Spring4-IoC3-手写IoC

news2024/9/22 5:31:25

Spring框架的IoC是基于Java反射机制实现的

Java反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性，这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为Java语言的反射机制。简单来说，反射机制指的是程序在运行时能够获取自身的信息

要想解剖一个类，必须先要获取到该类的Class对象，而剖析一个类或用反射解决具体的问题就是使用相关API（1）java.lang.Class（2）java.lang.reflect，所以，Class对象是反射的根源

package com.qcby;

import org.junit.Test;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class TestCar {
    //1.获取Class对象多种方式
    @Test
    public void test01() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        //1)类名.class
        Class<Car> clazz1 = Car.class;
        //2)对象.getClass()
        Class clazz2 = new Car().getClass();
        //3.Class.forName("全路径")
        Class clazz3 = Class.forName("com.qcby.Car");
        
        //实例化
        Car car = (Car) clazz3.getDeclaredConstructor().newInstance();
        System.out.println(car);
    }
    
    //2.获取构造方法
    @Test
    public void test02() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        Class<Car> clazz = Car.class;
        //获取所有public的构造方法
//        Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();
        //获取所有构造方法（public、private）
        Constructor[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor c : constructors) {
            System.out.println("名称："+c.getName()+" 参数个数:"+c.getParameterCount());
        }

        //指定有参构造创造对象
        //1)构造方法是public
//        Constructor c1 = clazz.getConstructor(String.class, int.class, String.class);
//        Car car1 = (Car) c1.newInstance("奥迪", 10, "黑色");
//        System.out.println(car1);
        //2)构造private
        Constructor c2 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, String.class);
        c2.setAccessible(true); //允许访问私有构造
        Car car2 = (Car) c2.newInstance("宝马", 10, "白色");
        System.out.println(car2);
    }
    //3.获取属性
    @Test
    public void test03() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        Class clazz = Car.class;
        Car car = (Car) clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
        //获取所有public属性
//        Field[] fields = clazz.getFields();
        //获取所有属性（包含私有属性）
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            if(field.getName().equals("name")){
                //设置允许访问
                field.setAccessible(true);
                field.set(car,"五菱宏光");
            }
            System.out.println(field.getName());
            System.out.println(car);
        }
    }
    //4.获取方法
    @Test
    public void test04() throws InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        Car car = new Car("奔驰",10,"黑色");
        Class clazz = car.getClass();
        //1)public方法
        Method[] methods = clazz.getMethods();
        for (Method method : methods) {
//            System.out.println(method.getName());
            //执行方法
            if(method.getName().equals("toString")){
                String invoke = (String) method.invoke(car);
                System.out.println("toString执行了："+invoke);
            }
        }
        //2)private方法
        Method[] methods1 = clazz.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods1) {
            //执行方法
            if(method.getName().equals("run")){
                method.setAccessible(true);
                method.invoke(car);
            }
        }
    }

}

手写IoC

1.创建子模块spring-ioc

2.创建测试类 service dao

3.创建两个注解

  • @Bean 创建对象
  • @Di 属性注入

4.创建bean容器接口 ApplicationContext

  • 定义方法
  • 返回对象

5.实现bean容器接口

  • 返回对象
  • 根据包规则加载bean

扫描com.qcby这个包和它的子包里面的所有类，看类上面是否有@Bean注解，如果有则把这个类通过反射实例化

package com.qcby.dao;

public interface UserDao {
    void add();
}

package com.qcby.dao.impl;

import com.qcby.anno.Bean;
import com.qcby.dao.UserDao;
import org.springframework.stereotype.Repository;


@Bean
public class UserDaoImpl implements UserDao {
    @Override
    public void add() {
        System.out.println("dao...");
    }
}

package com.qcby.service;

public interface UserService {
    void add();
}

package com.qcby.service.impl;

import com.qcby.anno.Bean;
import com.qcby.anno.Di;
import com.qcby.dao.UserDao;
import com.qcby.service.UserService;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Bean
public class UserServiceImpl implements UserService {

    @Di
    private UserDao userDao;

    @Override
    public void add() {
        System.out.println("service...");
        //调用dao的方法
        userDao.add();
    }
}

package com.qcby.bean;

public interface ApplicationContext {
    Object getBean(Class clazz);
}

package com.qcby.anno;


import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

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

package com.qcby.anno;


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 {
}

package com.qcby.bean;

import com.qcby.anno.Bean;
import com.qcby.anno.Di;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
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{

    //创建一个map集合，放bean对象
    private Map<Class,Object> beanFactory = new HashMap<>();

    private static String rootPath;

    @Override
    public Object getBean(Class clazz) {
        return beanFactory.get(clazz);
    }

    //设置包扫描规则
    //当前包及其子包，哪个类有@Bean注解，把这个类通过反射实例化
    public AnnotationApplicationContext(String basePackage) throws IOException, ClassNotFoundException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        //1.把.替换成\
        String packagePath = basePackage.replaceAll("\\.", "\\\\");
        //2.获取包的绝对路径
        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));
        }
        //属性注入
        loadDi();
    }



    //包扫描过程，实例化
    private void loadBean(File file) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        //1.判断当前是否是文件夹
        if(file.isDirectory()){
            //2.获取文件夹里的所有内容
            File[] childrenFiles = file.listFiles();
            //3.判断文件夹里面为空，直接返回
            if(childrenFiles == null || childrenFiles.length == 0){
                return;
            }
            //4.如果文件夹不为空，遍历文件夹所有内容
            for (File child : childrenFiles) {
                //1)遍历得到每个File对象，继续判断，如果还是文件夹，递归
                if(child.isDirectory()){
                    loadBean(child);
                }else {
                    //2)遍历得到File对象不是文件夹，是文件
                    //3)得到包路径+类名称部分  字符串截取
                    String pathWithClass = child.getAbsolutePath().substring(rootPath.length() - 1);
                    //4)判断当前文件类型是否是.class
                    if(pathWithClass.contains(".class")){
                        //5)如果是.class类型，把路径\替换成.，把.class去掉
                        String allName = pathWithClass.replaceAll("\\\\", ".").replace(".class", "");
                        //6)判断类上是否有注解@Bean，如果有，实例化过程
                        //6.1获取类的Class
                        Class<?> clazz = Class.forName(allName);
                        //6.2判断不是接口，实例化
                        if(!clazz.isInterface()){
                            //6.3判断类上面是否有注解@Bean
                            Bean annotation = clazz.getAnnotation(Bean.class);
                            if(annotation != null){
                                //6.4实例化
                                Object instance = clazz.getConstructor().newInstance();
                                //7)把对象实例化之后，放到map集合beanFactory
                                //7.1判断当前类如果有接口，让接口class作为map的key
                                if (clazz.getInterfaces().length>0){
                                    beanFactory.put(clazz.getInterfaces()[0],instance);
                                }else {
                                    beanFactory.put(clazz,instance);
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

    
    //属性注入
    private void loadDi() throws IllegalAccessException {
        //实例化对象在beanFactory的map集合里面
        //1.遍历beanFactory的map集合
        Set<Map.Entry<Class, Object>> entries = beanFactory.entrySet();
        for (Map.Entry<Class, Object> entry : entries) {
            //2.获取map集合每个对象（value），每个对象属性获取到
            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();
            //3.遍历得到每个对象属性数组，得到每个属性
            for (Field field : declaredFields) {
                //4.判断属性上面是否有@Di注解
                Di annotation = field.getAnnotation(Di.class);
                if(annotation != null){
                    //私有属性，设置：可以设置值
                    field.setAccessible(true);
                    //5.如果有@Di注解，把对象进行设置（注入）
                    field.set(obj,beanFactory.get(field.getType()));
                }
            }
        }
    }


}

测试：

package com.qcby;

import com.qcby.bean.AnnotationApplicationContext;
import com.qcby.bean.ApplicationContext;
import com.qcby.service.UserService;

import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class TestUser {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        ApplicationContext context =
                new AnnotationApplicationContext("com.qcby");
        UserService userService = (UserService) context.getBean(UserService.class);
        System.out.println(userService);
        userService.add();
    }
}

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