1. 手写Spring框架
@
目次
每博一文案
- 特别喜欢一种人
- 他们的知识储备和信息密度,都远远高于我
- 但还是愿意认真听我说,那些没有营养的废话
- 我始终觉得,温柔浪漫跟博学,是人身上最难得的特性
- 懂得向下兼容的人,走到哪里都是宝藏
- 太喜欢哪些优秀,却不带优越感的人相处了
复制代码 2. 反射机制的回顾
我们知道框架一样平常是由 设计模式+注解+反射 来实现,并举行运用开发的。
所以我们要手写 Spring 框架,就需要先来回顾,回顾Java当中的反射机制,这里是简单的回顾反射 。关于反射机制更加详细的内容,大家可以移步至✏️✏️✏️ Java “框架 = 注解 + 反射 + 设计模式” 之 反射详解-CSDN博客 。
我们知道,想要调用一个方法,就需要明确知道该方法的四个要素:
- 调用的是哪个对象的
- 哪个方法
- 该方法传什么参数
- 有无返回值,有返回值的话,又该返回什么值
为了简单的回顾我们的反射机制,下面我们举行一个简单的任务。完成下面的需求
首先你知道以下这几条信息- 假设你现在以下信息:
- 1.有这样一个类,类名叫做:com.rainbowsea.reflect.User
- 2.这个类符合javabean规范,属性私有化,对外提供公开的setter和getter方法。
- 3.你还知道这个类当中有一个属性,属性的名字叫做 age
- 4.并且你还知道age属性的类型是 int 类型
- 请使用反射机制调用set()方法,给 User 对象的age 属性赋值(age 属性赋值为 20 )
复制代码 - package com.rainbowsea.reflect;
- public class User {
- private String name;
- private int age;
- 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;
- }
- @Override
- public String toString() {
- return "User{" +
- "name='" + name + '\'' +
- ", age=" + age +
- '}';
- }
- }
复制代码 下面通过反射机制,获取到为 age 属性值举行赋值操纵。
 - package com.rainbowsea.test;
- import java.lang.reflect.Constructor;
- import java.lang.reflect.Field;
- import java.lang.reflect.Method;
- public class Test2 {
- /*
- 需求:
- 假设你现在以下信息:
- 1.有这样一个类,类名叫做:com.powernode.reflect.User
- 2.这个类符合javabean规范,属性私有化,对外提供公开的setter和getter方法。
- 3.你还知道这个类当中有一个属性,属性的名字叫做 age
- 4.并且你还知道age属性的类型是 int 类型
- 请使用反射机制调用set()方法,给 User 对象的age 属性赋值
- */
- public static void main(String[] args) {
- String className = "com.rainbowsea.reflect.User";
- String propertyName = "age";
- try {
- // 通过 反射机制调用setAge(int) 方法
- // 获取到对应的类
- Class<?> clazz = Class.forName(className);
- // 获取对应的方法
- // 方法名: 这里我们知道set 方法格式为: setAge() set+属性名的首字母大小+后面属性名的小写字母
- String setMethodName = "set" + propertyName.toUpperCase().charAt(0)+ propertyName.substring(1);
- // 获取对应的方法名:
- // 我们知道的属性名就可以,根据属性名获取属性类型
- // 下面这里获取到的是一个完整的:private int com.rainbowsea.reflect.User.age 类型名
- Field field = clazz.getDeclaredField(propertyName);
- // field.getType() 获取到属性的类型,是个简单的类型 int
- Method declaredMethod = clazz.getDeclaredMethod(setMethodName, field.getType());
- //System.out.println(field.getType());
-
- // 准备对象
- Constructor<?> declaredConstructor = clazz.getDeclaredConstructor();
- Object obj = declaredConstructor.newInstance();
- // 调用set()方法赋值, 没有返回值(调用 obj 的对象中的,declaredMethod()方法,参数是 30,没有返回值)
- declaredMethod.invoke(obj,30);
- System.out.println(obj);
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- throw new RuntimeException(e);
- }
- }
- }
复制代码
成功了,哪我们反射机制就算简单回顾完了,该上正菜了——》手写 Spring 框架
3. 开始手写 Spring 框架
Spring IoC容器的实现原理:工厂模式 + 剖析XML + 反射机制。
我们给自己的框架起名为:myspring(我的春天)
3.1 第一步:使用 IDE 创建模块myspring
这里我们接纳 IDE 当中的Maven 创建一个 名为 myspring的 Module。
注意:这里是 org.myspringframework 我们现在的角色是一个spring开发者职员。所以我们的包名的命名格式还是要规定一下的。
打包方式接纳 jar,并且还需要引入 dom4j 和 jaxen的依赖,由于要使用它剖析XML文件,还有junit依赖。(举行测试)。有上面三个就可以了,这里的话,我再引入一个 log4j2 的依赖,用于日志信息的显示记录。由于我们这里是,自己手写 Spring 框架,所以就不要再引入 Spring的 jar 包内容了。

 - <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
- <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
- xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
- xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
- <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
- <groupId>com.rainbowsea</groupId>
- <artifactId>myspring</artifactId>
- <version>1.0-SNAPSHOT</version>
- <packaging>jar</packaging>
- <properties>
- <maven.compiler.source>17</maven.compiler.source>
- <maven.compiler.target>17</maven.compiler.target>
- </properties>
- <dependencies>
- <dependency>
- <groupId>org.dom4j</groupId>
- <artifactId>dom4j</artifactId>
- <version>2.1.3</version>
- </dependency>
- <dependency>
- <groupId>jaxen</groupId>
- <artifactId>jaxen</artifactId>
- <version>1.2.0</version>
- </dependency>
- <dependency>
- <groupId>junit</groupId>
- <artifactId>junit</artifactId>
- <version>4.13.2</version>
- <scope>test</scope>
- </dependency>
- <dependency>
- <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
- <artifactId>log4j-core</artifactId>
- <version>2.19.0</version>
- </dependency>
- <dependency>
- <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
- <artifactId>log4j-slf4j2-impl</artifactId>
- <version>2.19.0</version>
- </dependency>
- </dependencies>
- </project>
复制代码 3.2 第二步:预备好我们要管理的Bean
预备好我们要管理的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包了,由于这些Bean不是框架内置的,是将来使用我们写好 Spring 框架方便我们后续测试,基于便于我们手写 Spring 框架举行思考,所以这里我就定义为了。com.rainbowsea.myspring.bean 大家可以自行定义
一共定义了 三个 Bean :User,UserService,UserDao
- package com.rainbowsea.myspring.bean;
- public class User {
- private String name;
- private int age;
- public void setName(String name) {
- this.name = name;
- }
- public void setAge(int age) {
- this.age = age;
- }
- @Override
- public String toString() {
- return "User{" +
- "name='" + name + '\'' +
- ", age=" + age +
- '}';
- }
- }
复制代码- package com.rainbowsea.myspring.bean;
- public class UserDao {
- public void insert() {
- System.out.println("数据库插入数据");
- }
- }
复制代码- package com.rainbowsea.myspring.bean;
- public class UserService {
- private UserDao userDao;
- public void setUserDao(UserDao userDao) {
- this.userDao = userDao;
- }
- public void save() {
- userDao.insert();
- }
- }
复制代码 3.3 第三步:预备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。由于这个配置文件的提供者应该是使用这个框架的程序员。这里我是同样也是为了,用于验证测试,我们手写额Spring框架的。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。
由于上面我配置了引入一个 log4j2 的依赖,用于日志信息的显示记录。所以这里,我们还需配置一个关于 log4j2 的配置文件。
3.4 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。
3.5 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;
- public class ClassPathXmlApplicationContext implements ApplicationContext {
- @Override
- public Object getBean(String beanName) {
- return singletonObjects.get(beanName);
- }
- }
复制代码 3.6 第六步:确定接纳Map聚集存储Bean
确定接纳Map聚集存储Bean实例。Map聚集的key存储 beanId,value存储Bean实例。Map
在ClassPathXmlApplicationContext类中添加 Map属性。
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;
- public class ClassPathXmlApplicationContext implements ApplicationContext {
- // 解析myspring.xml文件,然后实例化Bean,将Bean存放到singletonObjects集合当中
- private Map<String, Object> singletonObjects = new HashMap<>();
- }
- @Override
- public Object getBean(String beanName) {
- return singletonObjects.get(beanName);
- }
- }
复制代码 3.7 第七步:剖析配置文件,并实例化所有Bean
在 ClassPathXmlApplicationContext 的构造方法中剖析配置文件,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聚集中。
增补:
首先我们需要,获取到一个名为 SAXReader(这是dom4j 剖析xml 文件的核心对象) 的对象以及Document ,用来读取我们当中的myspring.xml'所含的 bean 的配置信息。这两个对象可以读取到 xml 配置文件的信息。
同时需要:注意的是:在 java 当中一个 ”//“ 才体现为一个 / 。
注意一个向下转型:向下转型的目标是为了使用Element接口更加丰富的方法。
该 Element 可以获取到 标签当中的 id 的属性值,和 标签当中的 class 属性的值
- package org.myspringframework.core;
- import org.dom4j.Document;
- import org.dom4j.Element;
- import org.dom4j.Node;
- import org.dom4j.io.SAXReader;
- import org.slf4j.Logger;
- import org.slf4j.LoggerFactory;
- import java.io.InputStream;
- import java.lang.reflect.Constructor;
- import java.lang.reflect.Field;
- import java.lang.reflect.Method;
- import java.util.HashMap;
- import java.util.List;
- import java.util.Map;
- public class ClassPathXmlApplicationContext implements ApplicationContext {
- // 解析myspring.xml文件,然后实例化Bean,将Bean存放到singletonObjects集合当中
- private Map<String, Object> singletonObjects = new HashMap<>();
- /**
- * 解析myspring的配置文件,然后初始化所有的Bean对象
- *
- * @param configLocation spring配置文件的路径,注意:使用的是ClassPathXmlApplicationContext ,所以
- * 配置文件应当放到类路径下
- */
- public ClassPathXmlApplicationContext(String configLocation) {
- // 解析myspring.xml文件,然后实例化Bean,将Bean存放到singletonObjects集合当中
- // 这是dom4j 解析xml 文件的核心对象
- SAXReader saxReader = new SAXReader();
- Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ClassPathXmlApplicationContext.class);
- // 获取一个输入流,指向配置文件
- InputStream in = ClassLoader.getSystemClassLoader().getResourceAsStream(configLocation);
- try {
- // 读文件
- Document document = saxReader.read(in);
- // 获取到所有的 <bean>标签
- // 注意要两个//,才能表示一个 /
- List<Node> nodes = document.selectNodes("//bean");
- // 遍历 bean标签
- nodes.forEach(node -> {
- //System.out.println(node);
- // 向下转型的目的是为了使用Element接口更加丰富的方法
- Element beanElt = (Element) node;
- // 获取 <bean>标签当中的id的属性
- String id = beanElt.attributeValue("id");
- // 获取 <bean>标签当中的 class 属性
- String className = beanElt.attributeValue("class");
- //logger.info("beanName" + id);
- //logger.info("beanClassName " + className);
- try {
- // 通过反射机制创建对象,将其放到Map集合中,提前曝光
- // 获取class对象
- Class<?> aClass = Class.forName(className);
- // 获取无参构造方法实例化Bean
- Constructor<?> declaredCon = aClass.getDeclaredConstructor();
- // 调用无参构造方法实例化Bean
- Object bean = declaredCon.newInstance();
- // 将Bean 曝光,加入 Map集合
- singletonObjects.put(id, bean);
- // 记录日志
- logger.info(singletonObjects.toString());
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- }
- });
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- @Override
- public Object getBean(String beanName) {
- return singletonObjects.get(beanName);
- }
- }
复制代码 3.8 第八步:测试可否获取到Bean
- package com.rainbowsea.myspring.test;
- import com.rainbowsea.myspring.bean.UserService;
- import org.junit.Test;
- import org.myspringframework.core.ApplicationContext;
- import org.myspringframework.core.ClassPathXmlApplicationContext;
- public class MySpringTest {
- @Test
- public void testMySpring() {
- ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("myspring.xml");
- Object user = applicationContext.getBean("user");
- System.out.println(user);
- }
- }
复制代码 我们的 myspring.xml 配置文件当中,有三个 bean 对象的配置信息,所以下面应当显示三个 Bean的实例对象。如下显示结果,我们可以看出,是成功获取到了 myspring.xml 配置文件当中所有的 Bean 对象了。
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,究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的属性赋值了。
3.9 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。
继承在ClassPathXmlApplicationContext构造方法中编写代码。
增补分析:
我们需要,再次重新把所有的 Bean 标签遍历一次,这一次重要是给对象属性赋值的
获取到 获取该标签下的所有的属性为 标签,由于 在 标签当中存放着,我们对属性赋值要的确切的值。
赋值,这里我们是通过 set 方法举行赋值的,这个简单,我们可以通过反射(对象,方法名,方法参数类型)获取到方法的对象,又可以通过属性名,获取到属性的类型。
这里最难的部分就是,在我们的 在 标签当中存放着,我们对属性赋值要的确切的值。但是这个值有两种:简单类型 value 的值,复杂类型 ref 的值。复杂类型就是引用类型,这个我们以及在曝光的时候,就存储到Map当中去了,我们只需要通过对应的beanName 从 Map当前取出来,再通过反射机制调用set方法举行一个赋值。
简单类型的赋值操纵:
简单类型的复杂点,就是一个转换,我们再 myspring.xml 配置文件当中的,属性值都是以字符串的形式存在的,而我们的现实属性的类型,大概是 int,char,double 等等类型的,String 字符串类型不可以直接赋值到其他 int,char 类型当中去,所以我们就需要对我们所赋值的属性举行一个判断,假如该类型是 int 类型,我们就需要将 String 字符串类型转换为我们所需要的 int 类型。
这里我们分析一下:- 我们myspring框架说明以下,我们只支持这些类型为简单类型
- byte short int long float double boolean char
- Byte Short Intger Long Float Double Boolean Character
- String
- */
复制代码
完备代码:3.10 第十步:测试是否能够正常赋值成功
注意: 不要导错包了,我们这里导入的是,我们自己手写的Spring框架的包。
3.11 第十一步:打包发布
将多余的类以及配置文件删除,当然,我们这里并不是真正的开发 Spring 框架,所以不删除也是没有关系的(只是需要注意不要导错jar 包了)。这里我们使用maven打包发布。关于 Maven 的使用上的内容,想要相识更多的。大家可以移步:✏️✏️✏️ Maven_ChinaRainbowSea的博客-CSDN博客。各种细节内容都是截屏标志了的,这个大家放心。
3.12 第十二步: 站在程序员角度使用我们自己手写的 spring 的 myspring框架
第一步: 我们新建一个名为: myspring-text 的模块,举行一个我们手写的Spring 的框架的测试。
第二步: 引入我们自己编写的Spring 框架,不要引错了。
第三步: 编写预备一些Bean 对象用于测试,我们自己编写的 Spring 框架
- package com.rainbowsea.myspring.bean;
- public class Vip {
- private String name;
- private int age;
- private double height;
- public void setName(String name) {
- this.name = name;
- }
- public void setAge(int age) {
- this.age = age;
- }
- public void setHeight(double height) {
- this.height = height;
- }
- @Override
- public String toString() {
- return "Vip{" +
- "name='" + name + '\'' +
- ", age=" + age +
- ", height=" + height +
- '}';
- }
- }
复制代码- package com.rainbowsea.myspring.bean;
- public class OrderDao {
- public void insert() {
- System.out.println("插入数据");
- }
- }
复制代码- package com.rainbowsea.myspring.bean;
- public class OrderService {
- private OrderDao orderDao;
- public void setOrderDao(OrderDao orderDao) {
- this.orderDao = orderDao;
- }
- public void generate() {
- orderDao.insert();
- }
- }
复制代码 第四步: 运行,测试,我们编写的Spring 的框架是否成功。
注意:导入的是我们自己编写的Spring 框架。不要导错了。
从我们的运行结果上看,我们编写的Spring 框架是没有问题的。
4. 总结:
- 框架一样平常是由 设计模式+注解+反射 来实现,并举行运用开发的。而这里我们的Spring IoC容器的实现原理:工厂模式 + 剖析XML + 反射机制。
- 我们知道,想要调用一个方法,就需要明确知道该方法的四个要素:
- 调用的是哪个对象的
- 哪个方法
- 该方法传什么参数
- 有无返回值,有返回值的话,又该返回什么值
- 引入 dom4j 和 jaxen的依赖,由于要使用它剖析XML文件, SAXReader(这是dom4j 剖析xml 文件的核心对象) 的对象以及Document ,用来读取我们当中的myspring.xml'所含的 bean 的配置信息。这两个对象可以读取到 xml 配置文件的信息。
- 编写Spring 框架比较难的点,就是:简单类型的复杂点,就是一个转换,我们再 myspring.xml 配置文件当中的,属性值都是以字符串的形式存在的,而我们的现实属性的类型,大概是 int,char,double 等等类型的,String 字符串类型不可以直接赋值到其他 int,char 类型当中去,所以我们就需要对我们所赋值的属性举行一个判断,假如该类型是 int 类型,我们就需要将 String 字符串类型转换为我们所需要的 int 类型。
- 注意:我们手写的Spring 框架不并不是完完全全按照,真正的Spring框架来编写的,这是大部分思路是一致的,对应差别需要上的处理大概不太一致,这一点希望大家可以明白。
- 我们手写Spring 框架是为了,更好的理解Spring 框架的原理,从而不惧怕Spring的使用,在使用上更加的机动,得心易手。
5. 最后:
“在这个最后的篇章中,我要表达我对每一位读者的感激之情。你们的关注和回复是我创作的动力源泉,我从你们身上吸取了无尽的灵感与勇气。我会将你们的鼓励留在心底,继承在其他的领域奋斗。感谢你们,我们总会在某个时刻再次相遇。”
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