第 3 章：符合十二要素程序风格的配置

本章系统梳理了如何实现十二要素应用的外部化配置，涵盖 Spring 配置机制、Profile 管理、Spring Boot 配置加载顺序、类型安全配置、以及 Spring Cloud Config 的集中式配置与动态刷新能力。

配置的基本概念与挑战

在 Spring 体系中，“配置”既包括 bean 装配的元数据，也包括运行环境下会变化的参数（如密码、端口、主机名等）。十二要素应用强调将环境相关的配置外部化，避免敏感信息硬编码，提升安全性与可移植性。

Spring 框架对配置的支持

Spring 早期通过 PropertyPlaceholderConfigurer 支持外部属性文件，将 XML 配置中的占位符替换为外部值。如下所示：

<context:property-placeholder location="classpath:some.properties"/>
<bean class="classic.Application">
    <property name="configurationProjectName" value="${configuration.projectName}" />
</bean>

这种方式支持将敏感或环境相关配置从代码中剥离，便于在不同环境下灵活切换。

Environment 接口与 @Value 注解

Spring 3.x 引入了 Environment 接口和 @Value 注解，进一步简化了配置注入。你可以通过 @PropertySource 注解加载外部属性文件，通过 @Value 注解将配置注入到字段、构造器或方法参数中。例如：

@Configuration
@PropertySource("some.properties")
public class Application {
    @Value("${configuration.projectName}")
    private String projectName;

    @Autowired
    public Application(@Value("${configuration.projectName}") String pn) { ... }

    @Autowired
    void setEnvironment(Environment env) {
        // 通过 env.getProperty("configuration.projectName") 获取配置
    }
}

这种机制支持多种注入方式，灵活适配不同场景。

Profile 机制与多环境配置

Spring 的 Profile 机制允许根据不同环境激活不同的 bean 定义。你可以通过 @Profile 注解或配置文件激活不同 profile，实现开发、测试、生产等多环境的灵活切换。例如：

@Configuration
@Profile("prod")
@PropertySource("some-prod.properties")
public class ProdConfiguration { ... }

@Configuration
@Profile({"default", "dev"})
@PropertySource("some.properties")
public class DefaultConfiguration { ... }

通过 spring.profiles.active 配置项、环境变量、JVM 参数或编程方式激活 profile。

Spring Boot 的配置加载顺序与 YAML 支持

Spring Boot 进一步简化了配置加载流程，支持多种配置来源，优先级如下：

• 命令行参数
• JNDI 属性
• JVM 系统属性
• 操作系统环境变量
• 外部配置文件（config/application.yml/properties）
• 内部配置文件（classpath 下的 application.yml/properties）
• @PropertySource 注解
• 默认属性

支持 profile 的配置文件命名规则，如 application-dev.yml。YAML 格式天然支持层级结构，适合复杂配置场景。例如：

configuration:
  projectName: Spring Boot
management:
  security:
    enabled: false

类型安全的配置绑定

Spring Boot 支持通过 @ConfigurationProperties 注解将配置自动绑定到 POJO，实现类型安全。例如：

@Component
@ConfigurationProperties("configuration")
public class ConfigurationProjectProperties {
    private String projectName;
    // getter/setter
}

在主类加 @EnableConfigurationProperties，即可自动注入配置对象。

配置中心与 Spring Cloud Config

对于分布式系统，集中式配置管理尤为重要。Spring Cloud Config Server 提供 REST API，将配置集中存储于 Git/SVN 等仓库，支持版本控制和审计。典型服务端配置如下：

@SpringBootApplication
@EnableConfigServer
public class Application { ... }

application.yml 配置示例：

server:
  port: 8888
spring:
  cloud:
    config:
      server:
        git:
          uri: https://github.com/cloud-native-java/config-server-configuration-repository

客户端通过 spring.application.name 与配置仓库文件名匹配，优先加载 bootstrap.yml 配置：

spring:
  application:
    name: configuration-client
  cloud:
    config:
      uri: http://localhost:8888

安全与动态刷新

Spring Cloud Config 支持对配置仓库和服务端的安全认证。客户端可通过 URI 携带用户名密码，服务端可通过 Spring Security 保护。

动态刷新方面，@RefreshScope 注解可使 bean 支持配置热更新。通过调用 /refresh 或 /bus/refresh Actuator 端点，可实现单实例或集群级别的配置刷新。例如：

@RestController
@RefreshScope
class ProjectNameRestController {
    @Value("${configuration.projectName}")
    private String projectName;
    // ...
}

结合 Spring Cloud Bus，可通过消息中间件（如 RabbitMQ、Kafka）实现多实例配置同步刷新。

总结

本章系统梳理了 Spring 及 Spring Boot 的外部化配置机制、Profile 管理、类型安全配置绑定，以及 Spring Cloud Config 的集中式配置与动态刷新能力。通过这些机制，云原生应用能够实现环境无关、配置灵活、运维高效的目标，为后续微服务与自动化运维打下坚实基础。