手写简易版Spring框架（二）：完善创建实例化对象的方式

目标

这一章节的目标主要是为了解决上一章节我们埋下的坑，那是什么坑呢？其实就是一个关于 Bean 对象在含有构造函数进行实例化的坑。

在上一章节我们扩充了 Bean 容器的功能，把实例化对象交给容器来统一处理，但在我们实例化对象的代码里并没有考虑对象类是否含构造函数，也就是说如果我们去实例化一个含有构造函数的对象那么就要抛异常了。

发生这一现象的主要原因就是因为 beanDefinition.getBeanClass().newInstance(); 实例化方式并没有考虑构造函数的入参，所以就这个坑就在这等着你了！那么我们的目标就很明显了，来把这个坑填平！

实现

本章节“填坑”主要是在现有工程中添加 InstantiationStrategy 实例化策略接口（应用了策略模式），以及补充相应的 getBean 入参信息，让外部调用时可以传递构造函数的入参并顺利实例化。

新增 getBean 重载方法

package com.qingyun.springframework.beans.factory;

import com.qingyun.springframework.beans.BeansException;

/**
 * @description： 整个spring的根接口，bean的工厂，负责创建、维护以及供客户端获取bean
 * @author: 張青云
 * @create: 2021-08-18 16:48
 **/
public interface BeanFactory {
    /**
     * 从IOC容器中获取bean对象
     * @param name 该bean对象注册时的名字
     * @return bean对象
     * @throws BeansException 出错时抛出该异常
     */
    Object getBean(String name) throws BeansException;

    /**
     * 从IOC容器中获取bean对象并且指定创建对象使用的构造器参数
     * @param name 该bean对象注册时的名字
     * @param args 创建该bean时的构造器参数，倘若无该参数对应的构造器则报错，如：无空参构造器但是args==null时报错
     * @return bean对象
     * @throws BeansException 出错时抛出该异常
     */
    Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException;
}

BeanFactory 中我们重载了一个含有入参信息 args 的 getBean 方法，这样就可以方便的传递入参给构造函数实例化了。

定义实例化策略接口

package com.qingyun.springframework.beans.factory.support;

import com.qingyun.springframework.beans.BeansException;
import com.qingyun.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;

import java.lang.reflect.Constructor;

/**
 * @description： 根据beanDefinition实例化对象的策略
 * @author: 張青云
 * @create: 2021-08-18 21:09
 **/
public interface InstantiationStrategy {

    /**
     * 根据beanDefinition实例化一个对象的具体操作
     * @param beanName 待实例化的bean的名字
     * @param beanDefinition bean的定义信息
     * @param ctor 通过bean的哪个构造器实例化bean，为null则使用空参构造器
     * @param args 构造器参数
     * @return bean对象
     * @throws BeansException 出错时抛出异常
     */
    Object instantiate(String beanName, BeanDefinition beanDefinition,
                       Constructor ctor, Object[] args) throws BeansException;
}

在实例化接口 instantiate 方法中添加必要的入参信息，包括：beanDefinition、 beanName、ctor、args。其中 Constructor 你可能会有一点陌生，它是 java.lang.reflect 包下的 Constructor 类，里面包含了一些必要的类信息，有这个参数的目的就是为了拿到符合入参信息相对应的构造函数。而 args 就是一个具体的入参信息了，最终实例化时候会用到。

JDK 实例化

package com.qingyun.springframework.beans.factory.support;

import com.qingyun.springframework.beans.BeansException;
import com.qingyun.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;

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

/**
 * @description： 通过JDK自带的反射方式来实例化bean
 * @author: 張青云
 * @create: 2021-08-18 21:12
 **/
public class SimpleInstantiationStrategy implements InstantiationStrategy{
    @Override
    public Object instantiate(String beanName, BeanDefinition beanDefinition,
                              Constructor ctor, Object[] args) throws BeansException {
        Class clazz = beanDefinition.getBeanClass();
        try {
            if (null != ctor) {
                return clazz.getDeclaredConstructor(ctor.getParameterTypes()).newInstance(args);
            } else {
                return clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
            }
        } catch (NoSuchMethodException | InstantiationException | IllegalAccessException | InvocationTargetException e) {
            throw new BeansException("Failed to instantiate [" + clazz.getName() + "]", e);
        }
    }
}

首先通过 beanDefinition 获取 Class 信息，这个 Class 信息是在 Bean 定义的时候传递进去的。
接下来判断 ctor 是否为空，如果为空则是无构造函数实例化，否则就是需要有构造函数的实例化。
这里我们重点关注有构造函数的实例化，实例化方式为clazz.getDeclaredConstructor(ctor.getParameterTypes()).newInstance(args);，把入参信息传递给 newInstance 进行实例化。

Cglib 实例化

package com.qingyun.springframework.beans.factory.support;

import com.qingyun.springframework.beans.BeansException;
import com.qingyun.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.NoOp;

import java.lang.reflect.Constructor;

/**
 * @description： 使用Cglib来完成根据beanDefinition来创建实例化对象的过程
 * @author: 張青云
 * @create: 2021-08-18 21:28
 **/
public class CglibSubclassingInstantiationStrategy implements InstantiationStrategy{
    @Override
    public Object instantiate(String beanName, BeanDefinition beanDefinition,
                              Constructor ctor, Object[] args) throws BeansException {
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(beanDefinition.getBeanClass());
        enhancer.setCallback(new NoOp() {
            @Override
            public int hashCode() {
                return super.hashCode();
            }
        });
        if (ctor == null) {
            return enhancer.create();
        }
        return enhancer.create(ctor.getParameterTypes(), args);
    }
}

其实 Cglib 创建有构造函数的 Bean 也非常方便，在这里我们更加简化的处理了，如果你阅读 Spring 源码还会看到 CallbackFilter 等实现，不过我们目前的方式并不会影响创建。

创建策略调用

package com.qingyun.springframework.beans.factory.support;

import com.qingyun.springframework.beans.BeansException;
import com.qingyun.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;

import java.lang.reflect.Constructor;

/**
 * @description： 实现了根据BeanDefinition去创建bean的能力
 * @author: 張青云
 * @create: 2021-08-18 18:29
 **/
public abstract class AbstractAutowireCapableBeanFactory extends AbstractBeanFactory{
    //  指定实例化方式的策略，默认使用JDK反射的方式
    private InstantiationStrategy instantiation = new SimpleInstantiationStrategy();

    @Override
    protected Object createBean(String beanName, BeanDefinition beanDefinition, Object[] args) throws BeansException {
        Object bean = null;
        try {
            bean = createBeanInstance(beanDefinition, beanName, args);
        } catch (Exception e) {
            throw new BeansException("Instantiation of bean failed", e);
        }
        return bean;
    }

    protected Object createBeanInstance(BeanDefinition beanDefinition, String beanName, Object[] args) {
        Constructor usedConstructor = null;
        Constructor[] constructors = beanDefinition.getBeanClass().getDeclaredConstructors();

        for (Constructor ctor: constructors) {
            if (args != null && ctor.getParameterTypes().length == args.length) {
                Class[] parameterTypes = ctor.getParameterTypes();
                for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {
                    if (parameterTypes[i] != args[i].getClass()) {
                        break;
                    }
                }
                usedConstructor = ctor;
                break;
            }
        }
        return instantiation.instantiate(beanName, beanDefinition, usedConstructor, args);
    }
}

首先在 AbstractAutowireCapableBeanFactory 抽象类中定义了一个创建对象的实例化策略属性类 InstantiationStrategy instantiationStrategy，这里我们选择了 Cglib 的实现类。
接下来抽取 createBeanInstance 方法，在这个方法中需要注意 Constructor 代表了你有多少个构造函数，通过 beanClass.getDeclaredConstructors() 方式可以获取到你所有的构造函数，是一个集合。
接下来就需要循环比对出构造函数集合与入参信息 args 的匹配情况，这里我们对比的方式比较简单，只是一个数量对比，而实际 Spring 源码中还需要比对入参类型，否则相同数量不同入参类型的情况，就会抛异常了。

项目代码Github地址：https://github.com/Zhang-Qing-Yun/mini-spring，本节代码对应的commit标识为d76e52e

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