100行代码撸完SpringIOC容器

Posted 2021-01-27 码农的自我修养

用过Spring框架的人一定都知道Spring的依赖注入控制反转;通俗的讲就是负责实例化对象 和 管理对象间的依赖 实现解耦。

我们来对比两段代码：

UserController{
    UserService userService = new UserService();
    userService.insert(user);
}

UserController{
    @Autowwired
    UserService userService;
    userService.insert(user);
}

乍一看好像没什么区别,好像都是一样的。在controller里面创建了一个service对象然后调用它里面的方法。但是换个角度想想, 如果还有2个，3个，甚至n个类需要用到这个service呢，那它岂不是要被创建n次，这样就会极大的浪费资源，分分钟就内存溢出了。

企业开发案例：

我们只需要在xml配置文件里面指定配置参数,然后在类上加上spring注解它就能帮我们管理对象了，那它又是怎么实现的呢? 答案是: xml解析 + 反射 + 工厂模式。

手写IOC容器，演示它的加载过程：

1. 模仿spring，我们也定义一个注解

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

}


@Target({ TYPE, FIELD, METHOD })
@Retention(RUNTIME)
public @interface MyAutowired {

}

2. 像使用spring注解一样，使用我们刚才的注解

@MyService
public class OrderService {

    public void add() {
        System.out.println("Order....add()");
    }
}


@MyService
public class UserService {

    @MyAutowired
    private OrderService orderService;
    
    public void add() {
        orderService.add();
        System.out.println("User....add()");
    }
}

 3. 演示容器加载核心代码

/**
 * SpringIOC容器实现过程
 */
public class MyClassPathXmlApplicationContext {
    // 1. 指定扫描包的范围
    private String packageName ;
    
    // Spring的bean容器 (容器启动时初始化所有bean,默认单例)  key:beanName(默认类名小写)  value:bean对象
    private ConcurrentHashMap<String, Object> beans;
    
    public MyClassPathXmlApplicationContext(String packageName) throws Exception {
        // 类加载时初始化这些参数
        this.packageName = packageName;
        this.beans = new ConcurrentHashMap<String, Object>();
        initBeans();// 初始化所有类
        initEntryField();// 初始化所有类的属性
    }
    
    /**
     * 初始化bean(IOC控制反转)
     */
    public void initBeans() throws Exception {
        // 2. 通过java反射扫描指定包下面所有类的class地址
        List<Class<?>> classes = ClassUtil.getClasses(packageName);
        ConcurrentHashMap<String, Object> classExistAnnotation = this.findClassExistAnnotation(classes);
        if(classExistAnnotation == null || classExistAnnotation.isEmpty()) throw new Exception("cannot find bean");
    }
    
    /**
     * 判断类上面是否存在bean的注解
     */
    private ConcurrentHashMap<String, Object> findClassExistAnnotation(List<Class<?>> classes) throws InstantiationException, IllegalAccessException {
        for(Class<?> classInfo : classes) {
            // 3. 获取指定路径中有ioc注解的类
            MyService annotation = classInfo.getAnnotation(MyService.class);
            if(annotation!=null) {
                String className = classInfo.getSimpleName();// 获取类名称
                // 4. 将类名首字母小写,获取bean名称。
                String beanaName = StringUtil.toLowerCaseFirstOne(className);
                // 5. 反射初始化对象
                Object object = classInfo.newInstance();
                // 6. 将bean对象存入spring容器中
                beans.put(beanaName, object);
            }
        }
        return beans;// 对象初始化完成
    }    
    /**
     * 初始化属性
     */
    private void initEntryField() throws Exception {
        // 7. 遍历spring容器中所有的bean对象
        for (Entry<String, Object> entry : beans.entrySet()) {
            Object bean = entry.getValue();
            this.attriAssign(bean);
        }

    }
    /**
     * 依赖注入实现原理(DI依赖注入)
     */
    public void attriAssign(Object object) throws Exception {
        Class<? extends Object> classInfo = object.getClass();
        // 8. 使用反射机制,获取当前类的所有属性值
        Field[] fields = classInfo.getDeclaredFields();
        for(Field field : fields) {
            // 9. 获取有@MyAutowired注解的属性
            MyAutowired myAutowired = field.getAnnotation(MyAutowired.class);
            if(myAutowired != null) {
                // 10. 获取属性名称
                String beanName = field.getName();
                // 11. 默认使用属性名称,查找bean容器对象
                Object bean = this.getBean(beanName);
                if(bean != null) {
                    field.setAccessible(true);// 允许访问私有属性
                    // 12. 将得到的bean对象赋值给当前对象的属性上。(bean名称=属性名称)
                    field.set(object, bean);
                }
            }
        }
    }
    /**
     * 通过bean名称去spring容器里面获取bean对象
     */
    public Object getBean(String beanName) throws Exception {
        if(StringUtils.isEmpty(beanName)) throw new Exception("beans.factory.BeanCreationException");
        Object object = beans.get(beanName);
        return object;
    }
    /**
     * 测试
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyClassPathXmlApplicationContext applicationContext = new MyClassPathXmlApplicationContext("com.wulei.service");
        UserService userService = (UserService)applicationContext.getBean("userService");
        userService.add();
    }
}

依赖注入：比如userController里面的userService属性加上bean注解,在类被加载时通过反射获取service的对象，并且赋值给该属性，这就叫做依赖注入。
控制反转：controller引用service的实例，不需要通过new来创建，将创建对象的责任转移给spring容器，这就叫反转； ioc容器实现对象的创建，以及外部资源的获取(其他类的属性和方法),这就叫控制。