如何编写自己的Spring容器

    Spring是目前开发最为重要的后端框架,那么它运行的基本逻辑是什么?又如何编写一个自定义的Spring容器?

Spring是如何调用的?

    我们在使用Spring的时候,第一步应该是加载配置,常见的有XML配置文件形式和注解形式的,本次采用最常用的注解形式来编写自定义Spring容器。从Spring加载的方式看,需要一个上下文加载器,把配置入口类作为参数传入。然后通过getBean方法获取到bean实例,然后就可以调用实例里的方法了。如图1所示:

图1

Spring是如何加载文件的?

    Spring中定义指定扫描包路径的注解是@ComponentScan,在指定了扫描包路径后需要获取哪些文件需要被加载,那么这个时候就需要@Component注解了,在自定义注解中也同样创建这两个注解,注解中都定义一个参数,@ComponentScan参数代表扫描包的路径,@Component参数代表beanName。如图2所示,输出的是@ComponentScan中的包路径:

图2

    对于Java来说,加载的是class文件,因此需要获取class文件的相对路径,需要把 . 转换成 / ,然后再读取文件,获取到文件后,再利用loadClass方法来反射构造类。用搜索@ComponentScan注解的方式对文件遍历后,就能获取到所有含@Component注解的类了,如图3:

图3

    我们在进行getBean方法获取bean实例的时候,传入的是一个beanName,@Component在没有传入指定beanName的时候默认使用的是类的小写驼峰,可以调用jdk自带的方法来生成,如图4:

图4

    BeanDefinition顾名思义是Bean定义,Spring在加载后把bean相关的所有信息都打包成一个BeanDefinition,自定义spring中就简单点,里面的参数只定义两个,Class type代表bean所在类和String scope代表作用域。scope作用域一般分为单例和原型的,单例bean不会重复创建,而原型bean在每次注入或者通过上下文获取的时候都会创建。同样定义一个@Scope注解,默认singleton。为了后续能方便通过beanName获取到Beandefinition,这边同时定义一个beandefinitionMap,以beanName作为key,BeanDefinition作为value。如图5:

图5

        到目前为止,模拟Spring对class文件的扫描就完成了。

Spring通过getBean获取实例

    通过图1可以看到,我们是通过getBean方法,传入一个beanName来获取bean实例的。要生成实例,就需要通过反射创建,这时候就需要用到我们的BeanDefinition,首先需要判断是单例还是原型,如果是原型的,直接创建,如果是单例的,需要和之前创建的实例进行比较,这时候就需要引入另一个实例参数singletonObjects,以beanName作为key,对应创建的实例作为value,从这个参数中获取不到实例才需要进行创建,如图6:

图6

    使用反射的形式通过class创建实例,自定义Spring容器采用无参构造器构建实例即可,如图7:

    

图7

    然后在扫描的时候,遍历一遍beanDefinitionMap,对其中的singleton生成实例,并塞进singletonObjects中,如图8:

图8

Spring的BeanPostProcessor

    Spring的BeanPostProcessor是在bean对象在实例化或者依赖注入完毕后,调用自己方法的前后添加自己的逻辑,这个就是Spring的AOP,所以我们需要自定义一个BeanPostProcessor类,并编写前置处理器方法和后置处理器方法,如图9:


图9

    自定义的Spring在扫描的时候就应该关注到BeanPostProcessor了,正常可以通过new出你的BeanPostProcessor来执行前置或者后置方法,但是也可以在扫描的时候就把实现了BeanPostProcessor的类所生成的实例存入beanPostProcessorList中以供在创建实例的时候执行响应的方法,如图10:

图10

    下图11为如何使用自定义的BeanPostProcessor:


图11

Spring的InitialzingBean

    Spring的InitializingBean是用来执行相关的业务操作,只需要实现它的afterPropertiesSet方法即可,在创建bean实例的时候,只需把它放在BeanPostProcessor的前置处理器和后置处理器之间即可,使用instance of来判断是否实现了InitializingBean方法,如图12和图13:

图12
图13

Spring的@Autowired

    Spring中比较常用的还有一个@Autowired,用来做依赖注入,里面有个默认的required参数表示是否开启自动装配,默认为true,我们自定义的@Autowired就不加参数了,注解放置的位置也固定在字段上,就按照自动装配去加载。

    在创建实例的时候,对实例中的字段逐个判断有没有@Autowired注解,若有,对field进行set操作,将field对应的bean实例注入进来,替换掉之前的实例,调用的方法就是之前提到的getBean操作,但在自定义的Spring中简化后就fieldName作为beanName传入,后续可以自行优化,如图14:

图14

    此时就已经完成了自定义Spring框架的基础流程。

    源码下载地址:https://github.com/LuoChen1996/identitify_spring.git

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