【框架源码】手写Spring框架IOC容器核心流程

简介: 【框架源码】手写Spring框架IOC容器核心流程

67336fcc892a42179e23659bef7df89b.jpg



要是想要了解Spring IOC底层,首先我们就得先了解什么是IOC。

IOC就是控制反转,把对象创建和对象之间的调用过程交给Spring进行管理。

使用IOC目的就是之前我们创建对象的方式都是用new的方式创建,这个方式有个缺点,被创建对象的类的位置一旦被改动,new就会报错,类与类之间的关联度太大,为了降低耦合度,将创建对象交给IOC容器处理。

IOC底层原理也是运用主要技术包括:xml解析、工厂设计模式、反射。

IOC主要是通过内部工厂类解析配置文件id属性对应的class属性,利用反射Class.forName()方法,参数是class属性值,来回去对应的类,进而获取对象

下面我们就来用自己的方式来实现Spring IOC的核心功能点。

Spring IOC 核心功能点如下:

支持读取xml文件,创建多个bean

提供接口根据id获取容器bean

根据xml配置,需要支持对象注入功能

支持判断容器里面是否存在bean和获取class类型

采用适当的接口抽取和封装,使用方式和spring框架基本类似

这是我们在Spring框架中创建Bean的方式:

5f321727220043febf5463730b16c834.jpg


接下来,我们就按照Spring的这中创建Bean的方式自定义一个简易的IOC框架。

创建一个maven项目。

64d3d2c61c4146dca86e30a6d310e3d9.jpg

首先,我们先加入一个依赖,然后创建一些环境测试类,OrderMapper、OrderService、OrderServiceImpl、beans.xml。

    <!--JDOM 是一种使用 XML 的独特 Java 工具包,用于快速开发 XML 应用程序。JDOM 是一个开源项目,它基于树形结构,利用纯 Java 的技术对 XML 文档实现解析、生成、序列化及多种操作。-->
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.jdom</groupId>
            <artifactId>jdom</artifactId>
            <version>2.0.2</version>
        </dependency>
    </dependencies>
public class OrderMapper {
    public void saveOrder(String orderNo){
        System.out.println("当前订单:"+orderNo+" 已经落入数据库。");
    }
}
public interface OrderService {
    void saveOrder(String orderNo);
}
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    //注意这个OrderMapper 的 set、get方法一定要写,我们一会用反射的机制去设置属性。
    private OrderMapper orderMapper;
    public OrderMapper getOrderMapper() {
        return orderMapper;
    }
    public void setOrderMapper(OrderMapper orderMapper) {
        this.orderMapper = orderMapper;
    }
    @Override
    public void saveOrder(String orderNo) {
        orderMapper.saveOrder(orderNo);
    }
}
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<beans>
    <bean id="orderMapper" class="com.lixiang.mapper.OrderMapper">
    </bean>
    <bean id="orderService" class="com.lixiang.service.impl.OrderServiceImpl">
        <property name="orderMapper" bean="orderMapper" />
    </bean>
</beans>

ok,准备完测试类,我们来定义BeanFactory,仿照Spring的方式,定义几个方法。

/**
 * @author lixiang
 * @date 2023/5/22 08:26
 */
public interface BeanFactory {
    /**
     * 根据名称获取bean
     * @param name
     * @return
     */
    Object getBean(String name);
    /**
     * 判断bean是否在容器里面
     * @param name
     * @return
     */
    boolean containsBean(String name);
    /**
     * 根据名称获取bean的类型
     * @param name
     * @return
     */
    Class<?> getType(String name) ;
}

然后创建ClassPathXmlApplicationContext,上下文对象,用于加载resources下的xml文件。

/**
 * @author lixiang
 * @date 2023/5/22 08:29
 */
public class ClassPathXmlApplicationContext implements BeanFactory{
    /**
     * 定义map用于存放bean
     */
    private Map<String,Object> beans = new HashMap<>();
    public ClassPathXmlApplicationContext() throws Exception {
        //init 方法 做 解析和注入
        init();
    }
    /**
     * 初始化,核心就在这个
     */
    private void init() throws Exception {
        SAXBuilder saxBuilder = new SAXBuilder();
        //获取资源路径的xml文件
        InputStream resourceAsStream = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(fileName);
        //将xml文件构建成Document
        Document document = saxBuilder.build(resourceAsStream);
        //获取根结点的Element,对应的就是beans
        Element rootElement = document.getRootElement();
        //获取下面的bean节点
        List<Element> elements = rootElement.getChildren("bean");
        //遍历
        for (int i = 0; i < elements.size(); i++) {
            Element element = elements.get(i);
            //获取id属性
            String id = element.getAttributeValue("id");
            //获取class信息
            String clazz = element.getAttributeValue("class");
            //反射创建对象
            Object obj = Class.forName(clazz).getDeclaredConstructor().newInstance();
            //放到map中存储
            beans.put(id, obj);
            //判断属性中是否有需要注入的对象
            for(Element propertyElement: element.getChildren("property")){
                //获取名称
                String name = propertyElement.getAttributeValue("name");
                //获取bean的定义
                String bean = propertyElement.getAttributeValue("bean");
                //获取bean
                Object beanObject = beans.get(bean);
                //设置set方法
                String methodName = "set" + name.substring(0,1).toUpperCase() + name.substring(1);
                Class<?> aClass = beanObject.getClass();
                //反射将属性设置进去
                Method m = obj.getClass().getMethod(methodName,aClass);
                m.invoke(obj, beanObject);
            }
        }
    }
    @Override
    public Object getBean(String name) {
        return beans.get(name);
    }
    @Override
    public boolean containsBean(String name) {
        return beans.containsKey(name);
    }
    @Override
    public Class<?> getType(String name) {
        if(beans.containsKey(name)){
            return beans.get(name).getClass();
        }
        return null;
    }
}

创建测试主函数,按照之前Spring 创建的方式写。

/**
 * @author lixiang
 * @date 2023/5/22 08:11
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String fileName= "beans.xml";
        ClassPathXmlApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext(fileName);
        OrderService orderService = (OrderService)applicationContext.getBean("orderService");
        orderService.saveOrder("202388474754758834");
        boolean containsBean = applicationContext.containsBean("orderService");
        System.out.println(containsBean);
        Class<?> type = applicationContext.getType("orderService");
        System.out.println(type.getName());
    }
}

我们先看运行结果,没有问题,对象被创建,并且调用方法。

5b68124e093944229473559594f55240.jpg

那么下面我们看debug看下它是怎么执行的,核心逻辑就在于init方法。

ace27e0544db48e3be8a6a59653334b4.jpg


346c00e0233d493b86a045b36731d2f1.jpg

df76d4c15f0b40d9a557dfe0cf9b0261.jpg

317a73383d7d491f9605758eb64ea28c.jpg

Spring中顶层类 BeanFactory

最核心的接口之一,主要负责创建和管理bean对象实例,具体包括定义、加载、实例化和维护Bean之间的依赖关系等

主要作用

加载Bean的配置信息:BeanFactory根据XML文件中定义的Bean信息构造Bean实例,并装载到容器中。

实例化Bean:BeanFactory在Bean的定义信息加载后,利用Java反射机制来实例化Bean,并根据依赖关系装配Bean实例。

维护Bean之间的依赖关系:BeanFactory能够自动识别Bean之间的依赖关系,实现Bean的依赖注入

提供统一的配置方式:BeanFactory可以将所有Bean的配置信息放在一起,提供统一的配置入口。

对Bean进行作用域管理:BeanFactory负责对Bean的作用域进行管理,如:单例、多例等。

BeanFactory 只是个接口,并不是IOC容器的具体实现,Spring容器给出了很多种实现,

ClassPathXmlApplicationContext 使用XML配置

AnnotationConfigApplicationContext 使用注解配置

ApplicationContext、ConfigurableApplicationContext

BeanFactory、ListableBeanFactory

总结

BeanFactory是顶层接口,定义多数最基础的API,称为【基础容器】

对应BeanFactory的子类ApplicationContext,可以基于不同需求拓展更多的功能,称为【高级容器】

这样的设计避免全部功能都集中在一个类,分散到不同接口,实现的时候根据需求选择即可

45df35d0e90645f69cef3e5c71fad977.jpg

相关文章
|
9月前
|
XML Java 测试技术
《深入理解Spring》:IoC容器核心原理与实战
Spring IoC通过控制反转与依赖注入实现对象间的解耦,由容器统一管理Bean的生命周期与依赖关系。支持XML、注解和Java配置三种方式,结合作用域、条件化配置与循环依赖处理等机制,提升应用的可维护性与可测试性,是现代Java开发的核心基石。
|
9月前
|
XML Java 应用服务中间件
【SpringBoot(一)】Spring的认知、容器功能讲解与自动装配原理的入门,带你熟悉Springboot中基本的注解使用
SpringBoot专栏开篇第一章,讲述认识SpringBoot、Bean容器功能的讲解、自动装配原理的入门,还有其他常用的Springboot注解!如果想要了解SpringBoot,那么就进来看看吧!
771 2
|
Cloud Native 中间件 调度
云原生信息提取系统:容器化流程与CI/CD集成实践
本文介绍如何通过工程化手段解决数据提取任务中的稳定性与部署难题。结合 Scrapy、Docker、代理中间件与 CI/CD 工具,构建可自动运行、持续迭代的云原生信息提取系统,实现结构化数据采集与标准化交付。
1325 1
云原生信息提取系统:容器化流程与CI/CD集成实践
|
XML Java 数据格式
Spring IoC容器的设计与实现
Spring 是一个功能强大且模块化的 Java 开发框架,其核心架构围绕 IoC 容器、AOP、数据访问与集成、Web 层支持等展开。其中,`BeanFactory` 和 `ApplicationContext` 是 Spring 容器的核心组件,分别定位为基础容器和高级容器,前者提供轻量级的 Bean 管理,后者扩展了事件发布、国际化等功能。
392 18
|
XML Java 数据格式
京东一面:spring ioc容器本质是什么? ioc容器启动的步骤有哪些?
京东一面:spring ioc容器本质是什么? ioc容器启动的步骤有哪些?
|
XML Java 数据格式
Spring容器的本质
本文主要讨论Spring容器最核心的机制,用最少的代码讲清楚Spring容器的本质。
|
消息中间件 人工智能 Kubernetes
解密开源Serverless容器框架:事件驱动篇
Knative是一款基于Kubernetes的开源Serverless框架,提供了云原生、跨平台的Serverless编排标准。作为Serverless中必不可少的事件驱动能力,Knative Eventing提供了云原生的事件驱动能力。
|
XML Java 数据格式
Spring容器Bean之XML配置方式
通过对以上内容的掌握,开发人员可以灵活地使用Spring的XML配置方式来管理应用程序的Bean,提高代码的模块化和可维护性。
584 6
|
安全 Java 开发者
Spring容器中的bean是线程安全的吗?
Spring容器中的bean默认为单例模式,多线程环境下若操作共享成员变量,易引发线程安全问题。Spring未对单例bean做线程安全处理,需开发者自行解决。通常,Spring bean(如Controller、Service、Dao)无状态变化,故多为线程安全。若涉及线程安全问题,可通过编码或设置bean作用域为prototype解决。
458 1
|
XML Java 测试技术
Spring IOC—基于注解配置和管理Bean 万字详解(通俗易懂)
Spring 第三节 IOC——基于注解配置和管理Bean 万字详解!
1056 26

热门文章

最新文章