使用Java反射模擬實現Spring的IoC容器的操作
實現的功能:
- 默認情況下將掃描整個項目的文件
- 可以使用@ComponentScan註解配置掃描路徑
- 隻將被@Component註解修飾的類裝載到容器中
- 可以使用@AutoWired註解實現自動裝配
- 讀取配置文件中的聲明的類並註冊到容器中
項目結構
下面是程序的項目結構圖:
自定義註解
下面是自定義的三個註解: @AutoWired,@Component,@ComponentScan。
@Target(ElementType.FIELD) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) public @interface AutoWired { } @Target(ElementType.TYPE) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) public @interface Component { } @Target(ElementType.TYPE) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) public @interface ComponentScan { String[] value(); }
容器實現
其中AnnotationConfigApplicationContext和ClassPathXMLApplicationContext為核心的類,其中
AnnotationConfigApplicationContext類實現掃描文件和解析註解等功能。
package learn.reflection.reflect; import learn.reflection.Bootstrap; import learn.reflection.annotation.AutoWired; import learn.reflection.annotation.Component; import learn.reflection.annotation.ComponentScan; import java.io.File; import java.io.InputStream; import java.lang.reflect.Field; import java.util.HashMap; import java.util.Map; import java.util.Properties; import java.util.Set; public class AnnotationConfigApplicationContext<T>{ //使用HaspMap存儲Bean private HashMap<Class,Object> beanFactory=new HashMap<>(); //獲取Bean的方法 public T getBean(Class clazz){ return (T) beanFactory.get(clazz); } String path;//編譯後的字節碼存儲路徑 /** * 初始化ApplicationContext,加載註解修飾的Bean到beanFactory */ public void initContextByAnnotation(){ //編譯後的項目根目錄:D:/idea_workplace/javaAppliTechnology/target/classes/ path = AnnotationConfigApplicationContext.class.getClassLoader().getResource("").getFile(); //查看啟動類Bootstrap是否有定義掃描包 ComponentScan annotation = Bootstrap.class.getAnnotation(ComponentScan.class); if (annotation!=null){ //有定義就隻掃描自定義的 String[] definedPaths = annotation.value(); if (definedPaths!=null&&definedPaths.length>0){ loadClassInDefinedDir(path,definedPaths); } }else{ //默認掃描整個項目的目錄 System.out.println(path); findClassFile(new File(path)); } assembleObject(); } /** * 給@AutoWired修飾的屬性賦值 */ private void assembleObject(){ Set<Map.Entry<Class, Object>> entries = beanFactory.entrySet(); //掃描所有容器中的Bean for (Map.Entry<Class, Object> entry : entries) { Object value = entry.getValue(); //獲取所有屬性 Field[] fields = value.getClass().getDeclaredFields(); for (Field field : fields) { //如果被@AutoWired註解修飾則進行賦值 AutoWired annotation = field.getAnnotation(AutoWired.class); if (annotation!=null){ try { field.setAccessible(true); field.set(value,beanFactory.get(field.getType())); } catch (IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); } } } } } /** * 掃描用戶自定義的包 * @param path * @param definedPaths */ private void loadClassInDefinedDir(String path, String[] definedPaths){ for (String definedPath : definedPaths) { //轉換成絕對路徑 String s = definedPath.replaceAll("\\.", "/"); String fullName=path+s; System.out.println(s); findClassFile(new File(fullName)); } } /** * 掃描項目中的每一個文件夾找到所有的class文件 */ private void findClassFile(File pathParent) { //路徑是否是目錄,子目錄是否為空 if (pathParent.isDirectory()) { File[] childrenFiles = pathParent.listFiles(); if (childrenFiles == null || childrenFiles.length == 0) { return; } for (File childrenFile : childrenFiles) { if (childrenFile.isDirectory()) { //遞歸調用直到找到所有的文件 findClassFile(childrenFile); } else { //找到文件 loadClassWithAnnotation(childrenFile); } } } } /** * 裝配找到的所有帶有@Component註解的類到容器 */ private void loadClassWithAnnotation(File file) { //1.去掉前面的項目絕對路徑 String pathWithClass=file.getAbsolutePath().substring(path.length()-1); //2.將路徑的“/”轉化為“.”和去掉後面的.class if (pathWithClass.contains(".class")){ String fullName = pathWithClass.replaceAll("\\\\", ".").replace(".class", ""); /** * 根據獲取到的類的全限定名使用反射將實例添加到beanFactory中 */ try { Class<?> clazz = Class.forName(fullName); //3.判斷是不是接口,不是接口才創建實例 if (!clazz.isInterface()){ //4.是否具有@Bean註解 Component annotation = clazz.getAnnotation(Component.class); if (annotation!=null){ //5.創建實例對象 Object instance = clazz.newInstance(); //6.判斷是否有實現的接口 Class<?>[] interfaces = clazz.getInterfaces(); if (interfaces!=null&&interfaces.length>0){ //如果是有接口就將其接口的class作為key,實例對象作為value System.out.println("正在加載【"+interfaces[0].getName()+"】 實例對象:"+instance.getClass().getName()); beanFactory.put(interfaces[0],instance); }else{ System.out.println("正在加載【"+clazz.getName()+"】 實例對象:"+instance.getClass().getName()); beanFactory.put(clazz,instance); } //如果沒有接口就將自己的class作為key,實例對象作為value } } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } }
ClassPathXMLApplicationContext類實現解析xml配置文件,並裝載組件到容器中。
package learn.reflection.reflect; import java.net.URL; import java.util.HashMap; import java.util.Map; import org.jdom2.Document; import org.jdom2.JDOMException; import org.jdom2.Element; import org.jdom2.xpath.XPath; import org.jdom2.input.SAXBuilder; import java.io.File; import java.io.IOException; import java.net.URL; import java.net.URISyntaxException; import java.util.*; import java.lang.reflect.Field; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.InvocationTargetException; /** * @author Hai * @date 2020/5/17 - 18:47 */ public class ClassPathXMLApplicationContext{ private File file; private Map<String,Object> map = new HashMap(); public ClassPathXMLApplicationContext(String config_file) { URL url = this.getClass().getClassLoader().getResource(config_file); try { file = new File(url.toURI()); XMLParsing(); } catch (Exception e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } private void XMLParsing() throws Exception { SAXBuilder builder = new SAXBuilder(); Document document = builder.build(file); Element root = document.getRootElement(); List elementList = root.getChildren("bean"); Iterator i = elementList.iterator(); //讀取bean節點的所有信息 while (i.hasNext()) { Element bean = (Element) i.next(); String id = bean.getAttributeValue("id"); //根據class創建實例 String cls = bean.getAttributeValue("class"); Object obj = Class.forName(cls).newInstance(); Method[] method = obj.getClass().getDeclaredMethods(); List<Element> list = bean.getChildren("property"); for (Element el : list) { for (int n = 0; n < method.length; n++) { String name = method[n].getName(); String temp = null; //找到屬性對應的setter方法進行賦值 if (name.startsWith("set")) { temp = name.substring(3, name.length()).toLowerCase(); if (el.getAttribute("name") != null) { if (temp.equals(el.getAttribute("name").getValue())) { method[n].invoke(obj, el.getAttribute("value").getValue()); } } } } } map.put(id, obj); } } public Object getBean(String name) { return map.get(name); } }
測試
實體類User的定義:
@Component public class User { private String username; private String password; public User(String username, String password) { this.username = username; this.password = password; } public User() { } //省略getter,setter方法 }
在UserServiceImpl類中添加@Component註解,並使用@AutoWired註解註入容器中的IUerDao接口的實現類UserDaoImpl。
@Component public class UserServiceImpl implements IUserService { @AutoWired private IUserDao userDao; @Override public void login(User user) { System.out.println("調用UserDaoImpl的login方法"); userDao.loginByUsername(user); } }
UserDaoImpl類同樣添加@Component註解
@Component public class UserDaoImpl implements IUserDao { @Override public void loginByUsername(User user) { System.out.println("驗證用戶【"+user.getUsername()+"】登錄"); } }
在beans.xml中配置註冊User類,文件beans.xml的內容如下:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <beans> <bean id="user" class="learn.reflection.entity.User"> <property name="username" value="張三" /> <property name="password" value="123" /> </bean> </beans>
下面同時使用 AnnotationConfigApplicationContext類和 ClassPathXMLApplicationContext類。
Bootstrap類作為啟動類添加註解@ComponentScan,指定掃描learn.reflection.dao和learn.reflection.service這兩個包。
@ComponentScan(value = {"learn.reflection.dao","learn.reflection.service"}) public class Bootstrap { public static void main(String[] args) { AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(); applicationContext.initContextByAnnotation(); UserServiceImpl userService = (UserServiceImpl) applicationContext.getBean(IUserService.class); ClassPathXMLApplicationContext xmlApplicationContext = new ClassPathXMLApplicationContext("beans.xml"); User user = (User) xmlApplicationContext.getBean("user"); System.out.println(user); userService.login(user); } }
運行Bootstrap類,程序運行結果如下:
learn/reflection/dao
正在加載【learn.reflection.dao.IUserDao】 實例對象:learn.reflection.dao.impl.UserDaoImpl
learn/reflection/service
正在加載【learn.reflection.service.IUserService】 實例對象:learn.reflection.service.impl.UserServiceImpl
User{username=’張三’, password=’123′}
調用UserDaoImpl的login方法
驗證用戶【張三】登錄
以上為個人經驗,希望能給大傢一個參考,也希望大傢多多支持WalkonNet。
推薦閱讀:
- spring IOC控制反轉原理詳解
- Spring框架學習之Spring @Autowired實現自動裝配的代碼
- 淺談@Value和@Bean的執行順序問題
- Spring純註解開發模式讓開發簡化更簡化
- Spring使用IOC與DI實現完全註解開發