手写IOC

news2025/1/13 10:03:50

IOC原理(手写IOC)

Spring框架的IOC是基于反射机制实现的。

反射回顾

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，反射机制就是程序在运行时能够获取自身的信息。

示例

实体类Car

package com.louis.reflect;

/**
 * @author XRY
 * @date 2023年06月26日8:59
 */
public class Car {

    private String bind;
    private int lifeTime;
    private String color;

    public Car() {
    }

    public Car(String bind, int lifeTime, String color) {
        this.bind = bind;
        this.lifeTime = lifeTime;
        this.color = color;
    }

    //普通方法
    private void use(){
        System.out.println("私有方法..........");
    }

    public String getBind() {
        return bind;
    }

    public void setBind(String bind) {
        this.bind = bind;
    }

    public int getLifeTime() {
        return lifeTime;
    }

    public void setLifeTime(int lifeTime) {
        this.lifeTime = lifeTime;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car{" +
                "bind='" + bind + '\'' +
                ", lifeTime=" + lifeTime +
                ", color='" + color + '\'' +
                '}';
    }
}

1、获取class对象

@Test
public void testGetClass() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
    //1、类名.class
    Class<Car> clazz01 = Car.class;
    //2、对象.getClass()
    Class<? extends Car> clazz02 = new Car().getClass();
    //3、Class.forName("全路径")
    Class<?> clazz03 = Class.forName("com.louis.reflect.Car");
    //实例化
    Car car = (Car)clazz03.getDeclaredConstructor().newInstance();
    logger.info("car" + car);
}

/*[2023-06-26 09:16:13:036] [INFO] - com.louis.reflect.TestCar.testGetClass(TestCar.java:28) - carcom.louis.reflect.Car@2445445a*/

2、获取构造方法

@Test
public void testCacheConstructor() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
    Class<Car> clazz = Car.class;
    //获取所有构造
    //getConstructors针对public方法,如果是private则不能够使用这种方法获取，如果构造方法中包含私有的方法，则需要使用getDeclaredConstructors
    Constructor<?>[] constructors = clazz.getConstructors();
    for (Constructor<?> constructor : constructors) {
        logger.info("constructor" + constructor.getName() + "参数个数" + constructor.getParameterCount());
    /*
    * [2023-06-26 09:57:16:855] [INFO] - com.louis.reflect.TestCar.testCacheConstructor(TestCar.java:38) - constructorcom.louis.reflect.Car参数个数0
      [2023-06-26 09:57:16:858] [INFO] - com.louis.reflect.TestCar.testCacheConstructor(TestCar.java:38) - constructorcom.louis.reflect.Car参数个数3
    * */
    }
    //指定有参数的构造去创建对象
    //1、构造是public,如果目标对象是private则会报错
    /*Constructor<Car> haveParameterPub = clazz.getConstructor(String.class, int.class, String.class);
    Car car = haveParameterPub.newInstance("野马", 1, "blue");
    /*[2023-06-26 10:07:47:947] [INFO] - com.louis.reflect.TestCar.testCacheConstructor(TestCar.java:39) - constructorcom.louis.reflect.Car参数个数0
      [2023-06-26 10:07:47:950] [INFO] - com.louis.reflect.TestCar.testCacheConstructor(TestCar.java:39) - constructorcom.louis.reflect.Car参数个数3
      汽车Car{bind='野马', lifeTime=1, color='blue'}*/
    //2、构造是private
    Constructor<Car> haveParameterPri = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, String.class);
    haveParameterPri.setAccessible(true);//设置访问权限，如果为false不能够访问
    Car car1 = haveParameterPri.newInstance("悍马", 2, "yellow");
    System.out.println("car1 = " + car1);
    /*
    [2023-06-26 10:13:58:492] [INFO] - com.louis.reflect.TestCar.testCacheConstructor(TestCar.java:39) - constructorcom.louis.reflect.Car参数个数0
    [2023-06-26 10:13:58:496] [INFO] - com.louis.reflect.TestCar.testCacheConstructor(TestCar.java:39) - constructorcom.louis.reflect.Car参数个数3
    car1 = Car{bind='悍马', lifeTime=2, color='yellow'}
    * */
}

3、获取属性

@Test
public void getAttribute() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
    //获得类的字节码文件，类、对象和class.forName
    Class<?> carClass = Class.forName("com.louis.reflect.Car");
    //实例化
    Car car = (Car)carClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
    //获取其中所有的public方法
    Field[] fields = carClass.getFields();
    //获取所有的属性，包括私有的属性
    Field[] declaredFields = carClass.getDeclaredFields();
    for (Field declaredField : declaredFields) {
        System.out.println("declaredField.getName() = " + declaredField.getName());
        //给属性赋值
        if(declaredField.getName().equals("bind")){
            //设置允许访问
            declaredField.setAccessible(true);
            //传入对象和属性值
            declaredField.set(car,"野马");
        }
        System.out.println("car" + car);
    }
    /*
    * declaredField.getName() = bind
      carCar{bind='野马', lifeTime=0, color='null'}
      declaredField.getName() = lifeTime
      carCar{bind='野马', lifeTime=0, color='null'}
      declaredField.getName() = color
      carCar{bind='野马', lifeTime=0, color='null'}

    * */
}

4、获取方法

@Test
public void getMethod() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
    Car car = new Car("Benz", 10, "black");
    Class<? extends Car> clazz = car.getClass();
    //1、public方法,不会取到私有
    Method[] methods = clazz.getMethods();
    for (Method method : methods) {
//            System.out.println(method.getName());
        //执行方法toString
        if(method.getName().equals("toString")){
            String invoke = (String)method.invoke(car);
            System.out.println("toString执行了" + invoke);
            /*toString执行了Car{bind='Benz', lifeTime=10, color='black'}*/
        }
    }
    //2、private方法
    Method[] methodsAll = clazz.getDeclaredMethods();
    for (Method methodA : methodsAll) {
        //执行私有方法
        if(methodA.getName().equals("use")){
            methodA.setAccessible(true);
            methodA.invoke(car);
        }
    }
    /*私有方法..........*/
}

实现Spring的IoC

实现过程

1、创建模块spring-ioc

在这里插入图片描述

2、创建测试类service、dao

在这里插入图片描述

接口实现

@Bean
public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Di
    private UserDao userDao;
    public void add(){
        System.out.println("service......");
        //调用dao的方法
        userDao.show();
    }
}

3、创建两个注解@Bean(创建对象)、 @Di(属性注入)

@Bean

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 {
    //用于创建对象
}

@Di

package com.louis.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 {
    //用于注入属性
}

4、创建bean容器接口ApplicationContext，定义方法、返回对象

public interface ApplicationContext {
    //在IOC中BeanFactory返回的是一个工厂
    Object getBean(Class clazz);
}

5、实现bean容器接口，创建实现类

(1)返回对象
(2)根据包规则加载bean(扫描路径下包含@Bean注解的类，并将这些类通过反射实例化)

package com.louis.bean.impl;

import com.louis.annotation.Bean;
import com.louis.annotation.Di;
import com.louis.bean.ApplicationContext;

import java.io.File;
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;

/**
 * @author XRY
 * @date 2023年06月26日16:39
 */
public class AnnotationApplicationContext implements ApplicationContext {
    //模拟IOC，创建map集合，放置bean对象
    private Map<Class, Object> beanFactory = new HashMap<>();
    private static String rootPath;

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

    //设置包扫描规则
    //当前包及其子包，将带有@Bean注解的类通过反射实现实例化
    public AnnotationApplicationContext(String basePackage){
        //扫描路径
        //1、将.替换成\
        String packagePath = basePackage.replaceAll("\\.", "\\\\");
        //2、获取包的绝对路径，编译之后的路径
        try {
            Enumeration<URL> urls = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResources(packagePath);
            while(urls.hasMoreElements()){
                URL url = urls.nextElement();
                //转码
                String filePath = URLDecoder.decode(url.getFile(), "utf-8");
                //获取包前面路劲部分，字符串截取
                rootPath = filePath.substring(0, filePath.length() - packagePath.length());
//                System.out.println("filePath = " + filePath);
                //根据获得的路径进行包扫描
                loadBean(new File(filePath));
            }
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        //属性注入
        loadDi();
    }

    /**
     * 包扫描过程，进行实例化
     * @param file
     */
    private void loadBean(File file) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        //1、判断当前路径下的东西是否是文件夹，如果不是就不需要继续往下查找
        if(file.isDirectory()){
            //2、获取文件夹里面所有内容
            File[] childFiles = file.listFiles();
            //3、判断文件夹里面为空，直接返回
            if(childFiles == null || childFiles.length == 0){
                return;
            }
            //4、如果文件夹里面不为空，遍历文件夹中所有内容
            for(File child:childFiles){
                //4.1遍历得到每个File对象，继续判断，如果是文件夹，递归
                if(child.isDirectory()){
                    //递归
                    loadBean(child);
                }else{
                    //4.2遍历得到的File对象不是文件夹
                    //4.3得到包路径+类名称部分
                    String packagePath = child.getAbsolutePath().substring(rootPath.length() - 1);
                    //4.4判断当前文件类型是否为.class，如果是，将路径中的\替换为.并将.class文件去掉
                    if(packagePath.contains(".class")){
                        String allName = packagePath.replaceAll("\\\\", "\\.").replaceAll(".class", "");
                        //4.5判断类上面是否有注解@Bean,如果有进行实例化过程
                        //4.5.1获取类的class
                        Class<?> clazz = Class.forName(allName);
                        //4.5.2判断不是interface
                        if(!clazz.isInterface()){
                            Bean annotation = clazz.getAnnotation(Bean.class);
                            if(annotation != null){
                                //4.5.3实例化
                                Object instance = clazz.getConstructor().newInstance();
                                //4.7把对象实例化之后，放到map集合beanFactory
                                //4.7.1判断当前类如果有接口，让接口class作为map的key，如果没有接口将自己的class作为key
                                if(clazz.getInterfaces().length > 0){
                                    beanFactory.put(clazz.getInterfaces()[0], instance);
                                }else{
                                    beanFactory.put(clazz,instance);
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

//    public static void main(String[] args) {
//        new AnnotationApplicationContext("com.louis");
//    }

    //属性注入
    private void loadDi(){
        //实例化的对象都在beanFactory的map集合里
        //1、遍历beanFactory的map集合,entrySet()用来获取到对象的集合
        Set<Map.Entry<Class, Object>> entries = beanFactory.entrySet();
        for (Map.Entry<Class, Object> entry : entries) {
            //2、获取map集合中每个对象（value)，每个对象获取到属性
            Object value = entry.getValue();
            //获取对象Class
            Class<?> clazz = value.getClass();
            //获取每个对象中的属性
            Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
            //3、遍历得到的每个对象属性的数组，得到每个属性
            for (Field field : declaredFields) {
                //4、判断属性上是否有@Di注解，
                Di annotation = field.getAnnotation(Di.class);
                if(annotation != null){
                    //如果是私有属性可以设置一个值
                    field.setAccessible(true);
                    //有Di注解就把对象进行设置(注入）
                    try {
                        field.set(value, beanFactory.get(field.getType()));
                    } catch (IllegalAccessException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }
            }
        }
    }
}

6、测试

public class TestBean {
  public static void main(String[] args){
      ApplicationContext context = new AnnotationApplicationContext("com.louis");
      UserService userService = (UserService) context.getBean(UserService.class);
//      UserService userService1 = new UserServiceImpl();
      userService.add();
  }
}

/*
* service......
UserDao................
* */

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对象的创建及应用 对象的创建 对象可以认为是在一类事物中抽象出某一个特定通过这个特例来处理这类事物出现的问题。在程序语言中通过new关键字来创建对象。前文在讲解构造函数时介绍过每实例化一个对象就会自动调用一次构造函数&#xff0c;实质上这个过程就是创建对象的过程…
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实例018 类似windows xp的程序界面

实例018 类似windows xp的程序界面

实例说明 在Windows XP环境下打开控制面板&#xff0c;会发现左侧的导航界面很实用。双击展开按钮&#xff0c;导航栏功能显示出来&#xff0c;双击收缩按钮&#xff0c;导航按钮收缩。下面通过实例介绍此种主窗体的设计方法。运行本例&#xff0c;效果如图1.18所示。 ​编辑…
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C++ vector容器注意事项

C++ vector容器注意事项

容量&#xff08;capacity&#xff09;和大小&#xff08;size&#xff09;的区别 vector 容器的容量&#xff08;用 capacity 表示&#xff09;&#xff0c;指的是在不分配更多内存的情况下&#xff0c;容器可以保存的最多元素个数&#xff1b;而 vector 容器的大小&#xff…
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如何提升环境、生态、水文、土地、土壤、农业、大气等领域的数据分析能力

如何提升环境、生态、水文、土地、土壤、农业、大气等领域的数据分析能力

专题一、空间数据获取与制图 1.1 软件安装与应用讲解 1.2 空间数据介绍 1.3海量空间数据下载 1.4 ArcGIS软件快速入门 1.5 Geodatabase地理数据库 专题二、ArcGIS专题地图制作 2.1专题地图制作规范 2.2 空间数据的准备与处理 2.3 空间数据可视化&#xff1a;地图符号与…
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zabbix监控linux主机、监控windows10主机

zabbix监控linux主机、监控windows10主机

目录 一、环境准备 1、关闭防火墙 2、准备三台服务器、添加主机声明 3、修改主机名 4、此篇接着上一篇zabbix监控自己的环境下操作&#xff0c;server&#xff08;192.168.147.135&#xff09;已经配置好 二、源码安装zabbix 1、下载包、安装依赖包、联网同步清华时间 2…
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