Spring 手写IoC

系统管理员 2024-03-24 10:58 87阅读 0赞

Spring框架的IOC是基于Java反射机制实现的。

#### 实现Spring的IoC ####

我们知道，IoC（控制反转）和DI（依赖注入）是Spring里面核心的东西，那么，我们如何自己手写出这样的代码呢？下面我们就一步一步写出Spring框架最核心的部分。

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#### **1、定义注解** ####

Bean注解

package com.cj.annotation.anno;
    
    import java.lang.annotation.ElementType;
    import java.lang.annotation.Retention;
    import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
    import java.lang.annotation.Target;
    
    @Target(ElementType.TYPE) // 用于描述类、接口(包括注解类型) 或enum声明
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) // 在运行时生效
    public @interface Bean {
    }

依赖注入注解

package com.cj.spring.core.annotation;
    
    import java.lang.annotation.ElementType;
    import java.lang.annotation.Retention;
    import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
    import java.lang.annotation.Target;
    
    @Target({ElementType.FIELD})
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    public @interface Di {
    }

#### **2、定义bean容器接口** ####

package com.cj.spring.core;
    
    public interface ApplicationContext {
    
        Object getBean(Class clazz);
    }

#### **3、编写注解bean容器接口实现** ####

我们通过构造方法传入包的base路径，扫描被@Bean注解的java对象，完整代码如下

package com.cj.annotation.bean;
    
    import com.cj.annotation.anno.Bean;
    import com.cj.annotation.anno.Di;
    
    import java.io.File;
    import java.lang.reflect.Field;
    import java.net.URL;
    import java.net.URLDecoder;
    import java.util.Enumeration;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    import java.util.Set;
    
    public class AnnotationApplicationContext implements ApplicationContext {
    
        private static String rootPath;
    
        // 存储bean的容器
        private HashMap<Class, Object> beanFactory = new HashMap<>();
    
        /**
         * 根据包扫描加载bean
         *
         * @param basePackage
         */
        public AnnotationApplicationContext(String basePackage) {
    
            try {
                // 1 把.替换成\
                String packagePath = basePackage.replaceAll("\\.",
                        "\\\\");
    
                // 2 获取包绝对路径
                Enumeration<URL> urls
                        = Thread.currentThread().getContextClassLoader()
                        .getResources(packagePath);
                while (urls.hasMoreElements()) {
                    URL url = urls.nextElement();
                    String filePath = URLDecoder.decode(url.getFile(),
                            "utf-8");
                    // 获取包前面路径部分，字符串截取
                    rootPath = filePath.substring(0, filePath.length() - packagePath.length());
                    // 包扫描
                    loadBean(new File(filePath));
                }
            } catch (Exception e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
    
            // 属性注入
            loadDi();
        }
    
    
        /**
         * 包扫描
         *
         * @param file 打包构建的路径
         */
        public void loadBean(File file) throws Exception {
    
            // 1、判断当前是否为文件夹
            if (file.isDirectory()) {
    
                // 2、获取文件夹中的所有内容
                File[] childrenFiles = file.listFiles();
    
                // 2.1 当前文件夹是否为空
                if (childrenFiles == null || childrenFiles.length == 0) {
                    return;
                }
    
                // 3、当文件夹不为空的时候，获取文件夹中的全部内容
                for (File child : childrenFiles) {
                    // 3.1 判断当前文件是否还是文件夹，如果是，就进行一个 递归 寻找
                    if (child.isDirectory()) {
                        loadBean(child);
                    } else {
    
                        // 3.2 在这里得到的 File 已经是文件，当得到包路径 + 类名称 - 字符串截取
                        String pathWithClass = child.getAbsolutePath().substring(rootPath.length() - 1);
    
                        // 3.3 在判断当前文件是否 .class
                        if (pathWithClass.contains(".class")) {
                            // 3.4 因为要用的是 .class ,要将路径中的 \ 替换成 . ,
                            // 最后将得到为 com.cj.service
                            String allClass = pathWithClass
                                    .replaceAll("\\\\", ".")
                                    .replace(".class", "");
    
                            // 3.5 获取类的 Class
                            Class<?> clazz = Class.forName(allClass);
    
                            // 3.6 判断是不是接口
                            if (!clazz.isInterface()) {
    
                                // 获取类上的注解
                                Bean annotation = clazz.getAnnotation(Bean.class);
                                // 3.7 判断类上面是否有注解
                                if (annotation != null) {
    
                                    // 3.8 如果有就实例化
                                    Object instance = clazz.getConstructor().newInstance();
    
                                    // 3.9 把实例化后的对象放到 map 集合中
                                    if (clazz.getInterfaces().length > 0) {
                                        beanFactory.put(clazz.getInterfaces()[0], instance);
                                    } else {
                                        beanFactory.put(clazz, instance);
                                    }
                                }
    
                            }
                        }
                    }
                }
            }
    
        }
    
        /**
         * 属性的输入
         */
        private void loadDi() {
            // 实例化对象在 beanFactory 的 map 集合里边
    
            // 1、遍历 beanFactory 的 map 集合
            Set<Map.Entry<Class, Object>> entries = beanFactory.entrySet();
    
            for (Map.Entry<Class, Object> entry : entries) {
    
                // 获取每个 map 对象，每个对象属性取到
                Object obj = entry.getValue();
                // 获取对象 Class
                Class<?> clazz = obj.getClass();
                // 获取每个对象属性
                Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
    
                // 遍历得到每个对象属性数组，得到每个属性
                for (Field field : declaredFields) {
                    Di annotation = field.getAnnotation(Di.class);
                    if (annotation != null) {
                        // 为了防止拿不到 私有类型的属性
                        field.setAccessible(true);
    
                        try {
                            // 如果有 @Di 注解，就把对象进行注入
                            field.set(obj, beanFactory.get(field.getType()));
                        } catch (IllegalAccessException e) {
                            throw new RuntimeException(e);
                        }
                    }
                }
    
            }
    
        }
    
        @Override
        public Object getBean(Class clazz) {
            return beanFactory.get(clazz);
        }
    
    }

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#### 编写测试场景 ####

package com.cj.annotation.service;
    
    public interface UserService {
        public void add();
    }

package com.cj.annotation.service;
    
    import com.cj.annotation.anno.Bean;
    import com.cj.annotation.anno.Di;
    import com.cj.annotation.dao.UserDao;
    
    @Bean
    public class UserServiceImpl implements UserService {
    
        @Di
        public UserDao userDao;
    
        public void add() {
            userDao.add();
            System.out.println("Service->add()... ");
        }
    
    }

package com.cj.annotation;
    
    import com.cj.annotation.bean.AnnotationApplicationContext;
    import com.cj.annotation.bean.ApplicationContext;
    import com.cj.annotation.service.UserService;
    import org.junit.jupiter.api.Test;
    
    public class UserControllerTest {
    
        @Test
        public void test1() {
            ApplicationContext context = new AnnotationApplicationContext("com.cj");
            UserService userService = (UserService) context.getBean(UserService.class);
            System.out.println(userService);
            userService.add();
        }
    }