Spring Boot 2.x基礎教程：配置文件詳解

在快速入門一節中，我們輕松的實現了一個簡單的RESTful API應用，體驗了一下Spring Boot給我們帶來的諸多優點，我們用非常少的代碼量就成功的實現了一個Web應用，這是傳統的Spring應用無法辦到的，雖然我們在實現Controller時用到的代碼是一樣的，但是在配置方面，相信大家也注意到了，在上面的例子中，除了Maven的配置之后，就沒有引入任何的配置。

這就是之前我們所提到的，Spring Boot針對我們常用的開發場景提供了一系列自動化配置來減少原本復雜而又幾乎很少改動的模板化配置內容。但是，我們還是需要去了解如何在Spring Boot中修改這些自動化的配置內容，以應對一些特殊的場景需求，比如：我們在同一臺主機上需要啟動多個基于Spring Boot的web應用，若我們不為每個應用指定特別的端口號，那么默認的8080端口必將導致沖突。

如果您還有在讀我的Spring Cloud系列教程，其實有大量的工作都會是針對配置文件的。所以我們有必要深入的了解一些關于Spring Boot中的配置文件的知識，比如：它的配置方式、如何實現多環境配置，配置信息的加載順序等。

配置基礎

在快速入門示例中，我們介紹Spring Boot的工程結構時，有提到過 src/main/resources目錄是Spring Boot的配置目錄，所以我們要為應用創建配置個性化配置時，就是在該目錄之下。

Spring Boot的默認配置文件位置為： src/main/resources/application.properties。關于Spring Boot應用的配置內容都可以集中在該文件中了，根據我們引入的不同Starter模塊，可以在這里定義諸如：容器端口名、數據庫鏈接信息、日志級別等各種配置信息。比如，我們需要自定義web模塊的服務端口號，可以在application.properties中添加server.port=8888來指定服務端口為8888，也可以通過spring.application.name=hello來指定應用名（該名字在Spring Cloud應用中會被注冊為服務名）。

Spring Boot的配置文件除了可以使用傳統的properties文件之外，還支持現在被廣泛推薦使用的YAML文件。

YAML（英語發音：/?j?m?l/，尾音類似camel駱駝）是一個可讀性高，用來表達資料序列的格式。YAML參考了其他多種語言，包括：C語言、Python、Perl，并從XML、電子郵件的數據格式（RFC 2822）中獲得靈感。Clark Evans在2001年首次發表了這種語言，另外Ingy d?t Net與Oren Ben-Kiki也是這語言的共同設計者。目前已經有數種編程語言或腳本語言支援（或者說解析）這種語言。YAML是"YAML Ain't a Markup Language"（YAML不是一種標記語言）的遞回縮寫。在開發的這種語言時，YAML 的意思其實是："Yet Another Markup Language"（仍是一種標記語言），但為了強調這種語言以數據做為中心，而不是以標記語言為重點，而用反向縮略語重新命名。AML的語法和其他高階語言類似，并且可以簡單表達清單、散列表，標量等資料形態。它使用空白符號縮排和大量依賴外觀的特色，特別適合用來表達或編輯數據結構、各種設定檔、傾印除錯內容、文件大綱（例如：許多電子郵件標題格式和YAML非常接近）。盡管它比較適合用來表達階層式（hierarchical model）的數據結構，不過也有精致的語法可以表示關聯性（relational model）的資料。由于YAML使用空白字元和分行來分隔資料，使得它特別適合用grep／Python／Perl／Ruby操作。其讓人最容易上手的特色是巧妙避開各種封閉符號，如：引號、各種括號等，這些符號在巢狀結構時會變得復雜而難以辨認。 —— 維基百科

YAML采用的配置格式不像properties的配置那樣以單純的鍵值對形式來表示，而是以類似大綱的縮進形式來表示。比如：下面的一段YAML配置信息

environments:
    dev:
        url: http://dev.bar.com
        name: Developer Setup
    prod:
        url: http://foo.bar.com
        name: My Cool App

與其等價的properties配置如下。

environments.dev.url=http://dev.bar.com
environments.dev.name=Developer Setup
environments.prod.url=http://foo.bar.com
environments.prod.name=My Cool App

通過YAML的配置方式，我們可以看到配置信息利用階梯化縮進的方式，其結構顯得更為清晰易讀，同時配置內容的字符量也得到顯著的減少。除此之外，YAML還可以在一個單個文件中通過使用spring.profiles屬性來定義多個不同的環境配置。例如下面的內容，在指定為test環境時，server.port將使用8882端口；而在prod環境，server.port將使用8883端口；如果沒有指定環境，server.port將使用8881端口。

server:
    port: 8881
---
spring:
    profiles: test
server:
    port: 8882
---
spring:
    profiles: prod
server:
    port: 8883

注意：YAML目前還有一些不足，它無法通過@PropertySource注解來加載配置。但是，YAML加載屬性到內存中保存的時候是有序的，所以當配置文件中的信息需要具備順序含義時，YAML的配置方式比起properties配置文件更有優勢。

自定義參數

我們除了可以在Spring Boot的配置文件中設置各個Starter模塊中預定義的配置屬性，也可以在配置文件中定義一些我們需要的自定義屬性。比如在application.properties中添加：

book.name=SpringCloudInAction
book.author=ZhaiYongchao

然后，在應用中我們可以通過@Value注解來加載這些自定義的參數，比如：

@Component
public class Book {

    @Value("${book.name}")
    private String name;
    @Value("${book.author}")
    private String author;

    // 省略getter和setter
}

@Value注解加載屬性值的時候可以支持兩種表達式來進行配置：

一種是我們上面介紹的PlaceHolder方式，格式為 ${...}，大括號內為PlaceHolder
另外還可以使用SpEL表達式（Spring Expression Language），格式為 #{...}，大括號內為SpEL表達式

參數引用

在application.properties中的各個參數之間，我們也可以直接通過使用PlaceHolder的方式來進行引用，就像下面的設置：

book.name=SpringCloud
book.author=ZhaiYongchao
book.desc=${book.author}  is writing《${book.name}》

book.desc參數引用了上文中定義的book.name和book.author屬性，最后該屬性的值就是ZhaiYongchao is writing《SpringCloud》。

使用隨機數

在一些特殊情況下，有些參數我們希望它每次加載的時候不是一個固定的值，比如：密鑰、服務端口等。在Spring Boot的屬性配置文件中，我們可以通過使用${random}配置來產生隨機的int值、long值或者string字符串，這樣我們就可以容易的通過配置來屬性的隨機生成，而不是在程序中通過編碼來實現這些邏輯。

${random}的配置方式主要有一下幾種，讀者可作為參考使用。

# 隨機字符串
com.didispace.blog.value=${random.value}
# 隨機int
com.didispace.blog.number=${random.int}
# 隨機long
com.didispace.blog.bignumber=${random.long}
# 10以內的隨機數
com.didispace.blog.test1=${random.int(10)}
# 10-20的隨機數
com.didispace.blog.test2=${random.int[10,20]}

該配置方式可以用于設置應用端口等場景，避免在本地調試時出現端口沖突的麻煩

命令行參數

回顧一下在本章的快速入門中，我們還介紹了如何啟動Spring Boot應用，其中提到了使用命令java -jar命令來啟動的方式。該命令除了啟動應用之外，還可以在命令行中來指定應用的參數，比如：java -jar xxx.jar --server.port=8888，直接以命令行的方式，來設置server.port屬性，另啟動應用的端口設為8888。

在命令行方式啟動Spring Boot應用時，連續的兩個減號--就是對application.properties中的屬性值進行賦值的標識。所以，java -jar xxx.jar --server.port=8888命令，等價于我們在application.properties中添加屬性server.port=8888。

通過命令行來修改屬性值是Spring Boot非常重要的一個特性，通過此特性，理論上已經使得我們應用的屬性在啟動前是可變的，所以其中端口號也好、數據庫連接也好，都是可以在應用啟動時發生改變，而不同于以往的Spring應用通過Maven的Profile在編譯器進行不同環境的構建。其最大的區別就是，Spring Boot的這種方式，可以讓應用程序的打包內容，貫穿開發、測試以及線上部署，而Maven不同Profile的方案每個環境所構建的包，其內容本質上是不同的。但是，如果每個參數都需要通過命令行來指定，這顯然也不是一個好的方案，所以下面我們看看如果在Spring Boot中實現多環境的配置。

多環境配置

我們在開發任何應用的時候，通常同一套程序會被應用和安裝到幾個不同的環境，比如：開發、測試、生產等。其中每個環境的數據庫地址、服務器端口等等配置都會不同，如果在為不同環境打包時都要頻繁修改配置文件的話，那必將是個非常繁瑣且容易發生錯誤的事。

對于多環境的配置，各種項目構建工具或是框架的基本思路是一致的，通過配置多份不同環境的配置文件，再通過打包命令指定需要打包的內容之后進行區分打包，Spring Boot也不例外，或者說更加簡單。

在Spring Boot中多環境配置文件名需要滿足application-{profile}.properties的格式，其中{profile}對應你的環境標識，比如：

application-dev.properties：開發環境
application-test.properties：測試環境
application-prod.properties：生產環境

至于哪個具體的配置文件會被加載，需要在application.properties文件中通過spring.profiles.active屬性來設置，其值對應配置文件中的{profile}值。如：spring.profiles.active=test就會加載application-test.properties配置文件內容。

下面，以不同環境配置不同的服務端口為例，進行樣例實驗。

針對各環境新建不同的配置文件application-dev.properties、application-test.properties、application-prod.properties
在這三個文件均都設置不同的server.port屬性，如：dev環境設置為1111，test環境設置為2222，prod環境設置為3333
application.properties中設置spring.profiles.active=dev，就是說默認以dev環境設置
測試不同配置的加載
執行java -jar xxx.jar，可以觀察到服務端口被設置為1111，也就是默認的開發環境（dev）
執行java -jar xxx.jar --spring.profiles.active=test，可以觀察到服務端口被設置為2222，也就是測試環境的配置（test）
執行java -jar xxx.jar --spring.profiles.active=prod，可以觀察到服務端口被設置為3333，也就是生產環境的配置（prod）

按照上面的實驗，可以如下總結多環境的配置思路：

application.properties中配置通用內容，并設置spring.profiles.active=dev，以開發環境為默認配置
application-{profile}.properties中配置各個環境不同的內容
通過命令行方式去激活不同環境的配置

加載順序

在上面的例子中，我們將Spring Boot應用需要的配置內容都放在了項目工程中，雖然我們已經能夠通過spring.profiles.active或是通過Maven來實現多環境的支持。但是，當我們的團隊逐漸壯大，分工越來越細致之后，往往我們不需要讓開發人員知道測試或是生成環境的細節，而是希望由每個環境各自的負責人（QA或是運維）來集中維護這些信息。那么如果還是以這樣的方式存儲配置內容，對于不同環境配置的修改就不得不去獲取工程內容來修改這些配置內容，當應用非常多的時候就變得非常不方便。同時，配置內容都對開發人員可見，本身這也是一種安全隱患。對此，現在出現了很多將配置內容外部化的框架和工具，后續將要介紹的Spring Cloud Config就是其中之一，為了后續能更好的理解Spring Cloud Config的加載機制，我們需要對Spring Boot對數據文件的加載機制有一定的了解。

Spring Boot為了能夠更合理的重寫各屬性的值，使用了下面這種較為特別的屬性加載順序：

命令行中傳入的參數。
SPRING_APPLICATION_JSON中的屬性。SPRING_APPLICATION_JSON是以JSON格式配置在系統環境變量中的內容。
java:comp/env中的JNDI屬性。
Java的系統屬性，可以通過System.getProperties()獲得的內容。
操作系統的環境變量
通過random.*配置的隨機屬性
位于當前應用jar包之外，針對不同{profile}環境的配置文件內容，例如：application-{profile}.properties或是YAML定義的配置文件
位于當前應用jar包之內，針對不同{profile}環境的配置文件內容，例如：application-{profile}.properties或是YAML定義的配置文件
位于當前應用jar包之外的application.properties和YAML配置內容
位于當前應用jar包之內的application.properties和YAML配置內容
在@Configuration注解修改的類中，通過@PropertySource注解定義的屬性
應用默認屬性，使用SpringApplication.setDefaultProperties定義的內容

優先級按上面的順序有高到低，數字越小優先級越高。

可以看到，其中第7項和第9項都是從應用jar包之外讀取配置文件，所以，實現外部化配置的原理就是從此切入，為其指定外部配置文件的加載位置來取代jar包之內的配置內容。通過這樣的實現，我們的工程在配置中就變的非常干凈，我們只需要在本地放置開發需要的配置即可，而其他環境的配置就可以不用關心，由其對應環境的負責人去維護即可。

2.x 新特性

在Spring Boot 2.0中推出了Relaxed Binding 2.0，對原有的屬性綁定功能做了非常多的改進以幫助我們更容易的在Spring應用中加載和讀取配置信息。下面本文就來說說Spring Boot 2.0中對配置的改進。

配置文件綁定

簡單類型

在Spring Boot 2.0中對配置屬性加載的時候會除了像1.x版本時候那樣移除特殊字符外，還會將配置均以全小寫的方式進行匹配和加載。所以，下面的4種配置方式都是等價的：

properties格式：

spring.jpa.databaseplatform=mysql
spring.jpa.database-platform=mysql
spring.jpa.databasePlatform=mysql
spring.JPA.database_platform=mysql

yaml格式：

spring:
  jpa:
    databaseplatform: mysql
    database-platform: mysql
    databasePlatform: mysql
    database_platform: mysql

Tips：推薦使用全小寫配合-分隔符的方式來配置，比如：spring.jpa.database-platform=mysql

List類型

在properties文件中使用[]來定位列表類型，比如：

spring.my-example.url[0]=http://example.com
spring.my-example.url[1]=http://spring.io

也支持使用逗號分割的配置方式，上面與下面的配置是等價的：

spring.my-example.url=http://example.com,http://spring.io

而在yaml文件中使用可以使用如下配置：

spring:
  my-example:
    url:
      - http://example.com
      - http://spring.io

也支持逗號分割的方式：

spring:
  my-example:
    url: http://example.com, http://spring.io

注意：在Spring Boot 2.0中對于List類型的配置必須是連續的，不然會拋出UnboundConfigurationPropertiesException異常，所以如下配置是不允許的：

foo[0]=a
foo[2]=b

在Spring Boot 1.x中上述配置是可以的，foo[1]由于沒有配置，它的值會是null

Map類型

Map類型在properties和yaml中的標準配置方式如下：

properties格式：

spring.my-example.foo=bar
spring.my-example.hello=world

yaml格式：

spring:
  my-example:
    foo: bar
    hello: world

注意：如果Map類型的key包含非字母數字和-的字符，需要用[]括起來，比如：

spring:
  my-example:
    '[foo.baz]': bar

環境屬性綁定

簡單類型

在環境變量中通過小寫轉換與.替換_來映射配置文件中的內容，比如：環境變量SPRING_JPA_DATABASEPLATFORM=mysql的配置會產生與在配置文件中設置spring.jpa.databaseplatform=mysql一樣的效果。

List類型

由于環境變量中無法使用[和]符號，所以使用_來替代。任何由下劃線包圍的數字都會被認為是[]的數組形式。比如：

MY_FOO_1_ = my.foo[1]
MY_FOO_1_BAR = my.foo[1].bar
MY_FOO_1_2_ = my.foo[1][2]

另外，最后環境變量最后是以數字和下劃線結尾的話，最后的下劃線可以省略，比如上面例子中的第一條和第三條等價于下面的配置：

MY_FOO_1 = my.foo[1]
MY_FOO_1_2 = my.foo[1][2]

系統屬性綁定

簡單類型

系統屬性與文件配置中的類似，都以移除特殊字符并轉化小寫后實現綁定，比如下面的命令行參數都會實現配置spring.jpa.databaseplatform=mysql的效果：

-Dspring.jpa.database-platform=mysql
-Dspring.jpa.databasePlatform=mysql
-Dspring.JPA.database_platform=mysql

List類型

系統屬性的綁定也與文件屬性的綁定類似，通過[]來標示，比如：

-D"spring.my-example.url[0]=http://example.com"
-D"spring.my-example.url[1]=http://spring.io"

同樣的，他也支持逗號分割的方式，比如：

-Dspring.my-example.url=http://example.com,http://spring.io

屬性的讀取

上文介紹了Spring Boot 2.0中對屬性綁定的內容，可以看到對于一個屬性我們可以有多種不同的表達，但是如果我們要在Spring應用程序的environment中讀取屬性的時候，每個屬性的唯一名稱符合如下規則：

通過.分離各個元素
最后一個.將前綴與屬性名稱分開
必須是字母（a-z）和數字(0-9)
必須是小寫字母
用連字符-來分隔單詞
唯一允許的其他字符是[和]，用于List的索引
不能以數字開頭

所以，如果我們要讀取配置文件中spring.jpa.database-platform的配置，可以這樣寫：

this.environment.containsProperty("spring.jpa.database-platform")

而下面的方式是無法獲取到spring.jpa.database-platform配置內容的：

this.environment.containsProperty("spring.jpa.databasePlatform")

注意：使用@Value獲取配置內容的時候也需要這樣的特點

全新的綁定API

在Spring Boot 2.0中增加了新的綁定API來幫助我們更容易的獲取配置信息。下面舉個例子來幫助大家更容易的理解：

例子一：簡單類型

假設在propertes配置中有這樣一個配置：com.didispace.foo=bar

我們為它創建對應的配置類：

@Data
@ConfigurationProperties(prefix = "com.didispace")
public class FooProperties {

    private String foo;

}

接下來，通過最新的Binder就可以這樣來拿配置信息了：

@SpringBootApplication
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = SpringApplication.run(Application.class, args);

        Binder binder = Binder.get(context.getEnvironment());

        // 綁定簡單配置
        FooProperties foo = binder.bind("com.didispace", Bindable.of(FooProperties.class)).get();
        System.out.println(foo.getFoo());
    }
}

例子二：List類型

如果配置內容是List類型呢？比如：

com.didispace.post[0]=Why Spring Boot
com.didispace.post[1]=Why Spring Cloud

com.didispace.posts[0].title=Why Spring Boot
com.didispace.posts[0].content=It is perfect!
com.didispace.posts[1].title=Why Spring Cloud
com.didispace.posts[1].content=It is perfect too!

要獲取這些配置依然很簡單，可以這樣實現：

ApplicationContext context = SpringApplication.run(Application.class, args);

Binder binder = Binder.get(context.getEnvironment());

// 綁定List配置
List<String> post = binder.bind("com.didispace.post", Bindable.listOf(String.class)).get();
System.out.println(post);

List<PostInfo> posts = binder.bind("com.didispace.posts", Bindable.listOf(PostInfo.class)).get();
System.out.println(posts);

代碼示例

本教程配套倉庫：

Github：https://github.com/dyc87112/SpringBoot-Learning/tree/2.x
Gitee：https://gitee.com/didispace/SpringBoot-Learning/tree/2.x

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配置基礎

自定義參數

參數引用

使用隨機數

命令行參數

多環境配置

加載順序

2.x 新特性

配置文件綁定

簡單類型

List類型

Map類型

環境屬性綁定

系統屬性綁定

屬性的讀取

全新的綁定API

代碼示例

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