud 启动及加载配置文件源码结构图小结
-
SpringApplication.run():加载配置上下文;
- stopWatch.start():初始化StopWatch,调用 start 方法开始计时;
-
SpringApplicationRunListeners.starting():发布
ApplicationStartingEvent
事件; -
SpringApplication.prepareEnvironment():准备 Environment 环境;
-
SpringApplicationRunListeners.environmentPrepared():监听环境准备事件;
-
EventPublishingRunListener.environmentPrepared():对每一个进行操作;
-
SimpleApplicationEventMulticaster.multicastEvent():使用事件主控器发布
ApplicationEnvironmentPreparedEvent
事件; -
BootstrapApplicationListener.onApplicationEvent():bootstrap 监听器处理事件;
- BootstrapApplicationListener.bootstrapServiceContext():给我们自动导入一些配置类;
-
SimpleApplicationEventMulticaster.multicastEvent():使用事件主控器发布
-
EventPublishingRunListener.environmentPrepared():对每一个进行操作;
-
SpringApplicationRunListeners.environmentPrepared():监听环境准备事件;
- SpringApplication.printBanner():打印 Banner;
- printBanner.createApplicationContext():创建 Spring Boot 上下文;
-
SpringApplication.prepareContext():刷新应用上下文;
-
SpringApplication.applyInitializers():初始化上下文的额外操作;
-
PropertySourceBootstrapConfiguration.initialize():外部化配置;
- NacosPropertySourceLocator.locate():读取 Nacos 服务器里的配置;
-
PropertySourceBootstrapConfiguration.initialize():外部化配置;
-
SpringApplicationRunListeners.contextPrepared():配置初始化完成;
-
EventPublishingRunListener.contextPrepared():发布
ApplicationContextInitializedEvent
事件;
-
EventPublishingRunListener.contextPrepared():发布
-
SpringApplicationRunListeners.contextPrepared():配置加载完成
- EventPublishingRunListener.contextLoaded():将监听器添加进上下文环境;
-
SpringApplication.applyInitializers():初始化上下文的额外操作;
- StopWatch.stop():停止计时;
- SpringApplicationRunListeners.started():发布 ApplicationStartedEvent 事件;
-
SpringApplicationRunListeners.running():监听程序运行事件;
-
EventPublishingRunListener.running():发布
ApplicationReadyEvent
事件;
-
EventPublishingRunListener.running():发布