十一、手写Spring框架
Spring IoC容器的实现原理：工厂模式 + 解析XML + 反射机制。
我们给自己的框架起名为：myspring（我的春天）
第一步：创建模块myspring
采用Maven方式新建Module：myspring
打包方式采用jar，并且引入dom4j和jaxen的依赖，因为要使用它解析XML文件，还有junit依赖。
4.0.0 org.myspringframework myspring 1.0.0 jar org.dom4j dom4j 2.1.3 jaxen jaxen 1.2.0 junit junit 4.13.2 test 17 17
第二步：准备好我们要管理的Bean
准备好我们要管理的Bean（这些Bean在将来开发完框架之后是要删除的）
注意包名，不要用org.myspringframework包，因为这些Bean不是框架内置的。是将来使用我们框架的程序员提供的。
package com.powernode.myspring.bean;
/**
* @author 动力节点
* @version 1.0
* @className Address
* @since 1.0
**/
public class Address {
private String city;
private String street;
private String zipcode;
public Address() {
}
public String getCity() {
return city;
}
public void setCity(String city) {
this.city = city;
}
public String getStreet() {
return street;
}
public void setStreet(String street) {
this.street = street;
}
public String getZipcode() {
return zipcode;
}
public void setZipcode(String zipcode) {
this.zipcode = zipcode;
}
@Override
public String toString() {
return "Address{" +
"city='" + city + '\'' +
", street='" + street + '\'' +
", zipcode='" + zipcode + '\'' +
'}';
}
}
package com.powernode.myspring.bean;
/**
* @author 动力节点
* @version 1.0
* @className User
* @since 1.0
**/
public class User {
private String name;
private int age;
private Address addr;
public User() {
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public Address getAddr() {
return addr;
}
public void setAddr(Address addr) {
this.addr = addr;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", addr=" + addr +
'}';
}
}
第三步：准备myspring.xml配置文件
将来在框架开发完毕之后，这个文件也是要删除的。因为这个配置文件的提供者应该是使用这个框架的程序员。
文件名随意，我们这里叫做：myspring.xml
文件放在类路径当中即可，我们这里把文件放到类的根路径下。
使用value给简单属性赋值。使用ref给非简单属性赋值。
第四步：编写ApplicationContext接口
ApplicationContext接口中提供一个getBean()方法，通过该方法可以获取Bean对象。
注意包名：这个接口就是myspring框架中的一员了。
package org.myspringframework.core;
/**
* @author 动力节点
* @version 1.0
* @className ApplicationContext
* @since 1.0
**/
public interface ApplicationContext {
/**
* 根据bean的id获取bean实例。
* @param beanId bean的id
* @return bean实例
*/
Object getBean(String beanId);
}
第五步：编写ClassPathXmlApplicationContext
ClassPathXmlApplicationContext是ApplicationContext接口的实现类。该类从类路径当中加载myspring.xml配置文件。
package org.myspringframework.core;
/**
* @author 动力节点
* @version 1.0
* @className ClassPathXmlApplicationContext
* @since 1.0
**/
public class ClassPathXmlApplicationContext implements ApplicationContext{
@Override
public Object getBean(String beanId) {
return null;
}
}
第六步：确定采用Map集合存储Bean
确定采用Map集合存储Bean实例。Map集合的key存储beanId，value存储Bean实例。Map
在ClassPathXmlApplicationContext类中添加Map
并且在ClassPathXmlApplicationContext类中添加构造方法，该构造方法的参数接收myspring.xml文件。
同时实现getBean方法。
package org.myspringframework.core;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* @author 动力节点
* @version 1.0
* @className ClassPathXmlApplicationContext
* @since 1.0
**/
public class ClassPathXmlApplicationContext implements ApplicationContext{
/**
* 存储bean的Map集合
*/
private Map beanMap = new HashMap<>();
/**
* 在该构造方法中，解析myspring.xml文件，创建所有的Bean实例，并将Bean实例存放到Map集合中。
* @param resource 配置文件路径（要求在类路径当中）
*/
public ClassPathXmlApplicationContext(String resource) {
}
@Override
public Object getBean(String beanId) {
return beanMap.get(beanId);
}
}
第七步：解析配置文件实例化所有Bean
在ClassPathXmlApplicationContext的构造方法中解析配置文件，获取所有bean的类名，通过反射机制调用无参数构造方法创建Bean。并且将Bean对象存放到Map集合中。
/**
* 在该构造方法中，解析myspring.xml文件，创建所有的Bean实例，并将Bean实例存放到Map集合中。
* @param resource 配置文件路径（要求在类路径当中）
*/
public ClassPathXmlApplicationContext(String resource) {
try {
SAXReader reader = new SAXReader();
Document document = reader.read(ClassLoader.getSystemClassLoader().getResourceAsStream(resource));
// 获取所有的bean标签
List beanNodes = document.selectNodes("//bean");
// 遍历集合
beanNodes.forEach(beanNode -> {
Element beanElt = (Element) beanNode;
// 获取id
String id = beanElt.attributeValue("id");
// 获取className
String className = beanElt.attributeValue("class");
try {
// 通过反射机制创建对象
Class clazz = Class.forName(className);
Constructor defaultConstructor = clazz.getDeclaredConstructor();
Object bean = defaultConstructor.newInstance();
// 存储到Map集合
beanMap.put(id, bean);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
});
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
第八步：测试能否获取到Bean
编写测试程序。
package com.powernode.myspring.test;
import org.junit.Test;
import org.myspringframework.core.ApplicationContext;
import org.myspringframework.core.ClassPathXmlApplicationContext;
/**
* @author 动力节点
* @version 1.0
* @className MySpringTest
* @since 1.0
**/
public class MySpringTest {
@Test
public void testMySpring(){
ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("myspring.xml");
Object userBean = applicationContext.getBean("userBean");
Object addrBean = applicationContext.getBean("addrBean");
System.out.println(userBean);
System.out.println(addrBean);
}
}
执行结果：
通过测试Bean已经实例化成功了，属性的值是null，这是我们能够想到的，毕竟我们调用的是无参数构造方法，所以属性都是默认值。
下一步就是我们应该如何给Bean的属性赋值呢？
第九步：给Bean的属性赋值
通过反射机制调用set方法，给Bean的属性赋值。
继续在ClassPathXmlApplicationContext构造方法中编写代码。
package org.myspringframework.core;
import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.Node;
import org.dom4j.io.SAXReader;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* @author 动力节点
* @version 1.0
* @className ClassPathXmlApplicationContext
* @since 1.0
**/
public class ClassPathXmlApplicationContext implements ApplicationContext{
/**
* 存储bean的Map集合
*/
private Map beanMap = new HashMap<>();
/**
* 在该构造方法中，解析myspring.xml文件，创建所有的Bean实例，并将Bean实例存放到Map集合中。
* @param resource 配置文件路径（要求在类路径当中）
*/
public ClassPathXmlApplicationContext(String resource) {
try {
SAXReader reader = new SAXReader();
Document document = reader.read(ClassLoader.getSystemClassLoader().getResourceAsStream(resource));
// 获取所有的bean标签
List beanNodes = document.selectNodes("//bean");
// 遍历集合（这里的遍历只实例化Bean，不给属性赋值。为什么要这样做？）
beanNodes.forEach(beanNode -> {
Element beanElt = (Element) beanNode;
// 获取id
String id = beanElt.attributeValue("id");
// 获取className
String className = beanElt.attributeValue("class");
try {
// 通过反射机制创建对象
Class clazz = Class.forName(className);
Constructor defaultConstructor = clazz.getDeclaredConstructor();
Object bean = defaultConstructor.newInstance();
// 存储到Map集合
beanMap.put(id, bean);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
});
// 再重新遍历集合，这次遍历是为了给Bean的所有属性赋值。
// 思考：为什么不在上面的循环中给Bean的属性赋值，而在这里再重新遍历一次呢？
// 通过这里你是否能够想到Spring是如何解决循环依赖的：实例化和属性赋值分开。
beanNodes.forEach(beanNode -> {
Element beanElt = (Element) beanNode;
// 获取bean的id
String beanId = beanElt.attributeValue("id");
// 获取所有property标签
List propertyElts = beanElt.elements("property");
// 遍历所有属性
propertyElts.forEach(propertyElt -> {
try {
// 获取属性名
String propertyName = propertyElt.attributeValue("name");
// 获取属性类型
Class propertyType = beanMap.get(beanId).getClass().getDeclaredField(propertyName).getType();
// 获取set方法名
String setMethodName = "set" + propertyName.toUpperCase().charAt(0) + propertyName.substring(1);
// 获取set方法
Method setMethod = beanMap.get(beanId).getClass().getDeclaredMethod(setMethodName, propertyType);
// 获取属性的值，值可能是value，也可能是ref。
// 获取value
String propertyValue = propertyElt.attributeValue("value");
// 获取ref
String propertyRef = propertyElt.attributeValue("ref");
Object propertyVal = null;
if (propertyValue != null) {
// 该属性是简单属性
String propertyTypeSimpleName = propertyType.getSimpleName();
switch (propertyTypeSimpleName) {
case "byte": case "Byte":
propertyVal = Byte.valueOf(propertyValue);
break;
case "short": case "Short":
propertyVal = Short.valueOf(propertyValue);
break;
case "int": case "Integer":
propertyVal = Integer.valueOf(propertyValue);
break;
case "long": case "Long":
propertyVal = Long.valueOf(propertyValue);
break;
case "float": case "Float":
propertyVal = Float.valueOf(propertyValue);
break;
case "double": case "Double":
propertyVal = Double.valueOf(propertyValue);
break;
case "boolean": case "Boolean":
propertyVal = Boolean.valueOf(propertyValue);
break;
case "char": case "Character":
propertyVal = propertyValue.charAt(0);
break;
case "String":
propertyVal = propertyValue;
break;
}
setMethod.invoke(beanMap.get(beanId), propertyVal);
}
if (propertyRef != null) {
// 该属性不是简单属性
setMethod.invoke(beanMap.get(beanId), beanMap.get(propertyRef));
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
});
});
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public Object getBean(String beanId) {
return beanMap.get(beanId);
}
}
重点处理：当property标签中是value怎么办？是ref怎么办？
执行测试程序：
第十步：打包发布
将多余的类以及配置文件删除，使用maven打包发布。
第十一步：站在程序员角度使用myspring框架
新建模块：myspring-test
引入myspring框架的依赖：
4.0.0 com.powernode myspring-test 1.0-SNAPSHOT jar org.myspringframework myspring 1.0.0 junit junit 4.13.2 test 17 17
编写Bean
package com.powernode.myspring.bean;
/**
* @author 动力节点
* @version 1.0
* @className UserDao
* @since 1.0
**/
public class UserDao {
public void insert(){
System.out.println("UserDao正在插入数据");
}
}
package com.powernode.myspring.bean;
/**
* @author 动力节点
* @version 1.0
* @className UserService
* @since 1.0
**/
public class UserService {
private UserDao userDao;
public void setUserDao(UserDao userDao) {
this.userDao = userDao;
}
public void save(){
System.out.println("UserService开始执行save操作");
userDao.insert();
System.out.println("UserService执行save操作结束");
}
}
编写myspring.xml文件
编写测试程序
package com.powernode.myspring.test;
import com.powernode.myspring.bean.UserService;
import org.junit.Test;
import org.myspringframework.core.ApplicationContext;
import org.myspringframework.core.ClassPathXmlApplicationContext;
/**
* @author 动力节点
* @version 1.0
* @className MySpringTest
* @since 1.0
**/
public class MySpringTest {
@Test
public void testMySpring(){
ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("myspring.xml");
UserService userServiceBean = (UserService) applicationContext.getBean("userServiceBean");
userServiceBean.save();
}
}
执行结果
