Java实现配置加载机制

时间:2021-05-20

前言

现如今几乎大多数Java应用,例如我们耳熟能详的tomcat, struts2, netty...等等数都数不过来的软件,
要满足通用性,都会提供配置文件供使用者定制功能。

甚至有一些例如Netty这样的网络框架,几乎完全就是由配置驱动,这样的软件我们也通常称之为"微内核架构"的软件。
你把它配置成什么,它就是什么。

It is what you configure it to be.
最常见的配置文件格式是XML, Properties等等文件。

本文探讨加载配置中最通用也是最常见的场景,那就是把一个配置文件映射成Java里的POJO对象.
并探讨如何实现不同方式的加载,例如,有一些配置是从本地XML文件里面加载的,而有一些配置需要从本地Properties文件加载,更有甚者,有一些配置需要通过网络加载配置。

如何实现这样一个配置加载机制,让我们拥有这个机制后,不会让加载配置的代码散布得到处都是,并且可扩展,可管理。

配置加载器

首先,我们需要一个配置加载器,而这个配置加载器是可以有多种不同的加载方式的,因此,我们用一个接口来描述它,如下所示:

/** * * * @author Bean * @date 2016年1月21日 上午11:47:12 * @version 1.0 * */public interface IConfigLoader<T> { /** * load the config typed by T * * @return * @throws ConfigException */ public T load() throws ConfigException;}

可是,为什么我们需要在这个接口上声明泛型<T> ?
很明显,当我们要使用一个配置加载器时,你得告诉这个配置加载器你需要加载后得到什么结果。
例如,你希望加载配置后得到一个AppleConfig对象,那么你就可以这么去使用上述定义的接口:

IConfigLoader<AppleConfig> loader = new AppleConfigLoader<AppleConfig>(); AppleConfig config = loader.load();

于是你将配置文件里的信息转化成了一个AppleConfig对象,并且你能得到这个AppleConfig对象实例。

到目前,貌似只要我们的AppleConfigLoader里面实现了怎么加载配置文件的具体劳动,我们就可以轻易加载配置了。

可以这么说,但是不是还没有考虑到,配置可能通过不同的方式加载呢,比如通过Properties加载,通过dom方式加载,通过sax方式加载,或者通过某些第三方的开源库来加载。

因此,除了配置加载器,我们还需要另外一种角色,配置加载方式的提供者。暂且,我们就叫它IConfigProvider。

配置加载方式的提供者

配置加载方式的提供者可以提供一种加载方式给配置加载器,换言之,提供一个对象给配置加载器。

如果通过dom方式加载,那么提供者提供一个Document对象给加载器。
如果通过Properties方式加载,那么提供者提供一个Properties对象给加载器
如果通过第三方类库提供的方式加载,比如apache-commons-digester3(tomcat的配置加载),那么提供者提供一个Digester对象给加载器
提供者的职责就是提供,仅此而已,只提供配置加载器所需要的对象,但它本身并不参与配置加载的劳动。

我们用一个接口IConfigProvider来定义这个提供者

/** * * * @author Bean * @date 2016年1月21日 上午11:54:28 * @version 1.0 * */public interface IConfigProvider<T> { /** * provide a config source used for loading config * * @return * @throws ConfigException */ public T provide() throws ConfigException;}

这里为什么又会有<T>来声明泛型呢?
如果需要一个提供者,那么至少得告诉这个提供者它该提供什么吧。

因此,一个提供者会提供什么,由这个来决定。

同时,到这里,我们可以先建造一个工厂,让它来生产特定的提供者:

/** * * * @author Bean * @date 2016年1月21日 上午11:56:28 * @version 1.0 * */public class ConfigProviderFactory { private ConfigProviderFactory() { throw new UnsupportedOperationException("Unable to initialize a factory class : " + getClass().getSimpleName()); } public static IConfigProvider<Document> createDocumentProvider(String filePath) { return new DocumentProvider(filePath); } public static IConfigProvider<Properties> createPropertiesProvider(String filePath) { return new PropertiesProvider(filePath); } public static IConfigProvider<Digester> createDigesterProvider(String filePath) { return new DigesterProvider(filePath); }}

可以开始实现具体配置加载器了?

还不行!

到这里,假设我们有一个配置文件,叫apple.xml。而且我们要通过DOM方式把这一份apple.xml加载后变成AppleConfig对象。

那么,首先我要通过提供者工厂给我制造一个能提供Document的提供者。然后拿到这个提供者,我就可以调用它的provide方法来获得Document对象,
有了document对象,那么我就可以开始来加载配置了。

可是,如果要加载BananaConfig、PearConfig.......呢,其步骤都是一样的。因此我们还要有一个抽象类,来实现一些默认的共同行为。

/** * * * @author Bean * @date 2016年1月21日 上午11:59:19 * @version 1.0 * */public abstract class AbstractConfigLoader <T, U> implements IConfigLoader<T>{ protected IConfigProvider<U> provider; protected AbstractConfigLoader(IConfigProvider<U> provider) { this.provider = provider; } /* * @see IConfigLoader#load() */ @Override public T load() throws ConfigException { return load(getProvider().provide()); } public abstract T load(U loaderSource) throws ConfigException; protected IConfigProvider<U> getProvider() { return this.provider; }}

每个配置加载器都有一个带参数构造器,接收一个Provider。

泛型指明了我要加载的是AppleConfig还是BananConfig,泛型<U>指明了要用什么加载方式加载,是Document呢,还是Properties,或者其他。

实战运用实例

有一份菜市场配置文件market.xml,配置了菜市场的商品,里面有两种商品,分别是苹果和鸡蛋。

<market> <apple> <color>red</color> <price>100</price> </apple> <egg> <weight>200</weight> </egg></market>

另外还有一份关于各个档口老板名字的配置文件,owner.properties

port1=Steve Jobsport2=Bill Gatesport3=Kobe Bryant

我们先定义好如下类:
MarketConfig.java

/** * * * @author Bean * @date 2016年1月21日 下午11:03:37 * @version 1.0 * */public class MarketConfig { private AppleConfig appleConfig; private EggConfig eggConfig; private OwnerConfig ownerConfig; public AppleConfig getAppleConfig() { return appleConfig; } public void setAppleConfig(AppleConfig appleConfig) { this.appleConfig = appleConfig; } public EggConfig getEggConfig() { return eggConfig; } public void setEggConfig(EggConfig eggConfig) { this.eggConfig = eggConfig; } public OwnerConfig getOwnerConfig() { return ownerConfig; } public void setOwnerConfig(OwnerConfig ownerConfig) { this.ownerConfig = ownerConfig; }}

AppleConfig.java

/** * * * @author Bean * @date 2016年1月21日 下午11:03:45 * @version 1.0 * */public class AppleConfig { private int price; private String color; public void setPrice(int price) { this.price = price; } public int getPrice() { return this.price; } public void setColor(String color) { this.color = color; } public String getColor() { return this.color; }}

EggConfig.java

/** * * * @author Bean * @date 2016年1月21日 下午11:03:58 * @version 1.0 * */public class EggConfig { private int weight; public void setWeight(int weight) { this.weight = weight; } public int getWeight() { return this.weight; }}

OwnerConfig.java

/** * * * @author Bean * @date 2016年1月21日 下午11:04:06 * @version 1.0 * */public class OwnerConfig { private Map<String, String> owner = new HashMap<String, String>(); public void addOwner(String portName, String owner) { this.owner.put(portName, owner); } public String getOwnerByPortName(String portName) { return this.owner.get(portName); } public Map<String, String> getOwners() { return Collections.unmodifiableMap(this.owner); }}

这个例子有两种配置加载方式,分别是Dom和Properties加载方式。
所以我们的提供者建造工厂需要制造两种提供者provider.
而且需要定义2个配置加载器,分别是:

OwnerConfigLoader

/** * * * @author Bean * @date 2016年1月21日 下午11:24:50 * @version 1.0 * */public class OwnerConfigLoader extends AbstractConfigLoader<OwnerConfig, Properties>{ /** * @param provider */ protected OwnerConfigLoader(IConfigProvider<Properties> provider) { super(provider); } /* * @see AbstractConfigLoader#load(java.lang.Object) */ @Override public OwnerConfig load(Properties props) throws ConfigException { OwnerConfig ownerConfig = new OwnerConfig(); /** * 利用props,设置ownerConfig的属性值 * * 此处代码省略 */ return ownerConfig; }}

然后是MarketConfigLoader

import org.w3c.dom.Document;/** * * * @author Bean * @date 2016年1月21日 下午11:18:56 * @version 1.0 * */public class MarketConfigLoader extends AbstractConfigLoader<MarketConfig, Document> { /** * @param provider */ protected MarketConfigLoader(IConfigProvider<Document> provider) { super(provider); } /* * AbstractConfigLoader#load(java.lang.Object) */ @Override public MarketConfig load(Document document) throws ConfigException { MarketConfig marketConfig = new MarketConfig(); AppleConfig appleConfig = new AppleConfig(); EggConfig eggConfig = new EggConfig(); /** * 在这里处理document,然后就能得到 * AppleConfig和EggConfg * * 此处代码省略 */ marketConfig.setAppleConfig(appleConfig); marketConfig.setEggConfig(eggConfig); /** * 由于OwnerConfig是需要properties方式来加载,不是xml * 所以这里要新建一个OwnerConfigLoader,委托它来加载OwnerConfig */ OwnerConfigLoader ownerConfigLoader = new OwnerConfigLoader(ConfigProviderFactory.createPropertiesProvider(YOUR_FILE_PATH)); OwnerConfig ownerConfig = ownerConfigLoader.load(); marketConfig.setOwnerConfig(ownerConfig); return marketConfig; }}

然后,我们在应用层面如何获取到MarketConfig呢

MarketConfigLoader marketConfigLoader = new MarketConfigLoader(ConfigProviderFactory.createDocumentProvider(YOUR_FILE_PATH));
MarketConfig marketConfig = marketConfigLoader.load();
也许有个地方会人奇怪,明明有四个配置类,为什么只有2个配置加载器呢。
因为MarketConfig、EggConfig和AppleConfig,都是从同一个xml配置文件里面加载,所以只要一个Document对象,通过MarketConfigLoader就可以全部加载。

而OwnerConfig是不同的加载方式,所以需要另外一个加载器。

尾声

本文提出的配置加载机制,并不能够实际帮忙加载配置,这事应该留给DOM,SAX,以及其他一些开源库如dom4j,Digester去做。
但本文提出的配置加载机制能够让配置加载机制更灵活,容易扩展,并且能够集成多种配置加载方式,融合到一个机制进来,发挥各自有点。

实际上,有些软件经常需要同时从多种不同格式的配置文件里面加载配置,例如struts2,以及我最近在研究并被气到吐血的某国产开源数据库中间件软件,
如果没有一套完整的配置加载机制,那么代码会比较散乱,可维护性不高。容易使人吐血。

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