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【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现

12a597c01003 2022-08-28 阅读 114


Spring源码手写篇-手写IoC

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_Bean

一、IoC分析

1.Spring的核心

  在Spring中非常核心的内容是 ​​IOC​​​和 ​​AOP​​.

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_spring_02

2.IoC的几个疑问?

2.1 IoC是什么?

  IoC:Inversion of Control 控制反转,简单理解就是:依赖对象的获得被反转了。

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_源码_03

2.2 IoC有什么好处?

IoC带来的好处:

  1. 代码更加简洁,不需要去new 要使用的对象了
  2. 面向接口编程,使用者与具体类,解耦,易扩展、替换实现者
  3. 可以方便进行AOP编程

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_spring_04

2.3 IoC容器做了什么工作?

  IoC容器的工作:负责创建,管理类实例,向使用者提供实例。

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_IoC_05

2.4 IoC容器是否是工厂模式的实例?

  是的,IoC容器负责来创建类实例对象,需要从IoC容器中get获取。IoC容器我们也称为Bean工厂。

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_AOP_06

  那么我们一直说的Bean是什么呢?bean:组件,也就是类的对象!!!

二、IoC实现

  通过上面的介绍我们也清楚了IoC的核心就是Bean工厂,那么这个Bean工厂我们应该要如何来设计实现它呢?我们来继续分析。

1.Bean工厂的作用

  首先Bean工厂的作用我们上面也分析了就是创建,管理Bean,并且需要对外提供Bean的实例。

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_spring_07

2.Bean工厂的初步设计

  基于Bean工厂的基本作用,我们可以来分析Bean工厂应该具备的相关行为。

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_AOP_08

  首先Bean工厂应该要对外提供获取bean实例的方法,所以需要定义一个getBean()方法。同时工厂需要知道生产的bean的类型,所以getBean()方法需要接受对应的参数,同时返回类型这块也可能有多个类型,我们就用Object来表示。这样Bean工厂的定义就出来了。

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_IoC_09

  上面定义了Bean工厂对外提供bean实例的方法,但是Bean工厂如何知道要创建上面对象,怎么创建该对象呢?

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_spring_10

  所以在这里我们得把Bean的定义信息告诉BeanFactory工厂,然后BeanFactory工厂根据Bean的定义信息来生成对应的bean实例对象。所以在这儿我们要考虑两个问题

  1. 我们需要定义一个模型来表示该如何创建Bean实例的信息,也就是Bean定义。
  2. Bean工厂需要提供行为来接收这些Bean的定义信息。

3.Bean的定义

  根据上面的接收我们就清楚了Bean定义的意义了。那么我们来定义Bean定义的模型要考虑几个问题。

3.1 Bean定义的作用是什么?

  作用肯定是告诉Bean工厂应该如何来创建某类的Bean实例

3.2 获取实例的方式有哪些?

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_源码_11

3.3 我们需要在BeanDefinition中给Bean工厂提供哪些信息?

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_源码_12

这样一来我们就清楚了BeanDefinition应该要具有的基本功能了。

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_AOP_13

3.4 增强功能要求

  当然我们可以在现有的基础上增强要求,比如Bean工厂创建的是单例对象,具有特定的初始化方法和销毁逻辑的方法。

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_Bean_14

  同时创建BeanDefinition的一个通用实现类:GenericBeanDefinition。

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_spring_15

具体代码为:

/**
* bean定义接口
*/
public interface BeanDefinition {

String SCOPE_SINGLETION = "singleton";

String SCOPE_PROTOTYPE = "prototype";

/**
* 类
*/
Class<?> getBeanClass();

/**
* Scope
*/
String getScope();

/**
* 是否单例
*/
boolean isSingleton();

/**
* 是否原型
*/
boolean isPrototype();

/**
* 工厂bean名
*/
String getFactoryBeanName();

/**
* 工厂方法名
*/
String getFactoryMethodName();

/**
* 初始化方法
*/
String getInitMethodName();

/**
* 销毁方法
*/
String getDestroyMethodName();

boolean isPrimary();

/**
* 校验bean定义的合法性
*/
default boolean validate() {
// 没定义class,工厂bean或工厂方法没指定,则不合法。
if (this.getBeanClass() == null) {
if (StringUtils.isBlank(getFactoryBeanName()) || StringUtils.isBlank(getFactoryMethodName())) {
return false;
}
}

// 定义了类,又定义工厂bean,不合法
if (this.getBeanClass() != null && StringUtils.isNotBlank(getFactoryBeanName())) {
return false;
}

return true;
}

}

4.Bean的注册

  Bean的定义清楚后,我们要考虑的就是如何实现BeanDefinition和BeanFactory的关联了。

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_源码_16

  在这儿我们可以专门定义一个 ​​BeanDefinitionRegistry​​来实现Bean定义的注册功能。

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_AOP_17

  那么我们需要考虑 BeanDefinitionRegistry 应该具备的功能,其实也简单就两个:

  1. 注册BeanDefinition
  2. 获取BeanDefinition

  同时为了保证能够区分每个BeanDefinition的定义信息,我们得给每一个Bean定义一个唯一的名称。

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_spring_18

具体实现代码:

public interface BeanDefinitionRegistry {

void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) throws BeanDefinitionRegistException;

BeanDefinition getBeanDefinition(String beanName);

boolean containsBeanDefinition(String beanName);

}

5.BeanFactory实现

  到现在为止我们来看看已经实现的相关设计功能:

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_源码_19

  通过上面的分析我们接下来就要考虑BeanFactory的功能实现了。我们先来实现一个最基础的默认的Bean工厂:DefaultBeanFactory。需要DefaultBeanFactory实现如下的5个功能

  1. 实现Bean定义信息的注册
  2. 实现Bean工厂定义的getBean方法
  3. 实现初始化方法的执行
  4. 实现单例的要求
  5. 实现容器关闭是执行单例的销毁操作

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_Bean_20

具体看代码的案例代码,代码太多就不贴出来了。

思考:对于单例bean,我们可否提前实例化?

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_AOP_21

三、IoC增强

  上面第一版本的IoC容器我们已经实现了,我们可以在这个基础上来基础迭代增强IoC的功能

1.Bean别名的增强

  Bean除了标识唯一的名称外,还可以有任意个别名,别名也是唯一的。别名的特点

  1. 可以有多个别名
  2. 也可以是别名的别名
  3. 别名也是唯一的

   实现的时候我们需要考虑的问题

  1. 数据结构
  2. 功能点

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_AOP_22

具体代码交给大家课后尝试实现。

2. Type类型的增强

  上面实现的是根据 bean的 ​​name​​​来获取Bean实例,我们还希望能扩展通过 ​​Type​​来获取实例对象。这时对应的接口为:

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  也就是需要实现根据Type找到Bean对象的功能。正常的实例逻辑为:

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_spring_24

  但是上面的实现方案有点吃性能,我们可以尝试优化下,我们可以提前把Type和Bean的对应关系找出来,然后用Map缓存起来处理。对应的存储方式通过Map来处理

我们需要考虑几个问题:

  1. Map中存储的数据用什么合适?
  2. type和bean是一对一的关系吗?
  3. 何时建立该关系呢?

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_源码_25

private Map<Class<?>, Set<String>> typeMap = new ConcurrentHashMap<>(256);

  具体的实现我们可以在DefaultBeanFactory中添加一个buildTypeMap()方法来处理这个事情

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_Bean_26

  buildTypeMap()方法处理的逻辑如下:

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_AOP_27

  然后我们在BeanFactory中添加一个getType方法,封装获取Bean的Type的逻辑,方便buildTypeMap()方法的使用。最后就是getBean(Class<T>) 方法的实现了。因为Class对应的类型可能有多个,这时需要通过Primary来处理了。

IoC容器-核心部分类图

【01】Spring源码-手写篇-手写IoC实现_源码_28

总结:应用设计的原则:

  1. 抽象,行为抽象分类处理(接口)
  2. 继承,扩展功能
  3. 面向接口编程
  4. 单一职责原则


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