使用Spring實(shí)現(xiàn)@Value注入靜態(tài)字段

更新時(shí)間：2024年05月24日 15:25:16 作者：NaTook

這篇文章主要介紹了使用Spring實(shí)現(xiàn)@Value注入靜態(tài)字段方式,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助,如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

1. 前言

在開(kāi)發(fā) spring 應(yīng)用時(shí)，不可避免會(huì)有讀取配置文件，注入到靜態(tài)變量或者常量字段的場(chǎng)景。

我們最常用的是 @Value 注解，但是 @Value 不支持靜態(tài)字段的注入。

本文搜索了常見(jiàn)的解決方案，發(fā)現(xiàn)或多或少都有一定的限制。

于是結(jié)合自己對(duì) spring 的了解，增強(qiáng) @Value 的功能，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)字段的直接注入。

代碼實(shí)現(xiàn)沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試，有問(wèn)題請(qǐng)批評(píng)指正。

2. 注入靜態(tài)變量常規(guī)方案

2.1. @Value 標(biāo)記 set 方法

示例代碼如下：

類必須是 spring bean
@Value 標(biāo)記在 set 方法上，方法名沒(méi)有要求

@Component
public class TestConfig {

    private static String name;

    @Value("${test.name}")
    public void inject(String s) {
        name = s;
    }
}

2.2. @ConfigurationProperties 結(jié)合 set 方法

示例代碼如下：

類必須是 spring bean
set 方法名必須符合 spring 命名規(guī)范

@ConfigurationProperties(prefix = "test")
@Component
public class TestConfig {

    private static String name;

    public void setName(String n) {
        name = n;
    }
}

2.3. @Value 結(jié)合 @PostConstruct 間接注入

示例代碼如下：

@Component
public class TestConfig {

    @Value("${test.name}")
    private String name;
    private static String staticName;

    @PostConstruct
    public void init() {
        staticName = name;
        System.out.println("staticName = " + staticName);
    }
}

3. 擴(kuò)展 @Value 實(shí)現(xiàn)靜態(tài)字段的注入

前面幾種常規(guī)方案，都不太方便，而且有一定的限制。

所以筆者考慮擴(kuò)展 @Value 注解，實(shí)現(xiàn)以下功能：

可以注入靜態(tài)字段，包括變量和常量
所在類不一定是 spring bean，沒(méi)有限制
仍然支持 spel 表達(dá)式
作用的類范圍是指定包及其子包下的所有類

比如可以直接這么使用

public class Foo {

    @Value("${test.string}")
    private static String s;
}

接下來(lái)介紹如何實(shí)現(xiàn)

3.1. 自定義標(biāo)識(shí)注解

首先自定義一個(gè)注解

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface InjectStaticField {
}

這個(gè)注解沒(méi)有實(shí)際功能，只是給需要注入靜態(tài)字段的類加上標(biāo)識(shí)，使用示例如下：

@InjectStaticField
public class Foo {

    @Value("${test.string}")
    private static String s;
}

為什么要聲明一個(gè)沒(méi)有實(shí)際功能的注解呢？這里簡(jiǎn)單解釋一下。

要實(shí)現(xiàn) @Value 注入靜態(tài)變量，不可避免要加載 class，然后遍歷所有靜態(tài)字段

這種方式會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目在初始化時(shí)，就把所有的 class 都加載一遍，不管你實(shí)際有沒(méi)有用到。

加載類的時(shí)候，靜態(tài)代碼段、靜態(tài)屬性初始化都會(huì)被執(zhí)行，這可能會(huì)導(dǎo)致意料不到的后果。

但這還是存在一樣的問(wèn)題，判斷一個(gè)類是否標(biāo)識(shí)該自定義注解，還是得加載這個(gè)類再進(jìn)行判斷，這不是多此一舉嗎？

這里有個(gè)小細(xì)節(jié)，Spring 提供了一種機(jī)制，可以在不加載類的前提下，讀取類的元信息，包括注解信息。

所以我們可以利用這個(gè)機(jī)制，避免加載不必要的類

3.2. 在 Spring 應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)注入

這里通過(guò)實(shí)現(xiàn) SpringApplicationRunListener 接口

在 Spring 應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)注入靜態(tài)變量的邏輯

@Slf4j
public class RunListener implements SpringApplicationRunListener {

    private static final String DEFAULT_RESOURCE_PATTERN = "**/*.class";

    /**
     * 根據(jù) SpringApplicationRunListener 規(guī)范，必須要定義以下構(gòu)造方法
     */
    public RunListener(SpringApplication application, String[] args) {

    }

    @Override
    public void contextPrepared(ConfigurableApplicationContext context) {
        initInjectStaticField(context);
    }

    /**
     * 注入靜態(tài)字段
     */
    private static void initInjectStaticField(ConfigurableApplicationContext context) {
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = context.getBeanFactory();

        BeanExpressionResolver expressionResolver = beanFactory.getBeanExpressionResolver();
        if (expressionResolver == null) {
            expressionResolver = new StandardBeanExpressionResolver(beanFactory.getBeanClassLoader());
        }

        ConfigurableEnvironment env = context.getEnvironment();

        TypeConverter converter = beanFactory.getTypeConverter();
        CachingMetadataReaderFactory readerFactory = new CachingMetadataReaderFactory(context);

        // 獲取啟動(dòng)類所在包路徑
        String packagePath = ClassUtils.classPackageAsResourcePath(App.class);
        // 配置掃描包 pattern
        String searchPattern = ResourcePatternResolver.CLASSPATH_ALL_URL_PREFIX +
                packagePath + '/' + DEFAULT_RESOURCE_PATTERN;

        try {
            Field modifiersField = Field.class.getDeclaredField("modifiers");
            modifiersField.setAccessible(true);

            // 掃描包
            Resource[] resources = context.getResources(searchPattern);
            for (Resource resource : resources) {
                // 獲取類的元信息，這里不會(huì)觸發(fā)類的加載
                MetadataReader reader = readerFactory.getMetadataReader(resource);
                AnnotationMetadata metadata = reader.getAnnotationMetadata();

                // 只有聲明指定注解的類，才支持靜態(tài)注入
                if (!metadata.isAnnotated(InjectStaticField.class.getName())) {
                    continue;
                }

                // 加載類
                Class<?> clazz = Class.forName(metadata.getClassName());
                for (Field field : clazz.getDeclaredFields()) {
                    // 只注入靜態(tài)字段
                    if (!Modifier.isStatic(field.getModifiers())) {
                        continue;
                    }

                    // 獲取 Value 注解
                    Value anno = field.getDeclaredAnnotation(Value.class);
                    if (anno == null) {
                        continue;
                    }

                    // 讀取配置文件數(shù)據(jù)
                    String strValue = env.resolveRequiredPlaceholders(anno.value());
                    // 解析 spel
                    Object value = expressionResolver.evaluate(strValue,
                            new BeanExpressionContext(beanFactory, null));

                    Class<?> type = field.getType();
                    TypeDescriptor descriptor = new TypeDescriptor(field);
                    // 類型轉(zhuǎn)換
                    Object result = converter.convertIfNecessary(value, type, descriptor);

                    // 確保 private 和 final 修飾的靜態(tài)字段也可以注入
                    field.setAccessible(true);
                    if (Modifier.isFinal(field.getModifiers())) {
                        modifiersField.setInt(field, field.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);
                    }
                    // 注入值
                    field.set(null, result);
                }
            }
        } catch (Exception ex) {
            log.error("Inject static field failed", ex);
            throw new RuntimeException(ex);
        }
        log.info("Inject static field done");
    }
}

要記得在 META-INF/spring.factories 聲明 SpringApplicationRunListener 的實(shí)現(xiàn)類，否則不會(huì)生效

org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener=demo.spring.listener.RunListener

3.3. 測(cè)試

要注入的類

@InjectStaticField
public class Foo {

    @Value("${test.string}")
    public static String string;
    @Value("${test.int:100}")
    public static Integer i;
    @Value("#{${test.map}}")
    public static final Map<Object, Object> MAP = null;
}

application.properties

test.name=jack
test.map={key1: 'value1', key2: 'value2'}

測(cè)試打印

@SpringBootApplication
public class App {

    @PostConstruct
    public void init() {
        System.out.println("Foo.string = " + Foo.string);
        System.out.println("Foo.i = " + Foo.i);
        System.out.println("Foo.MAP = " + Foo.MAP);
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(App.class, args);
    }
}