Nacos+@RefreshScope为什么配置能动态刷新？

概述

RefeshScope这个注解想必大家都用过，在微服务配置中心的场景下经常出现，他可以用来刷新Bean中的属性配置，那大家对他的实现原理了解吗？它为什么可以做到动态刷新呢？

注解的作用

@RefreshScope注解是Spring Cloud中的一个注解，用来实现Bean中属性的动态刷新。

 

/**
 * Convenience annotation to put a @Bean definition in
 * {@link org.springframework.cloud.context.scope.refresh.RefreshScope refresh scope}.
 * Beans annotated this way can be refreshed at runtime and any components that are using
 * them will get a new instance on the next method call, fully initialized and injected
 * with all dependencies.
 *
 * @author Dave Syer
 *
 */
@Target({ ElementType.TYPE, ElementType.METHOD })
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Scope("refresh")
@Documented
public @interface RefreshScope {

 /**
  * @see Scope#proxyMode()
  * @return proxy mode
  */
 ScopedProxyMode proxyMode() default ScopedProxyMode.TARGET_CLASS;

}

 

上面是RefreshScope的源码，该注解被@Scope注解使用，@Scope用来比较Spring Bean的作用域，具体使用参考相关文章。

注解的属性proxyMode默认使用TARGET_CLASS作为代理。

实例

controller中添加@RefreshScope

nacos配置中心中配置

验证, 修改配置中心后，可以不重启动，刷新配置

去掉@RefreshScope 就不会自动刷新。

原理解析

为了实现动态刷新配置，主要就是想办法达成以下两个核心目标：

让Spring容器重新加载Environment环境配置变量

Spring Bean重新创建生成

@RefreshScope主要就是基于@Scope注解的作用域代理的基础上进行扩展实现的，加了@RefreshScope注解的类，在被Bean工厂创建后会加入自己的refresh scope 这个Bean缓存中，后续会优先从Bean缓存中获取，当配置中心发生了变更，会把变更的配置更新到spring容器的Environment中，并且同事bean缓存就会被清空，从而就会从bean工厂中创建bean实例了，而这次创建bean实例的时候就会继续经历这个bean的生命周期，使得@Value属性值能够从Environment中获取到最新的属性值，这样整个过程就达到了动态刷新配置的效果。

获取RefreshScope注解的Bean

通过打上断点查看堆栈可知：

因为Class被加上了@RefreshScope注解，那么这个BeanDefinition信息中的scope为refresh，在getBean的的时候会单独处理逻辑。

 

public abstract class AbstractBeanFactory extends FactoryBeanRegistrySupport implements ConfigurableBeanFactory {

protected  T doGetBean(
   String name, @Nullable Class requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly)
   throws BeansException {

    // 如果scope是单例的情况, 这里不进行分析
    if (mbd.isSingleton()) {
     .....
    }
                // 如果scope是prototype的情况, 这里不进行分析
    else if (mbd.isPrototype()) {
     ......
    }
                // 如果scope是其他的情况，本例中是reresh
    else {
     String scopeName = mbd.getScope();
     if (!StringUtils.hasLength(scopeName)) {
      throw new IllegalStateException("No scope name defined for bean '" + beanName + "'");
     }
                    // 获取refresh scope的实现类RefreshScope，这个类在哪里注入，我们后面讲
     Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
     if (scope == null) {
      throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope name '" + scopeName + "'");
     }
     try {
                        // 这边是获取bean,调用的是RefreshScope中的的方法
      Object scopedInstance = scope.get(beanName, () -> {
       beforePrototypeCreation(beanName);
       try {
        return createBean(beanName, mbd, args);
       }
       finally {
        afterPrototypeCreation(beanName);
       }
      });
      beanInstance = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
     }
     catch (IllegalStateException ex) {
      throw new ScopeNotActiveException(beanName, scopeName, ex);
     }
    }
   }
   catch (BeansException ex) {
    beanCreation.tag("exception", ex.getClass().toString());
    beanCreation.tag("message", String.valueOf(ex.getMessage()));
    cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);
    throw ex;
   }
   finally {
    beanCreation.end();
   }
  }

  return adaptBeanInstance(name, beanInstance, requiredType);
 }
    
}

 

2.RefreshScope继承成了GenericScope类，最终调用的的是GenericScope的get方法

 

public class GenericScope
  implements Scope, BeanFactoryPostProcessor, BeanDefinitionRegistryPostProcessor, DisposableBean {
                 @Override
 
  public Object get(String name, ObjectFactory objectFactory) {
  // 将bean添加到缓存cache中
        BeanLifecycleWrapper value = this.cache.put(name, new BeanLifecycleWrapper(name, objectFactory));
  this.locks.putIfAbsent(name, new ReentrantReadWriteLock());
  try {
            // 调用下面的getBean方法
   return value.getBean();
  }
  catch (RuntimeException e) {
   this.errors.put(name, e);
   throw e;
  }
 }       

private static class BeanLifecycleWrapper {
        
  public Object getBean() {
            // 如果bean为空，则创建bean
   if (this.bean == null) {
    synchronized (this.name) {
     if (this.bean == null) {
      this.bean = this.objectFactory.getObject();
     }
    }
   }
            // 否则返回之前创建好的bean
   return this.bean;
  }
            }
        }

 

小结：

从这边的代码中可以印证了上面的说法，创建后的Bean会缓存到scope的cache中，优先从缓存中获取，如果缓存中是null, 则重新走一遍create bean的流程。

RefeshScope Bean的创建

上面的在getBean的时候依赖到RefreshScope这个Bean，那么这个Bean是在什么时候加入到Spring Bean中的呢？答案就是RefreshAutoConfiguration。

配置中心刷新后刷新Bean缓存

配置中心发生变化后，会收到一个RefreshEvent事件，RefreshEventListner监听器会监听到这个事件。

 

public class RefreshEventListener implements SmartApplicationListener {

 
........

 public void handle(RefreshEvent event) {
  if (this.ready.get()) { // don't handle events before app is ready
   log.debug("Event received " + event.getEventDesc());
            // 会调用refresh方法，进行刷新
   Set keys = this.refresh.refresh();
   log.info("Refresh keys changed: " + keys);
  }
 }

}

// 这个是ContextRefresher类中的刷新方法
public synchronized Set refresh() {
        // 刷新spring的envirionment 变量配置
  Set keys = refreshEnvironment();
        // 刷新其他scope
  this.scope.refreshAll();
  return keys;
 }

 

refresh方法最终调用destroy方法，清空之前缓存的bean

 

public class RefreshScope extends GenericScope
  implements ApplicationContextAware, ApplicationListener, Ordered {

 @ManagedOperation(description = "Dispose of the current instance of all beans "
   + "in this scope and force a refresh on next method execution.")
 public void refreshAll() {
  // 调用父类的destroy
        super.destroy();
  this.context.publishEvent(new RefreshScopeRefreshedEvent());
 }
}


@Override
 public void destroy() {
  List errors = new ArrayList();
  Collection wrappers = this.cache.clear();
  for (BeanLifecycleWrapper wrapper : wrappers) {
   try {
    Lock lock = this.locks.get(wrapper.getName()).writeLock();
    lock.lock();
    try {
                    // 这里主要就是把之前的bean设置为null, 就会重新走createBean的流程了
     wrapper.destroy();
    }
    finally {
     lock.unlock();
    }
   }
   catch (RuntimeException e) {
    errors.add(e);
   }
  }
  if (!errors.isEmpty()) {
   throw wrapIfNecessary(errors.get(0));
  }
  this.errors.clear();
 }

 

总结

上面是这个RefreshScope实现动态刷新大致的原理，其中里面还有很多细节，可能需要留给大家自己debug去深入理解。

审核编辑：刘清