Java 实现配置加载机制

原文链接：《Java 实现配置加载机制》http://www.ytbean.com/posts/java-config-skeleton/

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<T>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<T>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 Jobs
port2=Bill Gates
port3=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。