spring中的Enviroment和profile到底怎么用

前言

在我刚入行不久时，总是对上下文（Context）、环境（Environment）这类抽象概念搞不清楚、弄不明白、玩不转，更是不懂它哥俩的区别或者说是联系（说实话从中文上来说不好区分，至少我是这么认为的）。
直到现在，我可以根据自己的理解对这两者下个通俗易懂的定义（不喜勿喷）：

上下文：用来处理分层传递的抽象，代表着应用
环境：当前上下文运行的环境，存储着各种全局变量。这些变量会影响着当前程序的运行情况（比如JDK信息、磁盘信息、内存信息等等。当然还包括用户自定义的一些属性值）

Spring属性管理API

其实在Spring3.1之前，在Spring中使用配置是有众多痛点的：比如多环境支持就是其中之一。直到Spring3.1，它提供了新的属性管理API，而且功能非常强大且很完善，以后对于一些属性信息（Properties）、配置信息（Profile）等都应该使用新的API来管理~
核心API主要包括下面4个部分：

PropertySource：属性源。key-value属性对抽象
PropertyResolver：属性解析器。用于解析相应key的value
Profile：配置(资料里翻译为剖面，我实在不理解)。只有激活的配置profile的组件/配置才会注册到Spring容器，类似于maven中profile
Environment：环境，本身也是个属性解析器PropertyResolver。它在基础上还提供了Profile特性，能够很好的对多环境支持。因此我们一般使用它，而不是底层接口PropertyResolver。可以简单粗暴的把它理解为Profile 和 PropertyResolver 的组合

Spring3.1从这4个方面重新设计，使得API更加的清晰，而且功能也更加的强大了。
另外，关于PropertySource和PropertyResolver的说明，看官可先移步至：
【小家Spring】关于Spring属性处理器PropertyResolver以及应用运行环境Environment的深度分析，强大的StringValueResolver使用和解析

关于属性（Properties）

PropertyResolver作为属性解析器，用于解析任何基础源的属性的接口。它提供了最基本的getProperty()和resolvePlaceholders()等操作接口~~~
ConfigurablePropertyResolver作为PropertyResolver的子接口，额外提供属性类型转换的功能，说得通俗点就是在基础上提供了转换所需的ConversionService。

注意：接口上一直都没有提供setProperty()等方法，因为它的设计是通过属性源PropertySource来存储和获取属性值的，而不是一个简单的Map而已~

AbstractPropertyResolver是对接口ConfigurablePropertyResolver的抽象实现。比如它确定了前缀、后缀：
public abstract class AbstractPropertyResolver implements ConfigurablePropertyResolver {
   ...
   private String placeholderPrefix = SystemPropertyUtils.PLACEHOLDER_PREFIX; // ${
   private String placeholderSuffix = SystemPropertyUtils.PLACEHOLDER_SUFFIX; // }
   @Nullable
   private String valueSeparator = SystemPropertyUtils.VALUE_SEPARATOR; // :
   ...
}

属性处理器在Spring内建唯一实现类为：PropertySourcesPropertyResolver。
需要注意的是，环境抽象Environment关于属性部分的实现，也是委托给PropertySourcesPropertyResolver来处理的~
public class PropertySourcesPropertyResolver extends AbstractPropertyResolver {
   ...
   @Nullable
   private final PropertySources propertySources; //内部持有一组PropertySource

// 由此可以看出propertySources的顺序很重要~~~
   // 并且还能处理占位符~~~~~ resolveNestedPlaceholders支持内嵌、嵌套占位符
   @Nullable
   protected <T> T getProperty(String key, Class<T> targetValueType, boolean resolveNestedPlaceholders) {
       if (this.propertySources != null) {
           for (PropertySource<?> propertySource : this.propertySources) {
               Object value = propertySource.getProperty(key);
               if (value != null) {
                   if (resolveNestedPlaceholders && value instanceof String) {
                       value = resolveNestedPlaceholders((String) value);
                   }
                   logKeyFound(key, propertySource, value);
                   return convertValueIfNecessary(value, targetValueType);
               }
           }
       }
       return null;
   }
   ...
}

PropertySources可以理解成一组PropertySource，它的唯一实现类为MutablePropertySources：
public class MutablePropertySources implements PropertySources {
// 内部确实是持有多个PropertySource
private final List<PropertySource<?>> propertySourceList = new CopyOnWriteArrayList<>();

public void addFirst(PropertySource<?> propertySource) {
       removeIfPresent(propertySource);
       this.propertySourceList.add(0, propertySource);
   }
   public void addLast(PropertySource<?> propertySource) {
       removeIfPresent(propertySource);
       this.propertySourceList.add(propertySource);
   }
   ...
}

环境Environment和配置Profile
Environment表示当前应用程序正在运行的环境。
Environment接口继承自PropertyResolver，所以它既能处理属性值、也能处理配置Profile：

properties的属性值由PropertyResolver定义和处理
profile则表示当前的运行环境配置（剖面），
对于应用程序中的 properties 而言，并不是所有的都会加载到系统中，只有其属性与 profile 匹配才会被激活加载

所以 Environment 对象的作用是确定哪些配置文件（如果有）profile 当前处于活动状态，以及默认情况下哪些配置文件（如果有）应处于活动状态。
通过上面推荐博文里了解到了PropertySource，k-v属性值对系统非常重要且可以来自于多个地方：

自定义的Properties文件
JVM系统属性
系统环境变量
JNDI
ServeltContext、ServletConfig
…

Environment接口的定义如下：
// @since 3.1
public interface Environment extends PropertyResolver {
   // 返回此环境下激活的配置文件集
   String[] getActiveProfiles();
   // 如果未设置激活配置文件，则返回默认的激活的配置文件集
   String[] getDefaultProfiles();

// @since 5.1
   @Deprecated
   boolean acceptsProfiles(String... profiles);
   boolean acceptsProfiles(Profiles profiles);
}

ConfigurableEnvironment
提供设置激活的 profile 和默认的 profile 的功能以及操作 Properties 的工具（委托实现）。
public interface ConfigurableEnvironment extends Environment, ConfigurablePropertyResolver {
// 指定该环境下的 profile 集
void setActiveProfiles(String... profiles);
// 增加此环境的 profile
void addActiveProfile(String profile);
// 设置默认的 profile
void setDefaultProfiles(String... profiles);
// 返回此环境的 PropertySources
MutablePropertySources getPropertySources();
// 尝试返回 System.getenv() 的值，若失败则返回通过 System.getenv(string) 的来访问各个键的映射
Map<String, Object> getSystemEnvironment();
// 尝试返回 System.getProperties() 的值，若失败则返回通过 System.getProperties(string) 的来访问各个键的映射
Map<String, Object> getSystemProperties();
void merge(ConfigurableEnvironment parent);
}

该类除了继承 Environment 接口外还继承了 ConfigurablePropertyResolver 接口，所以它即具备了设置 profile 的功能也具备了操作 Properties 的功能。同时还允许客户端通过它设置和验证所需要的属性，自定义转换服务等功能。
AbstractEnvironment
它继承自ConfigurableEnvironment，它作为抽象实现，主要实现了profile相关功能。
public abstract class AbstractEnvironment implements ConfigurableEnvironment {
public static final String IGNORE_GETENV_PROPERTY_NAME = "spring.getenv.ignore";

// 请参考：ConfigurableEnvironment#setActiveProfiles
   public static final String ACTIVE_PROFILES_PROPERTY_NAME = "spring.profiles.active";
   // 请参考：ConfigurableEnvironment#setDefaultProfiles
   public static final String DEFAULT_PROFILES_PROPERTY_NAME = "spring.profiles.default";

private final Set<String> defaultProfiles = new LinkedHashSet<>(getReservedDefaultProfiles());
   // 默认的profile名称
   protected static final String RESERVED_DEFAULT_PROFILE_NAME = "default";
   ...

protected Set<String> doGetActiveProfiles() {
       synchronized (this.activeProfiles) {
           if (this.activeProfiles.isEmpty()) {
               String profiles = getProperty(ACTIVE_PROFILES_PROPERTY_NAME);
               if (StringUtils.hasText(profiles)) {
                   setActiveProfiles(StringUtils.commaDelimitedListToStringArray(
                           StringUtils.trimAllWhitespace(profiles)));
               }
           }
           return this.activeProfiles;
       }
   }
   ...
}

如果 activeProfiles 为空，则从 Properties 中获取 spring.profiles.active 配置；如果不为空，则调用 setActiveProfiles() 设置 profile，最后返回。

从这里可以知道，API设置的activeProfiles优先级第一，其次才是属性配置（属性源是个很大的概念，希望各位看官能够理解）。

@Profile注解和ProfileCondition
上面介绍的都是API，其实Spring也非常友好的提供了注解的方式便捷的实现Profile能力：
// @since 3.1 能标注在类上、方法上~
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Conditional(ProfileCondition.class)
public @interface Profile {

// 注意此处是个数组，也就是说可以激活多个的
String[] value();

}

说明：spring-text包有个注解org.springframework.test.context.ActiveProfiles就是基于它的。

可以看到@Profile，从Spring4.0以后它的原理是基于org.springframework.context.annotation.Condition这个条件接口的，当然还少不了配套的@Conditional注解~~~
ProfileCondition
class ProfileCondition implements Condition {

@Override
   public boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
       // 因为value值是个数组，所以此处有多个值用的MultiValueMap
       MultiValueMap<String, Object> attrs = metadata.getAllAnnotationAttributes(Profile.class.getName());
       if (attrs != null) {
           for (Object value : attrs.get("value")) {

               // 多个值中，但凡只要有一个acceptsProfiles了，那就返回true~
               if (context.getEnvironment().acceptsProfiles(Profiles.of((String[]) value))) {
                   return true;
               }
           }
           return false;
       }
       return true;
   }

}

@Profile的value可以指定多个值，并且只需要有一个值符合了条件，@Profile标注的方法、类就会生效，就会被加入到容器内…

至于@Conditional是何时解析的，这部分知识在讲解Spring容器启动流程、初始化Bean的时候有N次提起，此处略

Profile使用的示例分析
在项目开发中，很多配置它在开发环境和线上环境是不一样的，最为典型就是数据库连接、redis连接等。
一般来说，最次都会有两种环境（公司越大、项目越复杂，环境会越多~）：

开发环境dev
生产环境prod

本文就以这两个环境为基础，用一个非常简单的例子来演示profile的使用：
@Configuration
public class RootConfig {

@Profile({"default"}) // 显示的指出defualt~~~
@Bean("person")
public Person personDefault() {
return new Person("我代表defualt数据源", 0);
}

@Profile({"dev", "test"})
@Bean("person")
public Person personDev() {
return new Person("我代表dev数据源", 66);
}

@Profile({"prod", "online"})
@Bean("person")
public Person personProd() {
return new Person("我代表prod数据源", 88);
}

}

验证：
public static void main(String[] args) {
ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(RootConfig.class);

Environment environment = context.getEnvironment();
String[] activeProfiles = environment.getActiveProfiles();
String[] defaultProfiles = environment.getDefaultProfiles();

System.out.println(ArrayUtils.toString(activeProfiles)); //{}
System.out.println(ArrayUtils.toString(defaultProfiles)); //{default}
System.out.println(context.getBean("person"));

}

结果打印：
{}
{default}
Person{name='我代表defualt数据源', age=0}

由于我没有手动设置过任何激活Profiles，所以走默认的，因此最终被放进容器的Person对象就是我们那个@Profile({"default"})默认的。
手动设置激活的Profiles：
public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();

// 手动设置激活的Profiles
ConfigurableEnvironment environment = context.getEnvironment();
environment.setActiveProfiles("dev", "test1", "test2");
// environment.setDefaultProfiles("",""); // 也可以设置默认的只是一般都不这么干~

context.register(RootConfig.class);
context.refresh();

String[] activeProfiles = environment.getActiveProfiles();
String[] defaultProfiles = environment.getDefaultProfiles();
System.out.println(ArrayUtils.toString(activeProfiles)); //{}
System.out.println(ArrayUtils.toString(defaultProfiles)); //{default}
System.out.println(context.getBean("person"));

}

结果打印：
{dev,test1,test2}
{default}
Person{name='我代表dev数据源', age=66}

结果符合我们预期。这里需要注意的是：environment.setActiveProfiles()方法必须在容器启动之前调用，否则无效。
（激活prod的做法一样，此处就无需再演示了~~~）
Tips：若类/方法上没有标注任何@Profile注解的，不受到activeProfiles的影响，都会被加入到容器。

激活profile的6种方式
上面示例介绍的是自己手动API调用方式去激活profile，但在实际开发中，这样做显得非常的麻烦，而且并不是每位小伙伴都知道这个API和调用时机，使用门槛偏高。
Spring考虑到了这一点，所以它提供了非常多的方式让你可以激活profile，任君灵活选择。本文我介绍如下6种方式：
方式一：API调用方式
见上例
方式二：properties配置文件方式
写一个属性文件：profile.properties
spring.profiles.active = prod
1
把资源文件导入进容器，然后启动即可
@PropertySource("classpath:profile.properties")
@Configuration
public class RootConfig { ... }

public static void main(String[] args) {
ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(RootConfig.class);

Environment environment = context.getEnvironment();
String[] activeProfiles = environment.getActiveProfiles();
String[] defaultProfiles = environment.getDefaultProfiles();

System.out.println(ArrayUtils.toString(activeProfiles)); //{}
System.out.println(ArrayUtils.toString(defaultProfiles)); //{default}
System.out.println(context.getBean("person"));

}

结果输出：
{prod}
{default}
Person{name='我代表prod数据源', age=88}
123
注意：下面集中方式是SpringBoot环境下可直接使用的方式(Spring环境下默认不支持)：
方式三：多profile文件方式
类似这么来写：

application-dev.properties
application-prod.properties

当然：类似的写多个yml也是可以的，此处就不作为一种新方式了

方式四：yml文件多文档块方式
略
方式五：命令行参数方式（重要）
形如：

方式六：JVM参数方式
形如：

思考题：若上面6中方式都有（SpringBoot环境下），或者只配置某几种方式，它们的优先级、最终谁会生效你知道吗？
这个问题各位小伙伴可自行思考，此处我给出两点提示：

API调用方式的优先第一考虑
各式各样的PropertySource属性源的优先级才是应该考虑的重中之重