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雖然說功能上有不少差異，但是它們解決的最核心問題，無疑是配置文件修改后的實時生效，有時候在搬磚之余Hydra就在好奇實時生效是如何實現(xiàn)的、如果讓我來設(shè)計又會怎么去實現(xiàn)，于是這幾天抽出了點空閑時間，摸魚摸出了個簡易版的單機配置中心，先來看看效果：
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之所以說是簡易版本，首先是因為實現(xiàn)的核心功能就只有配置修改后實時生效，并且代碼的實現(xiàn)也非常簡單，一共只用了8個類就實現(xiàn)了這個核心功能，看一下代碼的結(jié)構(gòu)，核心類就是core包中的這8個類：
看到這是不是有點好奇，雖說是低配版，就憑這么幾個類也能實現(xiàn)一個配置中心?那么先看一下總體的設(shè)計流程，下面我們再細說代碼。
代碼簡要說明
下面對8個核心類進行一下簡要說明并貼出核心代碼，有的類中代碼比較長，可能對手機瀏覽的小伙伴不是非常友好，建議收藏后以后電腦瀏覽器打開(騙波收藏，計劃通!)。另外Hydra已經(jīng)把項目的全部代碼上傳到了git，有需要的小伙伴可以移步文末獲取地址。
1、ScanRunner
ScanRunner實現(xiàn)了CommandLineRunner接口，可以保證它在springboot啟動最后執(zhí)行，這樣就能確保其他的Bean已經(jīng)實例化結(jié)束并被放入了容器中。至于為什么起名叫ScanRunner，是因為這里要實現(xiàn)的主要就是掃描類相關(guān)功能。先看一下代碼：
@Component
public class ScanRunner implements CommandLineRunner {
@Override
public void run(String... args) throws Exception {
doScanComponent();
}
private void doScanComponent(){
String rootPath = this.getClass().getResource("/").getPath();
ListfileList = FileScanner.findFileByType(rootPath,null,FileScanner.TYPE_CLASS);
doFilter(rootPath,fileList);
EnvInitializer.init();
}
private void doFilter(String rootPath, ListfileList) {
rootPath = FileScanner.getRealRootPath(rootPath);
for (String fullPath : fileList) {
String shortName = fullPath.replace(rootPath, "")
.replace(FileScanner.TYPE_CLASS,"");
String packageFileName=shortName.replaceAll(Matcher.quoteReplacement(File.separator),"\\.");
try {
Class clazz = Class.forName(packageFileName);
if (clazz.isAnnotationPresent(Component.class)
|| clazz.isAnnotationPresent(Controller.class)
||clazz.isAnnotationPresent(Service.class)){
VariablePool.add(clazz);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
真正實現(xiàn)文件掃描功能是調(diào)用的FileScanner，它的實現(xiàn)我們后面具體再說，在功能上它能夠根據(jù)文件后綴名掃描某一目錄下的全部文件，這里首先掃描出了target目錄下全部以.class結(jié)尾的文件：
掃描到全部class文件后，就可以利用類的全限定名獲取到類的Class對象，下一步是調(diào)用doFilter方法對類進行過濾。這里我們暫時僅考慮通過@Value注解的方式注入配置文件中屬性值的方式，那么下一個問題來了，什么類中的@Value注解會生效呢?答案是通過@Component、@Controller、@Service這些注解交給spring容器管理的類。
綜上，我們通過這些注解再次進行過濾出符合條件的類，找到后交給VariablePool對變量進行處理。
2、FileScanner
FileScanner是掃描文件的工具類，它可以根據(jù)文件后綴名篩選出需要的某個類型的文件，除了在ScanRunner中用它掃描了class文件外，在后面的邏輯中還會用它掃描yml文件。下面，看一下FileScanner中實現(xiàn)的文件掃描的具體代碼：
public class FileScanner {
public static final String TYPE_CLASS=".class";
public static final String TYPE_YML=".yml";
public static List findFileByType(String rootPath, List fileList,String fileType){
if (fileList==null){
fileList=new ArrayList<>();
}
File rootFile=new File(rootPath);
if (!rootFile.isDirectory()){
addFile(rootFile.getPath(),fileList,fileType);
}else{
String[] subFileList = rootFile.list();
for (String file : subFileList) {
String subFilePath=rootPath + "\\" + file;
File subFile = new File(subFilePath);
if (!subFile.isDirectory()){
addFile(subFile.getPath(),fileList,fileType);
}else{
findFileByType(subFilePath,fileList,fileType);
}
}
}
return fileList;
}
private static void addFile(String fileName,List fileList,String fileType){
if (fileName.endsWith(fileType)){
fileList.add(fileName);
}
}
public static String getRealRootPath(String rootPath){
if (System.getProperty("os.name").startsWith("Windows")
&& rootPath.startsWith("/")){
rootPath = rootPath.substring(1);
rootPath = rootPath.replaceAll("/", Matcher.quoteReplacement(File.separator));
}
return rootPath;
}
}
查找文件的邏輯很簡單，就是在給定的根目錄rootPath下，循環(huán)遍歷每一個目錄，對找到的文件再進行后綴名的比對，如果符合條件就加到返回的文件名列表中。
至于下面的這個getRealRootPath方法，是因為在windows環(huán)境下，獲取到項目的運行目錄是這樣的：
/F:/Workspace/hermit-purple-config/target/classes/
而class文件名是這樣的：
F:\Workspace\hermit-purple-config\target\classes\com\cn\hermimt\purple\test\service\UserService.class
如果想要獲取一個類的全限定名，那么首先要去掉運行目錄，再把文件名中的反斜杠\替換成點.，這里就是為了刪掉文件名中的運行路徑提前做好準備。
3、VariablePool
回到上面的主流程中，每個在ScanRunner中掃描出的帶有@Component、@Controller、@Service注解的Class，都會交給VariablePool進行處理。顧名思義，VariablePool就是變量池的意思，下面會用這個容器封裝所有帶@Value注解的屬性。
public class VariablePool {
public static Map> pool=new HashMap<>();
private static final String regex="^(\\$\\{)(.)+(\\})$";
private static Pattern pattern;
static{
pattern=Pattern.compile(regex);
}
public static void add(Class clazz){
Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
if (field.isAnnotationPresent(Value.class)){
Value annotation = field.getAnnotation(Value.class);
String annoValue = annotation.value();
if (!pattern.matcher(annoValue).matches())
continue;
annoValue=annoValue.replace("${","");
annoValue=annoValue.substring(0,annoValue.length()-1);
Map clazzMap = Optional.ofNullable(pool.get(annoValue))
.orElse(new HashMap<>());
clazzMap.put(clazz,field.getName());
pool.put(annoValue,clazzMap);
}
}
}
public static Map> getPool() {
return pool;
簡單說一下這塊代碼的設(shè)計思路：
- 通過反射拿到Class對象中所有的屬性，并判斷屬性是否加了@Value注解
- @Value如果要注入配置文件中的值，一定要符合${xxx}的格式(這里先暫時不考慮${xxx:defaultValue}這種設(shè)置了默認值的格式)，所以需要使用正則表達式驗證是否符合，并校驗通過后去掉開頭的${和結(jié)尾的}，獲取真正對應(yīng)的配置文件中的字段
- VariablePool中聲明了一個靜態(tài)HashMap，用于存放所有配置文件中屬性-類-類中屬性的映射關(guān)系，接下來就要把這個關(guān)系存放到這個pool中
簡單來說，變量池就是下面這樣的結(jié)構(gòu)：
這里如果不好理解的話可以看看例子，我們引入兩個測試Service：
@Service
public class UserService {
@Value("${person.name}")
String name;
@Value("${person.age}")
Integer age;
}
@Service
public class UserDeptService {
@Value("${person.name}")
String pname;
}
在所有Class執(zhí)行完add方法后，變量池pool中的數(shù)據(jù)是這樣的：
可以看到在pool中，person.name對應(yīng)的內(nèi)層Map中包含了兩條數(shù)據(jù)，分別是UserService中的name字段，以及UserDeptService中的pname字段。
4、EnvInitializer
在VariablePool封裝完所有變量數(shù)據(jù)后，ScanRunner會調(diào)用EnvInitializer的init方法，開始對yml文件進行解析，完成配置中心環(huán)境的初始化。其實說白了，這個環(huán)境就是一個靜態(tài)的HashMap，key是屬性名，value就是屬性的值。
public class EnvInitializer {
private static Map envMap=new HashMap<>();
public static void init(){
String rootPath = EnvInitializer.class.getResource("/").getPath();
List fileList = FileScanner.findFileByType(rootPath,null,FileScanner.TYPE_YML);
for (String ymlFilePath : fileList) {
rootPath = FileScanner.getRealRootPath(rootPath);
ymlFilePath = ymlFilePath.replace(rootPath, "");
YamlMapFactoryBean yamlMapFb = new YamlMapFactoryBean();
yamlMapFb.setResources(new ClassPathResource(ymlFilePath));
Map map = yamlMapFb.getObject();
YamlConverter.doConvert(map,null,envMap);
}
}
public static void setEnvMap(Map envMap) {
EnvInitializer.envMap = envMap;
}
public static Map getEnvMap() {
return envMap;
}
}
首先還是使用FileScanner掃描根目錄下所有的.yml結(jié)尾的文件，并使用spring自帶的YamlMapFactoryBean進行yml文件的解析。但是這里有一個問題，所有yml文件解析后都會生成一個獨立的Map，需要進行Map的合并，生成一份配置信息表。至于這一塊具體的操作，都交給了下面的YamlConverter進行處理。
我們先進行一下演示，準備兩個yml文件，配置文件一：application.yml
spring:
application:
name: hermit-purple
server:
port: 6879
person:
name: Hydra
age: 18
配置文件二：config/test.yml
my:
name: John
friend:
name: Jay
sex: male
run: yeah
先來看一看環(huán)境完成初始化后，生成的數(shù)據(jù)格式是這樣的：
5、YamlConverter
??YamlConverter??主要實現(xiàn)的方法有三個：
- ?
?doConvert()???：將??EnvInitializer??中提供的多個Map合并成一個單層Map - ?
?monoToMultiLayer()??：將單層Map轉(zhuǎn)換為多層Map（為了生成yml格式字符串） - ?
?convert()??：yml格式的字符串解析為Map（為了判斷屬性是否發(fā)生變化）
由于后面兩個功能暫時還沒有涉及，我們先看第一段代碼：
public class YamlConverter {
public static void doConvert(Map map,String parentKey,Map propertiesMap){
String prefix=(Objects.isNull(parentKey))?"":parentKey+".";
map.forEach((key,value)->{
if (value instanceof Map){
doConvert((Map)value,prefix+key,propertiesMap);
}else{
propertiesMap.put(prefix+key,value);
}
});
}
//...
}
邏輯也很簡單，通過循環(huán)遍歷的方式，將多個Map最終都合并到了目的??envMap???中，并且如果遇到多層Map嵌套的情況，那么將多層Map的key通過點??.??進行了連接，最終得到了上面那張圖中樣式的單層Map。
其余兩個方法，我們在下面使用到的場景再說。
6、ConfigController
??ConfigController???作為控制器，用于和前端進行交互，只有兩個接口??save???和??get??，下面分別介紹。
get
前端頁面在開啟時會調(diào)用??ConfigController???中的??get???接口，填充到??textArea???中。先看一下??get??方法的實現(xiàn)：
@GetMapping("get")
public String get(){
ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper(new YAMLFactory());
String yamlContent = null;
try {
Map envMap = EnvInitializer.getEnvMap();
Map map = YamlConverter.monoToMultiLayer(envMap, null);
yamlContent = objectMapper.writeValueAsString(map);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return yamlContent;
}
之前在項目啟動時，就已經(jīng)把配置文件屬性封裝到了??EnvInitializer???的??envMap???中，并且這個??envMap???是一個單層的Map，不存在嵌套關(guān)系。但是我們這里要使用??jackson???生成標準格式的yml文檔，這種格式不符合要求，需要將它還原成一個具有層級關(guān)系的多層Map，就需要調(diào)用??YamlConverter???的??monoToMultiLayer()??方法。
??monoToMultiLayer()???方法的代碼有點長，就不貼在這里了，主要是根據(jù)key中的??.??進行拆分并不斷創(chuàng)建子級的Map，轉(zhuǎn)換完成后得到的多層Map數(shù)據(jù)如下：
在獲得這種格式后的Map后，就可以調(diào)用??jackson??中的方法將Map轉(zhuǎn)換為yml格式的字符串傳遞給前端了，看一下處理完成后返回給前端的字符串：
save
在前端頁面修改了yml內(nèi)容后點擊保存時，會調(diào)用??save??方法保存并更新配置，方法的實現(xiàn)如下：
@PostMapping("save")
public String save(@RequestBody Map newValue) {
String ymlContent =(String) newValue.get("yml");
PropertyTrigger.change(ymlContent);
return "success";
}
在拿到前端傳過來的yml字符串后，調(diào)用??PropertyTrigger???的??change??方法，實現(xiàn)后續(xù)的更改邏輯。
7、PropertyTrigger
在調(diào)用??change??方法后，主要做的事情有兩件：
- 修改?
?EnvInitializer???中的環(huán)境??envMap??，用于前端頁面刷新時返回新的數(shù)據(jù)，以及下一次屬性改變時進行對比使用 - 修改bean中屬性的值，這也是整個配置中心最重要的功能
先看一下代碼：
public class PropertyTrigger {
public static void change(String ymlContent) {
Map newMap = YamlConverter.convert(ymlContent);
Map oldMap = EnvInitializer.getEnvMap();
oldMap.keySet().stream()
.filter(key->newMap.containsKey(key))
.filter(key->!newMap.get(key).equals(oldMap.get(key)))
.forEach(key->{
System.out.println(key);
Object newVal = newMap.get(key);
oldMap.put(key, newVal);
doChange(key,newVal);
});
EnvInitializer.setEnvMap(oldMap);
}
private static void doChange(String propertyName, Object newValue) {
System.out.println("newValue:"+newValue);
Map> pool = VariablePool.getPool();
Map classProMap = pool.get(propertyName);
classProMap.forEach((clazzName,realPropertyName)->{
try {
Object bean = SpringContextUtil.getBean(clazzName);
Field field = clazzName.getDeclaredField(realPropertyName);
field.setAccessible(true);
field.set(bean, newValue);
} catch (NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
}
前面鋪墊了那么多，其實就是為了實現(xiàn)這段代碼中的功能，具體邏輯如下：
- 調(diào)用?
?YamlConverter???的??convert???方法，將前端傳來的yml格式字符串解析封裝成單層Map，數(shù)據(jù)格式和??EnvInitializer???中的??envMap??相同 - 遍歷舊的?
?envMap??，查看其中的key在新的Map中對應(yīng)的屬性值是否發(fā)生了改變，如果沒有改變則不做之后的任何操作 - 如果發(fā)生改變，用新的值替換?
?envMap??中的舊值 - 通過屬性名稱，從?
?VariablePool???中拿到涉及改變的??Class???，以及類中的字段??Field???。并通過后面的??SpringContextUtil??中的方法獲取到這個bean的實例對象，再通過反射改變字段的值 - 將修改后的Map寫回?
?EnvInitializer???中的??envMap??
到這里，就實現(xiàn)了全部的功能。
8、SpringContextUtil
??SpringContextUtil???通過實現(xiàn)??ApplicationContextAware???接口獲得了spring容器，而通過容器的??getBean()??方法就可以容易的拿到spring中的bean，方便進行后續(xù)的更改操作。
@Component
public class SpringContextUtil implements ApplicationContextAware {
private static ApplicationContext applicationContext;
@Override
public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
this.applicationContext = applicationContext;
}
public staticT getBean(Class t) {
return applicationContext.getBean(t);
}
}
9、前端代碼
至于前端代碼，就是一個非常簡單的表單，代碼的話可以移步??git??查看。
最后
到這里全部的代碼介紹完了，最后做一個簡要的總結(jié)吧，雖然通過這幾個類能夠?qū)崿F(xiàn)一個簡易版的配置中心功能，但是還有不少的缺陷，例如：
- 沒有處理?
?@ConfigurationProperties??注解 - 只處理了yml文件，沒有處理properties文件
- 目前處理的bean都是基于?
?singleton???模式，如果作用域為??prototype??，也會存在問題 - 反射性能低，如果某個屬性涉及的類很多會影響性能
- 目前只能代碼嵌入到項目中使用，還不支持獨立部署及遠程注冊功能
- ……
總的來說，后續(xù)需要完善的點還有不少，真是感覺任重道遠。
最后再聊聊項目的名稱，為什么取名叫??hermit-purple??呢，來源是jojo中二喬的替身隱者之紫，感覺這個替身的能力和配置中心的感知功能還是蠻搭配的，所以就用了這個哈哈。
那么這次的分享就到這里，我是Hydra，預(yù)祝大家虎年春節(jié)快樂，我們下篇再見。
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