一、IOC分析
1. IOC是什么？
IOC：Inversion of Control控制反转，也称依赖倒置（反转）
问题：如何理解控制反转？
反转：依赖对象的获得被反转了。由自己创建，反转为从IOC容器中获取（和自动注入）
2. IOC容器带来什么好处？
1）代码更简洁，不需要去new需要使用的对象了。
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增强。进行AOP的前提是有IOC
3. IOC容器做什么工作？
IOC容器的工作：负责创建、管理类实例，向使用者提供实例。
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，使用者需要实例就从IOC容器中get。也称IOC容器为bean工厂。
二、IOC设计实现
1. IOC容器的工作
创建、管理bean。它是一个工厂，负责对外提供bean实例。
问：bean是什么？
bean是组件，就是类对象！
1）IOC容器应该具备什么行为（对外接口）？
对外提供bean实例，getBean()方法
2） 这个getBean()方法是否需要参数？需要几个参数、什么类型的参数？
简单工厂模式中，当工厂能创建很多类产品时，如要创建某类产品，需要告诉工厂。
3）这个getBean()方法的返回值应是什么类型？
各种类型的bean，那就只能是Object了。
经过上面的问题Bean工厂的接口就可以定义出来了！！！
2. Bean工厂接口：
Bean工厂代码：
package com.study.spring.beans;
/**
*
* @Description: IOC容器(bean工厂)接口:负责创建bean实例
* @author leeSmall
* @date 2018年11月29日
*
*/
public interface BeanFactory {
/**
* 获取bean
*
* @param name bean的名字
*
* @return bean 实例
* @throws Exception
*/
Object getBean(String name) throws Exception;
}
Bean工厂怎么知道该如何创建bean？
如何告诉Bean工厂？
就是一个定义注册，我们可以给它定义一个bean定义注册接口
3. Bean定义注册接口
Bean定义注册接口代码：
package com.study.spring.beans;
/**
*
* @Description: bean定义BeanDefinition定义好了就需要告诉IOC容器(bean工厂):
* 通过bean定义注册接口BeanDefinitionRegistry把bean定义BeanDefinition注册到IOC容器(bean工厂)BeanFactory
* @author leeSmall
* @date 2018年11月29日
*
*/
public interface BeanDefinitionRegistry {
//注册bean定义
void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) throws BeanDefinitionRegistException;
//获取bean定义
BeanDefinition getBeanDefinition(String beanName);
//判断是否包含bean定义
boolean containsBeanDefinition(String beanName);
}
4. Bean定义
问题1：bean定义的用途是什么？
告诉Bean工厂该如何创建某类bean
问题2：获得类的实例的方式有哪些？
new 构造方法
Person p = new Person();
工厂方法
静态的
public class PersonFactory {
public static Person getPerson() {
return new Person();
}
}
成员方法
public class PersonFactory {
public Person getPerson() {
return new Person();
}
}
问题3：Bean工厂帮我们创建bean时，它需要获知哪些信息？
1）new 构造方法的方式创建bean时，Bean工厂需要知道要创建的类的类名
2）静态工厂方法的方式创建bean时，Bean工厂需要知道工厂类名、工厂方法名
3）成员工厂方法的方式创建bean时，Bean工厂需要知道工厂类名（工厂bean名）、工厂方法名
因为需要获取工厂类对象去调用工厂方法名创建bean，所以直接给工厂bean名先创建工厂bean对象
问题4：每次从Bean工厂获取bean实例时，是否都需要创建一个新的？
否，有的只需要单实例
问题5：Bean定义是给Bean工厂创建bean用的，那么Bean定义接口应向Bean工厂提供哪些方法？
new 构造方法的方式创建bean时，需要告诉bean工厂怎么获取类的名称——获取bean的类名：getBeanClass (): Class
静态工厂方法的方式创建bean时，需要告诉bean工厂怎么获取工厂方法名：getFactoryMethodName() : String
成员工厂方法的方式创建bean时，需要告诉bean工厂怎么获取工厂bean名：getFactoryBeanName() : String
是否是单例等方法：getScope() : Sting、isSingleton()、isPrototype()
问题6：类对象交给IOC容器来管理，类对象的生命周期中还可能有什么生命阶段事情要做吗？
比如创建对象后可能需要进行一些初始化
还有一些对象在销毁时可能要进行一些特定的销毁逻辑（如释放资源）
那就在Bean定义中提供让用户可指定初始化、销毁方法。
对Bean工厂就需提供getInitMethodName()、getDestroyMethodName()
5. Bean定义接口
bean定义接口BeanDefinition代码：
package com.study.spring.beans;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
/**
*
* @Description: bean定义接口:要IOC容器(bean工厂)创建bean实例，就得告诉IOC容器(bean工厂)需要创建什么样的bean-BeanDefinition
* @author leeSmall
* @date 2018年11月29日
*
*/
public interface BeanDefinition {
String SCOPE_SINGLETION = "singleton";
String SCOPE_PROTOTYPE = "prototype";
/**
* 类:new 构造方法的方式创建bean时，需要告诉bean工厂怎么获取类的名称
*/
Class<?> getBeanClass();
/**
* Scope
*/
String getScope();
/**
* 是否单例
*/
boolean isSingleton();
/**
* 是否原型
*/
boolean isPrototype();
/**
* 工厂bean名：成员工厂方法的方式创建bean时，需要告诉bean工厂怎么获取工厂bean名
*/
String getFactoryBeanName();
/**
* 工厂方法名:静态工厂方法的方式创建bean时，需要告诉bean工厂怎么获取工厂方法名
*/
String getFactoryMethodName();
/**
* 初始化方法
*/
String getInitMethodName();
/**
* 销毁方法
*/
String getDestroyMethodName();
/**
* 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;
}
}
实现bean定义接口BeanDefinition实现一个通用的bean定义GenericBeanDefinition
package com.study.spring.beans;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
/**
*
* @Description: bean定义有了就需要实现bean定义接口BeanDefinition实现一个通用的bean
* 定义GenericBeanDefinition,用来承载数据
* @author leeSmall
* @date 2018年11月29日
*
*/
public class GenericBeanDefinition implements BeanDefinition {
//bean的名称
private Class<?> beanClass;
//scope 默认单例
private String scope = BeanDefinition.SCOPE_SINGLETION;
//工厂bean名
private String factoryBeanName;
//工厂方法名
private String factoryMethodName;
//初始化方法
private String initMethodName;
//销毁方法
private String destroyMethodName;
//设置bean的名称
public void setBeanClass(Class<?> beanClass) {
this.beanClass = beanClass;
}
//设置scope
public void setScope(String scope) {
if (StringUtils.isNotBlank(scope)) {
this.scope = scope;
}
}
//设置工厂bean名
public void setFactoryBeanName(String factoryBeanName) {
this.factoryBeanName = factoryBeanName;
}
//设置工厂方法名
public void setFactoryMethodName(String factoryMethodName) {
this.factoryMethodName = factoryMethodName;
}
//设置初始化方法
public void setInitMethodName(String initMethodName) {
this.initMethodName = initMethodName;
}
//设置销毁方法
public void setDestroyMethodName(String destroyMethodName) {
this.destroyMethodName = destroyMethodName;
}
@Override
public Class<?> getBeanClass() {
return this.beanClass;
}
@Override
public String getScope() {
return this.scope;
}
@Override
public boolean isSingleton() {
return BeanDefinition.SCOPE_SINGLETION.equals(this.scope);
}
@Override
public boolean isPrototype() {
return BeanDefinition.SCOPE_PROTOTYPE.equals(this.scope);
}
@Override
public String getFactoryBeanName() {
return this.factoryBeanName;
}
@Override
public String getFactoryMethodName() {
return this.factoryMethodName;
}
@Override
public String getInitMethodName() {
return this.initMethodName;
}
@Override
public String getDestroyMethodName() {
return this.destroyMethodName;
}
@Override
public String toString() {
return "GenericBeanDefinition [beanClass=" + beanClass + ", scope=" + scope + ", factoryBeanName="
+ factoryBeanName + ", factoryMethodName=" + factoryMethodName + ", initMethodName=" + initMethodName
+ ", destroyMethodName=" + destroyMethodName + "]";
}
@Override
public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + ((beanClass == null) ? 0 : beanClass.hashCode());
result = prime * result + ((destroyMethodName == null) ? 0 : destroyMethodName.hashCode());
result = prime * result + ((factoryBeanName == null) ? 0 : factoryBeanName.hashCode());
result = prime * result + ((factoryMethodName == null) ? 0 : factoryMethodName.hashCode());
result = prime * result + ((initMethodName == null) ? 0 : initMethodName.hashCode());
result = prime * result + ((scope == null) ? 0 : scope.hashCode());
return result;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
return true;
if (obj == null)
return false;
if (getClass() != obj.getClass())
return false;
GenericBeanDefinition other = (GenericBeanDefinition) obj;
if (beanClass == null) {
if (other.beanClass != null)
return false;
} else if (!beanClass.equals(other.beanClass))
return false;
if (destroyMethodName == null) {
if (other.destroyMethodName != null)
return false;
} else if (!destroyMethodName.equals(other.destroyMethodName))
return false;
if (factoryBeanName == null) {
if (other.factoryBeanName != null)
return false;
} else if (!factoryBeanName.equals(other.factoryBeanName))
return false;
if (factoryMethodName == null) {
if (other.factoryMethodName != null)
return false;
} else if (!factoryMethodName.equals(other.factoryMethodName))
return false;
if (initMethodName == null) {
if (other.initMethodName != null)
return false;
} else if (!initMethodName.equals(other.initMethodName))
return false;
if (scope == null) {
if (other.scope != null)
return false;
} else if (!scope.equals(other.scope))
return false;
return true;
}
}
我们继续看下面的图：
说明：bean定义BeanDefinition通过bean定义注册接口BeanDefinitionRegistry注册到Bean工厂BeanFactory，Bean工厂BeanFactory负责创建bean
6. BeanFactory实现
实现一个最基础的默认bean工厂：DefaultBeanFactory
说明：
6.1 实现bean定义信息注册接口
问题1：bean定义信息如何存放？
Map
问题2：bean定义是否可以重名？重名怎么办？
重名抛异常
6.2 实现bean工厂
问题1：创建的bean用什么存放，方便下次获取？
Map，因为getBean是通过名字来取的，放在Map中更好
问题2：在getBean方法中要做哪些事？
创建bean实例，进行初始化
6.3 Bean工厂实现代码：
package com.study.spring.beans;
import java.io.Closeable;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Objects;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
/**
*
* @Description: bean定义BeanDefinition有了,bean定义注册BeanDefinitionRegistry也有了,
* 就可以实现一个默认的bean工厂DefaultBeanFactory来创建bean实例了,DefaultBeanFactory除了需要实现BeanFactory外,
* 还需要实现Bean定义注册接口BeanDefinitionRegistry,因为要把bean定义注册到bean工厂里面
* @author leeSmall
* @date 2018年11月29日
*
*/
public class DefaultBeanFactory implements BeanFactory, BeanDefinitionRegistry, Closeable {
private final Log logger = LogFactory.getLog(getClass());
//用Map来存放bean定义信息
private Map<String, BeanDefinition> beanDefintionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);
//用Map来存放创建的bean实例,注意这里只是存放单例bean,多实例每次都要创建新的,不需要存放
private Map<String, Object> beanMap = new ConcurrentHashMap<>(256);
//注册bean定义
@Override
public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
throws BeanDefinitionRegistException {
//判断给入的beanName和beanDefinition不能为空
Objects.requireNonNull(beanName, "注册bean需要给入beanName");
Objects.requireNonNull(beanDefinition, "注册bean需要给入beanDefinition");
// 校验给入的bean是否合法
if (!beanDefinition.validate()) {
throw new BeanDefinitionRegistException("名字为[" + beanName + "] 的bean定义不合法：" + beanDefinition);
}
//如果已存在bean定义就抛异常
if (this.containsBeanDefinition(beanName)) {
throw new BeanDefinitionRegistException(
"名字为[" + beanName + "] 的bean定义已存在:" + this.getBeanDefinition(beanName));
}
//把bean定义放到Map里面
this.beanDefintionMap.put(beanName, beanDefinition);
}
//根据bean的名字从Map里面获取bean定义
@Override
public BeanDefinition getBeanDefinition(String beanName) {
return this.beanDefintionMap.get(beanName);
}
//根据bean的名字判断Map里面是否包含bean定义
@Override
public boolean containsBeanDefinition(String beanName) {
return this.beanDefintionMap.containsKey(beanName);
}
//根据bean的名字获取bean实例,里面主要做的工作是创建bean实例和对bean实例进行初始化
@Override
public Object getBean(String name) throws Exception {
return this.doGetBean(name);
}
//根据bean的名字获取bean实例,里面主要做的工作是创建bean实例和对bean实例进行初始化
protected Object doGetBean(String beanName) throws Exception {
//判断给入的bean名字不能为空
Objects.requireNonNull(beanName, "beanName不能为空");
//先从beanMap里面获取bean实例
Object instance = beanMap.get(beanName);
//如果beanMap里面已存在bean实例就直接返回,不需要走后面的流程了
if (instance != null) {
return instance;
}
//从beanDefintionMap里面获取bean定义信息
BeanDefinition bd = this.getBeanDefinition(beanName);
//bean定义信息不能为空
Objects.requireNonNull(bd, "beanDefinition不能为空");
//获取bean的类型
Class<?> type = bd.getBeanClass();
if (type != null) {
//如果bean的类型不为空,并且工厂方法名为空,说明是使用构造方法的方式来创建bean实例
if (StringUtils.isBlank(bd.getFactoryMethodName())) {
// 构造方法来构造对象
instance = this.createInstanceByConstructor(bd);
}
//如果bean的类型不为空,并且工厂方法名不为空,说明是使用静态工厂方法的方式来创建bean实例
else {
// 静态工厂方法
instance = this.createInstanceByStaticFactoryMethod(bd);
}
}
//如果bean的类型为空,说明是使用工厂bean的方式来创建bean实例
else {
// 工厂bean方式来构造对象
instance = this.createInstanceByFactoryBean(bd);
}
// 执行初始化方法
this.doInit(bd, instance);
//存放单例的bean到beanMap
if (bd.isSingleton()) {
beanMap.put(beanName, instance);
}
return instance;
}
// 构造方法来构造对象 反射
private Object createInstanceByConstructor(BeanDefinition bd)
throws InstantiationException, IllegalAccessException {
try {
//拿到bean的类型,然后调用newInstance通过反射来创建bean实例
return bd.getBeanClass().newInstance();
} catch (SecurityException e1) {
logger.error("创建bean的实例异常,beanDefinition：" + bd, e1);
throw e1;
}
}
// 静态工厂方法 反射
private Object createInstanceByStaticFactoryMethod(BeanDefinition bd) throws Exception {
//拿到bean的类型
Class<?> type = bd.getBeanClass();
//通过静态工厂方法方法的名字getFactoryMethodName反射出bean的方法m创建bean实例
Method m = type.getMethod(bd.getFactoryMethodName(), null);
return m.invoke(type, null);
}
// 工厂bean方式来构造对象 反射
private Object createInstanceByFactoryBean(BeanDefinition bd) throws Exception {
//通过bean定义信息中工厂bean的名字获取工厂bean的实例
Object factoryBean = this.doGetBean(bd.getFactoryBeanName());
//通过bean定义信息中工厂方法的名字反射出工厂bean的方法m创建bean实例
Method m = factoryBean.getClass().getMethod(bd.getFactoryMethodName(), null);
return m.invoke(factoryBean, null);
}
//执行初始化方法
private void doInit(BeanDefinition bd, Object instance) throws Exception {
// 获取bean定义中的初始化方法,如果存在初始化方法就通过反射去执行初始化方法
if (StringUtils.isNotBlank(bd.getInitMethodName())) {
Method m = instance.getClass().getMethod(bd.getInitMethodName(), null);
m.invoke(instance, null);
}
}
//销毁
@Override
public void close() throws IOException {
// 执行单例实例的销毁方法
for (Entry<String, BeanDefinition> e : this.beanDefintionMap.entrySet()) {
String beanName = e.getKey();
BeanDefinition bd = e.getValue();
//获取bean定义中的销毁方法,如果存在销毁方法就通过反射去执行销毁方法
if (bd.isSingleton() && StringUtils.isNotBlank(bd.getDestroyMethodName())) {
Object instance = this.beanMap.get(beanName);
try {
Method m = instance.getClass().getMethod(bd.getDestroyMethodName(), null);
m.invoke(instance, null);
} catch (NoSuchMethodException | SecurityException | IllegalAccessException | IllegalArgumentException
| InvocationTargetException e1) {
logger.error("执行bean[" + beanName + "] " + bd + " 的 销毁方法异常！", e1);
}
}
}
}
}
6.4 扩展DefaultBeanFactory
对于单例bean，我们可以提前实例化，这样做的好处是不用在需要的时候再取获取了，可以保证线程安全，提高性能
package com.study.spring.beans;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
/**
*
* @Description: 提前实例化单例bean
* @author leeSmall
* @date 2018年11月27日
*
*/
public class PreBuildBeanFactory extends DefaultBeanFactory {
private final Log logger = LogFactory.getLog(getClass());
private List<String> beanNames = new ArrayList<>();
@Override
public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
throws BeanDefinitionRegistException {
super.registerBeanDefinition(beanName, beanDefinition);
synchronized (beanNames) {
beanNames.add(beanName);
}
}
public void preInstantiateSingletons() throws Exception {
synchronized (beanNames) {
for (String name : beanNames) {
BeanDefinition bd = this.getBeanDefinition(name);
if (bd.isSingleton()) {
this.doGetBean(name);
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("preInstantiate: name=" + name + " " + bd);
}
}
}
}
}
}
6.5 测试IOC容器（bean工厂）创建bean实例
需要创建的bean实例ABean
package com.study.spring.samples;
/**
*
* @Description: 需要创建的bean实例ABean
* @author leeSmall
* @date 2018年11月29日
*
*/
public class ABean {
public void doSomthing() {
System.out.println(System.currentTimeMillis() + " " + this);
}
public void init() {
System.out.println("ABean.init() 执行了");
}
public void destroy() {
System.out.println("ABean.destroy() 执行了");
}
}
创建bean实例ABean的工厂ABeanFactory
package com.study.spring.samples;
/**
*
* @Description: 创建bean实例ABean的工厂ABeanFactory
* @author leeSmall
* @date 2018年11月29日
*
*/
public class ABeanFactory {
//静态工厂方式
public static ABean getABean() {
return new ABean();
}
//工厂bean的方式
public ABean getABean2() {
return new ABean();
}
}
测试IOC容器（bean工厂）创建bean实例ABean
package v1;
import org.junit.AfterClass;
import org.junit.Test;
import com.dn.spring.beans.BeanDefinition;
import com.dn.spring.beans.DefaultBeanFactory;
import com.dn.spring.beans.GenericBeanDefinition;
import com.dn.spring.samples.ABean;
import com.dn.spring.samples.ABeanFactory;
/**
*
* @Description: 测试IOC容器（bean工厂）创建bean实例ABean
* @author leeSmall
* @date 2018年11月29日
*
*/
public class DefaultBeanFactoryTest {
static DefaultBeanFactory bf = new DefaultBeanFactory();
//测试构造方法方式创建bean实例
@Test
public void testRegist() throws Exception {
//创建bean定义
GenericBeanDefinition bd = new GenericBeanDefinition();
//设置bean的类名
bd.setBeanClass(ABean.class);
//设置是否单例
bd.setScope(BeanDefinition.SCOPE_SINGLETION);
// bd.setScope(BeanDefinition.SCOPE_PROTOTYPE);
//设置bean的初始化方法
bd.setInitMethodName("init");
//设置bean的销毁方法
bd.setDestroyMethodName("destroy");
//把bean定义注册到bean工厂DefaultBeanFactory bf
bf.registerBeanDefinition("aBean", bd);
}
//静态工厂方法的方式创建bean实例
@Test
public void testRegistStaticFactoryMethod() throws Exception {
//创建bean定义
GenericBeanDefinition bd = new GenericBeanDefinition();
//设置工厂bean的名字
bd.setBeanClass(ABeanFactory.class);
//设置工厂方法名
bd.setFactoryMethodName("getABean");
//把bean定义注册到bean工厂DefaultBeanFactory bf
bf.registerBeanDefinition("staticAbean", bd);
}
//工厂bean的方式创建bean实例
@Test
public void testRegistFactoryMethod() throws Exception {
//创建工厂bean定义
GenericBeanDefinition bd = new GenericBeanDefinition();
//设置工厂bean的名字
bd.setBeanClass(ABeanFactory.class);
String fbname = "factory";
//把工厂bean注册到bean工厂DefaultBeanFactory bf
bf.registerBeanDefinition(fbname, bd);
//创建bean定义
bd = new GenericBeanDefinition();
//设置工厂bean的名字
bd.setFactoryBeanName(fbname);
//设置工厂bean的方法名
bd.setFactoryMethodName("getABean2");
//设置是否是单列
bd.setScope(BeanDefinition.SCOPE_PROTOTYPE);
//把bean定义注册到bean工厂DefaultBeanFactory bf
bf.registerBeanDefinition("factoryAbean", bd);
}
//获取bean实例并调用里面的方法
@AfterClass
public static void testGetBean() throws Exception {
System.out.println("构造方法方式------------");
for (int i = 0; i < 3; i++) {
ABean ab = (ABean) bf.getBean("aBean");
ab.doSomthing();
}
System.out.println("静态工厂方法方式------------");
for (int i = 0; i < 3; i++) {
ABean ab = (ABean) bf.getBean("staticAbean");
ab.doSomthing();
}
System.out.println("工厂方法方式------------");
for (int i = 0; i < 3; i++) {
ABean ab = (ABean) bf.getBean("factoryAbean");
ab.doSomthing();
}
//销毁
bf.close();
}
}
输出结果：
构造方法方式------------ ABean.init() 执行了 1543478493599 com.dn.spring.samples.ABean@46fbb2c1 1543478493599 com.dn.spring.samples.ABean@46fbb2c1 1543478493599 com.dn.spring.samples.ABean@46fbb2c1 静态工厂方法方式------------ 1543478493599 com.dn.spring.samples.ABean@5ef04b5 1543478493599 com.dn.spring.samples.ABean@5ef04b5 1543478493599 com.dn.spring.samples.ABean@5ef04b5 工厂方法方式------------ 1543478493599 com.dn.spring.samples.ABean@5f4da5c3 1543478493600 com.dn.spring.samples.ABean@443b7951 1543478493600 com.dn.spring.samples.ABean@14514713 ABean.destroy() 执行了
三、DI分析
DI（Dependency Injection）依赖注入分析
问题1：哪些地方会有依赖？
构造参数依赖
属性依赖
问题2：依赖注入的本质是什么？
赋值，给入构造参数值，给属性赋值
问题3：参数值、属性值可能是什么值？
直接值、bean依赖
举例：
public class Girl{
public Girl(String name,int age,char cup,Boy boyfriend){
}
}
name，age，cup都是直接值，boyfriend是bean依赖
问题4：直接值会有哪几种情况？
基本数据类型、String
数组、集合
Properties
Map
本质：参数值、属性值都是值。bean工厂在进行依赖注入时，就是给入值。
四、DI实现
1. 构造参数依赖
1.1 构造参数依赖定义分析
public class Girl{
public Girl(String name,int age,char cup,Boy boyfriend){
}
}
问题1：我们要创建一个Girl是如何创建的？
Boy leeSmall = new Boy("leeSmall");
Girl girl = new Girl("小青"，18，'D',leeSmall);
直接把值传入构造函数即可
问题2：我们可不可以这样来定义构造参数依赖？
第一个参数值是："小青"
第二个参数值是：18
第三个参数值是：'D'
第四个参数值是：依赖一个Boy Bean
完全可以！
构造参数依赖设计
问题1：参数可以有多个，用什么存储？
集合：List
问题2：参数有顺序，如何体现顺序？
按参数顺序放入List
问题3：参数可以值直接值，也可以是bean依赖，如何表示？
因为可以有多种值，那就只能用Object
List<Object> constructorArgumentValues
问题4：如果用Object来表示值，如何区分是Bean依赖？
为Bean依赖定义一种数据类型BeanReference，bean工厂在构造Bean实例时，遍历判断参数是否是BeanReference，如果是则替换为依赖的bean实例。
问题5：如果直接值是数组、集合等，它们的元素中有的是bean依赖，怎么处理？
元素值还是用BeanReference，同样bean工厂在使用时需遍历替换。
1.2 BeanReference
BeanReference就是用来说明bean依赖的：依赖哪个Bean
package com.dn.spring.beans;
/**
* 用于依赖注入中描述bean依赖
*/
public class BeanReference {
private String beanName;
public BeanReference(String beanName) {
super();
this.beanName = beanName;
}
/**
* 获得引用的beanName
*/
public String getBeanName() {
return this.beanName;
}
}
1.3 在BeanDefinition中增加获得构造参数值的方法
List<?> getConstructorArgumentValues();
在GenericBeanDefinition中增加对应的实现
//构造参数存放属性
private List<?> constructorArgumentValues;
//获得构造参数值
public List<?> getConstructorArgumentValues() {
return constructorArgumentValues;
}
//设置构造参数值
public void setConstructorArgumentValues(List<?> constructorArgumentValues) {
this.constructorArgumentValues = constructorArgumentValues;
}
构造参数依赖有了，下面就可以来实现构造参数依赖注入了！
1.4 BeanFactory中实现构造参数依赖注入
1.4.1 首先需要把bean定义中的构造参数引用转为真实的值，在DefaultBeanFactory中增加一个方法来干这事。
代码实现：
//把bean定义中的构造参数引用转为真实的值
private Object[] getConstructorArgumentValues(BeanDefinition bd) throws Exception {
return this.getRealValues(bd.getConstructorArgumentValues());
}
//把bean定义中的构造参数引用转为真实的值
private Object[] getRealValues(List<?> defs) throws Exception {
if (CollectionUtils.isEmpty(defs)) {
return null;
}
Object[] values = new Object[defs.size()];
int i = 0;
Object v = null;
for (Object rv : defs) {
if (rv == null) {
v = null;
} else if (rv instanceof BeanReference) {
v = this.doGetBean(((BeanReference) rv).getBeanName());
} else if (rv instanceof Object[]) {
// TODO 处理集合中的bean引用
} else if (rv instanceof Collection) {
// TODO 处理集合中的bean引用
} else if (rv instanceof Properties) {
// TODO 处理properties中的bean引用
} else if (rv instanceof Map) {
// TODO 处理Map中的bean引用
} else {
v = rv;
}
values[i++] = v;
}
return values;
}
问题：有参数了，如何断定是哪个构造方法、哪个工厂方法？需要考虑下面的情况
a）方法是可以重载的
b）形参定义时可能是接口或者父类，实参则是具体的子实现
c）可以通过反射获取提供的构造方法、方法，如下：
java.lang.Class
反射获取构造方法：
//获取所有构造方法
@CallerSensitive
public Constructor<?>[] getConstructors() throws SecurityException {
checkMemberAccess(Member.PUBLIC, Reflection.getCallerClass(), true);
return copyConstructors(privateGetDeclaredConstructors(true));
}
//获取指定构造方法
@CallerSensitive
public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)
throws NoSuchMethodException, SecurityException {
checkMemberAccess(Member.PUBLIC, Reflection.getCallerClass(), true);
return getConstructor0(parameterTypes, Member.PUBLIC);
}
反射获取方法：
//获取所有方法
@CallerSensitive
public Method[] getMethods() throws SecurityException {
checkMemberAccess(Member.PUBLIC, Reflection.getCallerClass(), true);
return copyMethods(privateGetPublicMethods());
}
//获取指定方法
@CallerSensitive
public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
throws NoSuchMethodException, SecurityException {
checkMemberAccess(Member.PUBLIC, Reflection.getCallerClass(), true);
Method method = getMethod0(name, parameterTypes, true);
if (method == null) {
throw new NoSuchMethodException(getName() + "." + name + argumentTypesToString(parameterTypes));
}
return method;
}
判断逻辑：
a）先根据参数的类型进行精确匹配查找，如未找到，则进行第二步查找；
b）获得所有的构造方法遍历，通过参数数量过滤，再比对形参类型与实参类型
1.4.2 当我们判断出构造方法或者工厂方法后，对于原型Bean，下次获取是否就可以省去判断了？
也就是说，对于原型Bean，我们可以缓存下这个构造方法或工厂方法。如何实现？
在BeanDefinition中增加缓存的方法:
/* 下面的四个方法是供beanFactory中使用的 */
//获取构造方法
public Constructor<?> getConstructor();
//缓存构造方法
public void setConstructor(Constructor<?> constructor);
//获取工厂方法
public Method getFactoryMethod();
//缓存工厂方法
public void setFactoryMethod(Method factoryMethod);
在GenericBeanDefinition中增加对应的实现：
/* 下面的四个方法是供beanFactory中使用的 */
//获取构造方法
public Constructor<?> getConstructor() {
return constructor;
}
//缓存构造方法
public void setConstructor(Constructor<?> constructor) {
this.constructor = constructor;
}
//获取工厂方法
public Method getFactoryMethod() {
return factoryMethod;
}
//缓存工厂方法
public void setFactoryMethod(Method factoryMethod) {
this.factoryMethod = factoryMethod;
}
1.4.3 接下来可以写查找构造方法或查找工厂方法的代码了
1）在DefaultBeanFactory中增加查找构造方法的方法
//查找构造方法的方法
private Constructor<?> determineConstructor(BeanDefinition bd, Object[] args) throws Exception {
Constructor<?> ct = null;
//如果参数为空,则返回无参的构造方法
if (args == null) {
return bd.getBeanClass().getConstructor(null);
}
// 对于原型bean,从第二次开始获取bean实例时，可直接获得第一次缓存的构造方法。
ct = bd.getConstructor();
if (ct != null) {
return ct;
}
// 先根据参数类型获取精确匹配的构造方法
Class<?>[] paramTypes = new Class[args.length];
int j = 0;
for (Object p : args) {
paramTypes[j++] = p.getClass();
}
try {
ct = bd.getBeanClass().getConstructor(paramTypes);
} catch (Exception e) {
// 这个异常不需要处理
}
//如果根据参数类型进行精确批次查找没有找到构造方法,就获得所有的构造方法遍历，通过参数数量过滤，再比对形参类型与实参类型
if (ct == null) {
// 没有精确参数类型匹配的，则遍历匹配所有的构造方法
// 判断逻辑：先判断参数数量，再依次比对形参类型与实参类型
outer: for (Constructor<?> ct0 : bd.getBeanClass().getConstructors()) {
Class<?>[] paramterTypes = ct0.getParameterTypes();
if (paramterTypes.length == args.length) {
for (int i = 0; i < paramterTypes.length; i++) {
//isAssignableFrom方法表示是否可以把args[i].getClass()赋值给paramterTypes[i]
if (!paramterTypes[i].isAssignableFrom(args[i].getClass())) {
continue outer;
}
}
ct = ct0;
break outer;
}
}
}
//如果找到构造方法了，并且是原型的就缓存起来
if (ct != null) {
// 对于原型bean,可以缓存找到的构造方法，方便下次构造实例对象。在BeanDefinfition中获取设置所用构造方法的方法。
// 同时在上面增加从beanDefinition中获取的逻辑。
if (bd.isPrototype()) {
bd.setConstructor(ct);
}
return ct;
} else {
throw new Exception("不存在对应的构造方法！" + bd);
}
}
2）修改DefaultBeanFactory中用构造方法创建实例的代码调用determineConstructor
// 构造方法来构造对象
private Object createInstanceByConstructor(BeanDefinition bd) throws Exception {
try {
//获取bean定义中的构造参数
Object[] args = this.getConstructorArgumentValues(bd);
//如果构造参数为空就使用无参构造函数
if (args == null) {
return bd.getBeanClass().newInstance();
}
//查找有参构造函数并返回
else {
// 决定构造方法
return this.determineConstructor(bd, args).newInstance(args);
}
} catch (SecurityException e1) {
logger.error("创建bean的实例异常,beanDefinition：" + bd, e1);
throw e1;
}
}
3）按照增加查找构造方法的方式修改静态工厂方法、工厂方法方式的参数依赖
增加查找工厂方法的方法
//查找工厂方法的方法
private Method determineFactoryMethod(BeanDefinition bd, Object[] args, Class<?> type) throws Exception {
if (type == null) {
type = bd.getBeanClass();
}
//获取bean定义中国工厂方法的名字
String methodName = bd.getFactoryMethodName();
//如果参数为空就返回无参的方法
if (args == null) {
return type.getMethod(methodName, null);
}
Method m = null;
// 对于原型bean,从第二次开始获取bean实例时，可直接获得第一次缓存的构造方法。
m = bd.getFactoryMethod();
if (m != null) {
return m;
}
// 先根据参数类型获取精确匹配的方法
Class[] paramTypes = new Class[args.length];
int j = 0;
for (Object p : args) {
paramTypes[j++] = p.getClass();
}
try {
m = type.getMethod(methodName, paramTypes);
} catch (Exception e) {
// 这个异常不需要处理
}
//如果根据参数类型进行精确批次查找没有找到工厂方法,就获得所有的构造方法遍历，通过参数数量过滤，再比对形参类型与实参类型
if (m == null) {
// 没有精确参数类型匹配的，则遍历匹配所有的方法
// 判断逻辑：先判断参数数量，再依次比对形参类型与实参类型
outer: for (Method m0 : type.getMethods()) {
if (!m0.getName().equals(methodName)) {
continue;
}
Class<?>[] paramterTypes = m.getParameterTypes();
if (paramterTypes.length == args.length) {
for (int i = 0; i < paramterTypes.length; i++) {
//isAssignableFrom方法表示是否可以把args[i].getClass()赋值给paramterTypes[i]
if (!paramterTypes[i].isAssignableFrom(args[i].getClass())) {
continue outer;
}
}
m = m0;
break outer;
}
}
}
//如果找到构造方法了，并且是原型的就缓存起来
if (m != null) {
// 对于原型bean,可以缓存找到的方法，方便下次构造实例对象。在BeanDefinfition中获取设置所用方法的方法。
// 同时在上面增加从beanDefinition中获取的逻辑。
if (bd.isPrototype()) {
bd.setFactoryMethod(m);
}
return m;
} else {
throw new Exception("不存在对应的构造方法！" + bd);
}
}
修改DefaultBeanFactory中用工厂方法创建实例的代码调用determineFactoryMethod
// 静态工厂方法
private Object createInstanceByStaticFactoryMethod(BeanDefinition bd) throws Exception {
Class<?> type = bd.getBeanClass();
Object[] realArgs = this.getRealValues(bd.getConstructorArgumentValues());
Method m = this.determineFactoryMethod(bd, realArgs, null);
return m.invoke(type, realArgs);
}
// 工厂bean方式来构造对象
private Object createInstanceByFactoryBean(BeanDefinition bd) throws Exception {
Object factoryBean = this.doGetBean(bd.getFactoryBeanName());
Object[] realArgs = this.getRealValues(bd.getConstructorArgumentValues());
Method m = this.determineFactoryMethod(bd, realArgs, factoryBean.getClass());
return m.invoke(factoryBean, realArgs);
}
1.4.4 测试
参数依赖注入测试
package v2;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.junit.Test;
import com.dn.spring.beans.BeanReference;
import com.dn.spring.beans.GenericBeanDefinition;
import com.dn.spring.beans.PreBuildBeanFactory;
import com.dn.spring.samples.ABean;
import com.dn.spring.samples.ABeanFactory;
import com.dn.spring.samples.CBean;
import com.dn.spring.samples.CCBean;
/**
*
* @Description: 参数依赖注入测试
* @author leeSmall
* @date 2018年12月1日
*
*/
public class DItest {
static PreBuildBeanFactory bf = new PreBuildBeanFactory();
//构造函数参数依赖注入
@Test
public void testConstructorDI() throws Exception {
GenericBeanDefinition bd = new GenericBeanDefinition();
bd.setBeanClass(ABean.class);
List<Object> args = new ArrayList<>();
args.add("abean01");
args.add(new BeanReference("cbean"));
bd.setConstructorArgumentValues(args);
bf.registerBeanDefinition("abean", bd);
bd = new GenericBeanDefinition();
bd.setBeanClass(CBean.class);
args = new ArrayList<>();
args.add("cbean01");
bd.setConstructorArgumentValues(args);
bf.registerBeanDefinition("cbean", bd);
bf.preInstantiateSingletons();
ABean abean = (ABean) bf.getBean("abean");
abean.doSomthing();
}
//静态工厂方法参数依赖注入
@Test
public void testStaticFactoryMethodDI() throws Exception {
GenericBeanDefinition bd = new GenericBeanDefinition();
bd.setBeanClass(ABeanFactory.class);
bd.setFactoryMethodName("getABean");
List<Object> args = new ArrayList<>();
args.add("abean02");
args.add(new BeanReference("cbean02"));
bd.setConstructorArgumentValues(args);
bf.registerBeanDefinition("abean02", bd);
bd = new GenericBeanDefinition();
bd.setBeanClass(CBean.class);
args = new ArrayList<>();
args.add("cbean02");
bd.setConstructorArgumentValues(args);
bf.registerBeanDefinition("cbean02", bd);
bf.preInstantiateSingletons();
ABean abean = (ABean) bf.getBean("abean02");
abean.doSomthing();
}
//普通工厂方法的参数依赖注入
@Test
public void testFactoryMethodDI() throws Exception {
GenericBeanDefinition bd = new GenericBeanDefinition();
bd.setFactoryBeanName("abeanFactory");
bd.setFactoryMethodName("getABean2");
List<Object> args = new ArrayList<>();
args.add("abean03");
args.add(new BeanReference("cbean02"));
bd.setConstructorArgumentValues(args);
bf.registerBeanDefinition("abean03", bd);
bd = new GenericBeanDefinition();
bd.setBeanClass(ABeanFactory.class);
bf.registerBeanDefinition("abeanFactory", bd);
bf.preInstantiateSingletons();
ABean abean = (ABean) bf.getBean("abean03");
abean.doSomthing();
}
}
输出结果：
调用了含有CBean参数的构造方法 1543644406604 abean01 cb.name=cbean01 调用了含有CBean参数的构造方法 1543644406607 abean02 cb.name=cbean02 调用了含有CBean参数的构造方法 1543644406608 abean03 cb.name=cbean02
1.4.5 循环依赖如何处理
问题：构造对象时可以循环依赖吗/
构造实例对象时的循环依赖，会陷入僵死局面，是不允许构造实例时的循环依赖的。那么怎么发现循环依赖呢?
发现循环依赖的方法：加入一个正在构造的bean的记录，每个bean开始构造时加入该记录中，构造完成后从记录中移除。如果有依赖，先看依赖的bean是否在构造中，如是就构成了循环依赖，抛出异常
代码实现：
在DefaultBeanFactory增加如下代码：
//记录正在构造的bean
private ThreadLocal<Set<String>> buildingBeans = new ThreadLocal<>();
// 记录正在创建的Bean
Set<String> ingBeans = this.buildingBeans.get();
if (ingBeans == null) {
ingBeans = new HashSet<>();
this.buildingBeans.set(ingBeans);
}
// 检测循环依赖 因为如果已bean正在构造，这时发现有其他的bean依赖它，此时它又没有创建好久需要抛异常了
if (ingBeans.contains(beanName)) {
throw new Exception(beanName + " 循环依赖！" + ingBeans);
}
// 记录正在创建的Bean
ingBeans.add(beanName);
.....................
......................
// 创建好实例后，移除创建中记录
ingBeans.remove(beanName);
循环依赖测试代码
package v2;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.junit.Test;
import com.dn.spring.beans.BeanReference;
import com.dn.spring.beans.GenericBeanDefinition;
import com.dn.spring.beans.PreBuildBeanFactory;
import com.dn.spring.samples.DBean;
import com.dn.spring.samples.EBean;
/**
*
* @Description: 循环依赖测试
* @author leeSmall
* @date 2018年12月1日
*
*/
public class CirculationDiTest {
static PreBuildBeanFactory bf = new PreBuildBeanFactory();
//DBean依赖EBean,EBean又依赖DBean 抛异常
@Test
public void testCirculationDI() throws Exception {
GenericBeanDefinition bd = new GenericBeanDefinition();
bd.setBeanClass(DBean.class);
List<Object> args = new ArrayList<>();
args.add(new BeanReference("ebean"));
bd.setConstructorArgumentValues(args);
bf.registerBeanDefinition("dbean", bd);
bd = new GenericBeanDefinition();
bd.setBeanClass(EBean.class);
args = new ArrayList<>();
args.add(new BeanReference("dbean"));
bd.setConstructorArgumentValues(args);
bf.registerBeanDefinition("ebean", bd);
bf.preInstantiateSingletons();
}
}
2. 属性依赖
问题1：属性依赖是什么？
某个属性依赖某个值，需要外部给入这个值
问题2：该如何来描述一个属性依赖？
属性名、值，定义一个来来表示这两个值
问题3：会有多个属性依赖，怎么存放？
List存放
问题4：属性值得情况和构造参数值得情况一样吗？
一样
2.1 定义属性依赖实体
属性依赖实体类类图如下：
属性依赖实体类代码：
package com.study.spring.beans;
/**
*
* @Description: 属性值依赖实体
* @author leeSmall
* @date 2018年12月1日
*
*/
public class PropertyValue {
private String name;
private Object value;
public PropertyValue(String name, Object value) {
super();
this.name = name;
this.value = value;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Object getValue() {
return value;
}
public void setValue(Object value) {
this.value = value;
}
}
2.2 在BeanDefinition接口中增加获得属性依赖定义的方法
/**
* 获得属性依赖定义的方法
*
*/
List<PropertyValue> getPropertyValues();
2.3 在GenericBeanDefinition增加对应的实现
//存放属性依赖
private List<PropertyValue> propertyValues;
//获取属性依赖
public List<PropertyValue> getPropertyValues() {
return propertyValues;
}
//设置属性依赖
public void setPropertyValues(List<PropertyValue> propertyValues) {
this.propertyValues = propertyValues;
}
2.4 在DefaultBeanFactory中实现属性依赖
//属性依赖实现
private void setPropertyDIValues(BeanDefinition bd, Object instance) throws Exception {
//bean定义中没有属性依赖就直接返回
if (CollectionUtils.isEmpty(bd.getPropertyValues())) {
return;
}
//如果bean定义中有属性依赖就设置值,设置方式和构造参数的设置一样
for (PropertyValue pv : bd.getPropertyValues()) {
//属性依赖没有给名字就直接跳过
if (StringUtils.isBlank(pv.getName())) {
continue;
}
//获取类对象
Class<?> clazz = instance.getClass();
//通过属性名获取类对象里面声明的字段
Field p = clazz.getDeclaredField(pv.getName());
//设置字段可访问
p.setAccessible(true);
//把属性值转化为真正的值,和构造参数一样
Object rv = pv.getValue();
Object v = null;
if (rv == null) {
v = null;
} else if (rv instanceof BeanReference) {
v = this.doGetBean(((BeanReference) rv).getBeanName());
} else if (rv instanceof Object[]) {
// TODO 处理集合中的bean引用
} else if (rv instanceof Collection) {
// TODO 处理集合中的bean引用
} else if (rv instanceof Properties) {
// TODO 处理properties中的bean引用
} else if (rv instanceof Map) {
// TODO 处理Map中的bean引用
} else {
v = rv;
}
//把真正的值v设置到属性p里面 即属性p依赖的值v
p.set(instance, v);
}
}
在doGetBean(String beanName)中增加对设置属性依赖的调用
// 给入属性依赖
this.setPropertyDIValues(bd, instance);
注意：属性依赖是允许循环依赖的，因为是在实例创建好之后才设置属性依赖的值的！！！
2.5 属性依赖测试
package v2;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.junit.Test;
import com.dn.spring.beans.BeanReference;
import com.dn.spring.beans.GenericBeanDefinition;
import com.dn.spring.beans.PreBuildBeanFactory;
import com.dn.spring.beans.PropertyValue;
import com.dn.spring.samples.ABean;
import com.dn.spring.samples.CBean;
import com.dn.spring.samples.FBean;
/**
*
* @Description: 属性依赖测试
* @author leeSmall
* @date 2018年12月1日
*
*/
public class PropertyDItest {
static PreBuildBeanFactory bf = new PreBuildBeanFactory();
@Test
public void testPropertyDI() throws Exception {
//构造参数依赖
GenericBeanDefinition bd = new GenericBeanDefinition();
bd.setBeanClass(ABean.class);
List<Object> args = new ArrayList<>();
args.add("abean01");
args.add(new BeanReference("cbean"));
bd.setConstructorArgumentValues(args);
bf.registerBeanDefinition("abean", bd);
//构造参数依赖
bd = new GenericBeanDefinition();
bd.setBeanClass(CBean.class);
args = new ArrayList<>();
args.add("cbean01");
bd.setConstructorArgumentValues(args);
bf.registerBeanDefinition("cbean", bd);
//属性依赖
bd = new GenericBeanDefinition();
bd.setBeanClass(FBean.class);
List<PropertyValue> propertyValues = new ArrayList<>();
propertyValues.add(new PropertyValue("name", "FFBean01"));
propertyValues.add(new PropertyValue("age", 18));
propertyValues.add(new PropertyValue("aBean", new BeanReference("abean")));
bd.setPropertyValues(propertyValues);
bf.registerBeanDefinition("fbean", bd);
bf.preInstantiateSingletons();
FBean fbean = (FBean) bf.getBean("fbean");
System.out.println("设置的属性依赖值: " + fbean.getName() + " " + fbean.getAge());
fbean.getaBean().doSomthing();
}
}
输出结果：
调用了含有CBean参数的构造方法 设置的属性依赖值: FFBean01 18 1543649718902 abean01 cb.name=cbean01
完整代码获取地址：
Spring IOC分析和手写实现Spring IOC代码：https://github.com/leeSmall/FrameSourceCodeStudy/tree/master/spring-v1
Spring DI分析和手写实现Spring DI代码：https://github.com/leeSmall/FrameSourceCodeStudy/tree/master/spring-v2