Spring Boot v2.4.4源码解析（六）属性绑定篇上 —

本文主要是介绍Spring Boot v2.4.4源码解析（六）属性绑定篇上 —— 类型安全配置属性，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

Spring Boot JavaBean 属性绑定

一、概述

在Spring Boot下开发某个模块，如果这个模块配置属性比较多而且具有层级关系，使用@Value("${property}")注解依次注入这些属性显得比较麻烦。Spring Boot提供了另一种替代方案，可以使用@ConfigurationProperties注解将这些属性绑定到类上。

例如，Mybatis将配置属性绑定到`MybatisProperties`类上：

@ConfigurationProperties(prefix = MybatisProperties.MYBATIS_PREFIX)
public class MybatisProperties {public static final String MYBATIS_PREFIX = "mybatis";private String configLocation;private String[] mapperLocations;private String typeAliasesPackage;//  省略其余字段private Configuration configuration;// 省略getter/setter方法
}
public class Configuration {protected boolean safeRowBoundsEnabled;protected boolean safeResultHandlerEnabled = true;protected boolean mapUnderscoreToCamelCase;// 省略其余代码}

MybatisProperties 类中各字段在配置文件中分别取值为：

mybatis.config-location；
mybatis.mapper-locations；
mybatis.type-aliases-package；
mybatis.configuration.safe-row-bounds-enabled；
mybatis.configuration.safe-result-handler-enabled；
mybatis.configuration.map-underscore-to-camel-case;

类似Bean注入除了可以使用@Autowired注入之外，可以使用构造器注入，属性绑定也可以使用@ConstructorBinding注解进行构造器绑定，参考官方文档Spring Boot Reference Documentation。

二、激活 @ConfigurationProperties 注解类

Spring Boot提供了一下几种机制将@ConfigurationProperties注解类注册到IOC容器：

在@Configuration类(@Component)上将需要使用到的属性绑定类注解类通过@EnableConfigurationProperties列出；

@EnableConfigurationProperties(MybatisProperties.class)
@Configuration
public class MybatisAutoConfiguration implements InitializingBean {
}

通过包扫描方式将扫描到的@ConfigurationProperties注解类注入到容器。这种方式需要在@SpringBootApplication注解的启动主类，或者任何@Configuration注解类上注解@ConfigurationPropertiesScan，默认扫描包为@ConfigurationPropertiesScan注解类所在包，也可通过basePackages()指出；
```
@SpringBootApplication
@ConfigurationPropertiesScan({ "com.example.app", "org.acme.another" })
public class MyApplication {
}
```

一旦@ConfigurationProperties注解类注册到IOC容器成功后，便可以在其他Bean中将其注入。

对于第三方Jar包中的类，不能修改源码，加@Component等注解，Spring Boot提供了@Configuration + @Bean 方式将其注册到IOC容器。那如果属性绑定类源自第三方Jar包呢？解决方法类似，通过在@Configuration 注解类中@Bean的public方法中在加上@ConfigurationProperties可以将该方法返回的Bean属性绑定并注册到IOC容器中；
```
@Configuration
public class Test {@Bean@ConfigurationProperties(prefix = MybatisProperties.MYBATIS_PREFIX)public MybatisProperties mybatisProperties(){return new MybatisProperties();}
}
```

三、属性转换

Spring Boot 在将这些配置属性绑定到@ConfigurationProperties Bean属性时尝试转换成正确类型。如果需要自定义转换规则，可以提供ConversionService Bean，或者通过CustomEditorConfigurer Bean自定义属性编辑器，或者通过注解@ConfigurationPropertiesBinding自定义Converters 。

1. Duration 类型转换

如果绑定类中包含java.time.Duration字段，则配置文件中支持如下格式配置：

带单位或者不带单位的数字，例如，10s表示10秒，数字范围需要在long内。如果配置项纯数字没有带单位，可以通过在绑定类java.time.Duration字段中通过@DurationUnit指定单位，如果都没指定，则取默认值默认为ChronoUnit.MILLIS，即毫秒。
标准ISO-8601格式；

转换源码位于org.springframework.boot.convert.StringToDurationConverter类中，上面的两种格式跟别对应org.springframework.boot.convert.DurationStyle枚举类的SIMPLE（正则表达式^([+-]?\d+)([a-zA-Z]{0,2})$）和ISO8601（正则表达式^[+-]?P.*$），Spring Boot用各自正则表达式确定配置项属于那种格式类型。
对于SIMPLE类型格式，其正则表达式包含两部分([+-]?\d+)和([a-zA-Z]{0,2})，表示纯数字的时间间隔和0-2位的单位，单位字母大小写不敏感。
SIMPLE支持的单位定义在DurationStyle内部枚举类Unit中：

ns，纳秒；
us，微妙；
ms，毫秒；
s，秒；
m，分钟；
h，小时；
d，天；

解析SIMPLE类型字符串到java.time.Duration源码如下：

Matcher matcher = matcher(value);
Assert.state(matcher.matches(), "Does not match simple duration pattern");
String suffix = matcher.group(2);
return (StringUtils.hasLength(suffix) ? Unit.fromSuffix(suffix) : Unit.fromChronoUnit(unit)).parse(matcher.group(1));

value表示配置项字符串，unit表示java.time.Duration字段@DurationUnit注解指定的单位，从上面源码可以看出，Spring Boot优先使用配置项中配置的单位，如果配置项只包含纯数字，才会使用java.time.Duration字段@DurationUnit注解指定的单位，都没有则默认毫秒。

2. Period 类型转换

和Duration类型转换类似，如果绑定类中包含java.time.Period字段，则配置文件中支持如下格式配置：

带单位或者不带单位的数字，数字范围需要在int内。如果配置项纯数字没有带单位，可以通过在绑定类java.time.Period字段中通过@PeriodUnit指定单位，如果都没指定，则取默认值默认为ChronoUnit.DAYS，即天。
标准ISO-8601格式；

转换源码位于org.springframework.boot.convert.StringToPeriodConverter类中，同样，上面两种格式类型也定义了枚举类org.springframework.boot.convert.PeriodStyle。对于SIMPLE类型格式，也定义了其支持单位枚举类org.springframework.boot.convert.PeriodStyle.Unit，其支持的单位如下：

d，天；
w，周；
m，月份；
y，年份；

与Duration不同的是，Period的SIMPLE类型格式这些单位可以同时出现，所以SIMPLE正则表达式为"^" + "(?:([-+]?[0-9]+)Y)?" + "(?:([-+]?[0-9]+)M)?" + "(?:([-+]?[0-9]+)W)?" + "(?:([-+]?[0-9]+)D)?" + "$"。
"(?:([-+]?[0-9]+)Y)?"表示匹配年， "(?:([-+]?[0-9]+)M)?"部分表示匹配月， "(?:([-+]?[0-9]+)W)?"部分表示匹配周，"(?:([-+]?[0-9]+)D)?"部分表示匹配天，?:表示匹配时单位Y，M，W，Y不存储，这样可以方便抽取出各自单位的数字。
解析SIMPLE类型字符串到java.time.Period源码如下：

if (NUMERIC.matcher(value).matches()) {return Unit.fromChronoUnit(unit).parse(value);
}
Matcher matcher = matcher(value);
Assert.state(matcher.matches(), "Does not match simple period pattern");
Assert.isTrue(hasAtLeastOneGroupValue(matcher), "'" + value + "' is not a valid simple period");
int years = parseInt(matcher, 1);
int months = parseInt(matcher, 2);
int weeks = parseInt(matcher, 3);
int days = parseInt(matcher, 4);
return Period.of(years, months, Math.addExact(Math.multiplyExact(weeks, 7), days));

3. DataSize 类型转换

DataSize类型转换和Duration类似，由于DataSize类型是Spring自定义类org.springframework.util.unit.DataSize，所以不支持ISO-8601格式，而且单位不能重复出现，使用@DataSizeUnit指定org.springframework.util.unit.DataSize字段单位。
其支持单位有：

B；
KB；
MB；
GB；
TB；

四、复杂类型合并处理

通过Spring Boot v2.4.4源码解析（五）配置文件加载篇一可以看出，Spring boot配置可能来自多个配置源，如果和List或者Map中各元素绑定的配置项分散在不同配置源时，Spring Boot怎么处理呢？

1. List 整体替换

当List在多个地方配置时，Spring Boot会用后面加载的属性源整体覆盖前面加载的配置源，不会合并。
例如，假设MyPojo对象包含name和description属性，且默认为null。属性绑定类AcmeProperties包含MyPojo对象列表：

@ConfigurationProperties("acme")
public class AcmeProperties {private final List<MyPojo> list = new ArrayList<>();public List<MyPojo> getList() {return this.list;}
}

配置文件如下：

acme.list[0].name=my name
acme.list[0].description=my description
#---
spring.config.activate.on-profile=dev
acme.list[0].name=my another name

以上写法时Spring Boot 2.4 新增特性，可用在一个Java properties配置文件中用#---隔开多个逻辑配置文件。
如果当前激活profile非dev，AcmeProperties.list只包含一个MyPojo对象，由第一个逻辑配置文件中定义。然而，当dev profile 处于激活状态时，AcmeProperties.list也只包含一个元素（name属性为my another name，description属性为null），源自第二个逻辑配置文件。
Spring Boot v2.4.4源码解析（五）配置文件加载篇一已经说明，Spring Boot 2.4 后加载的属性源优先级比先加载属性源优先级高，这里可以理解为Spring Boot整体区分List，而不会以List每一项作为区分，这样相当于不同配置源包含相同属性时，后加载属性覆盖先加载属性。
再例如，如下配置：

acme.list[0].name=my name
acme.list[0].description=my description
acme.list[1].name=another name
acme.list[1].description=another description
#---
spring.config.activate.on-profile=dev
acme.list[0].name=my another name

当dev profile 处于激活状态时，AcmeProperties.list也只包含一个元素（name属性为my another name，description属性为null），源自第二个逻辑配置文件。

2. Map 合并

对于绑定类为Map， Spring Boot 会将所有配置源中相关属性合并到Map中，如果多配置源中包含相同属性，则使用高优先级（后加载）。
例如，重新定义AcmeProperties如下：

@ConfigurationProperties("acme")
public class AcmeProperties {private final Map<String, MyPojo> map = new HashMap<>();public Map<String, MyPojo> getMap() {return this.map;}
}

考虑如下配置：

acme.map.key1.name=my name 1
acme.map.key1.description=my description 1
#---
spring.config.activate.on-profile=dev
acme.map.key1.name=dev name 1
acme.map.key2.name=dev name 2
acme.map.key2.description=dev description 2

如果当前激活profile非dev，AcmeProperties.map包含一个键key1（值对象name属性为my name 1，description属性为my description 1）。
当dev profile 处于激活状态时，AcmeProperties.map包含两个个键key1（值对象name属性为dev name 1，description属性为my description 1）和key2（值对象name属性为dev name 2，description属性为dev description 2）。这里可以理解为当配置为Map，Spring Boot按每一项区分，而不是整体区分。

五、@ConfigurationProperties 校验

和Controller层参数检验一样，Spring Boot支持在@ConfigurationProperties注解类上使用@Validated对绑定属性开启校验，并可以直接将JSR-303 javax.validation 约束注解加到@ConfigurationProperties注解类属性上进行校验。JSR-303 javax.validation 约束注解主要包括@NotNull（非空），@NotBlank（字符串非空），@Email（邮件格式）等等。
例如：

@ConfigurationProperties(prefix="acme")
@Validated
public class AcmeProperties {@NotNullprivate InetAddress remoteAddress;// ... getters and setters
}

@Validated也可用于通过@Configuration+@Bean创建的属性绑定类；
另外需要注意的是，@ConfigurationProperties注解类嵌套属性也开启校验的话，需要在相关字段值标注@Valid注解。
例如：

@ConfigurationProperties(prefix="acme")
@Validated
public class AcmeProperties {@NotNullprivate InetAddress remoteAddress;@Validprivate final Security security = new Security();// ... getters and setterspublic static class Security {@NotEmptypublic String username;// ... getters and setters}
}

六、松散绑定

从概述可以看出Java Bean属性和配置属性并不是精确匹配，Java Bean属性采用骆峰式，而配置属性使用短横线命名，也能绑定成功，这是由于Spring Boot采用了松散规则将配置项和@ConfigurationProperties注解类属性进行绑定。
例如，有如下@ConfigurationProperties类：

@ConfigurationProperties(prefix="acme.my-project.person")
public class OwnerProperties {private String firstName;// ... getters and setters
}

对于firstName，如下配置项都可以有其绑定成功：

acme.my-project.person.first-name，短横线命名，.properties和.yml推荐写法；
acme.myProject.person.firstName，标准骆峰式；
acme.my_project.person.first_name，下划线分割，.properties和.yml替代方案；
ACME_MYPROJECT_PERSON_FIRSTNAME，大写格式，只有环境变量数据源systemEnvironment才能使用；

其实使用分数字字母分隔符分割也能匹配成功，比如acme.my#project.person.first#name，acme.my&project.person.first&name等等都能和OwnerProperties的firstName绑定成功；

综上，所有数据源简单属性短横线命名，标准骆峰式，下划线分割都能绑定成功，并且环境变量systemEnvironment还支持使用下划线分割的大写方式。
对于List，除了.properties（[]）和.yml（-）各自配置语法外，还可以使用逗号分割配置。
另外，环境变量也可以配置List，但数字需要用下划线包围，即.properties中的[]需要变成_，例如在.properties中的my.acme[0].other配置项，在环境变量中需要写成MY_ACME_0_OTHER。