通过实例浅谈Spring运作机制-spring原理和实现机制

看到这个标题大家可能又想：哎，又一个重新发明轮子的人。在这里很想先声明一下，写这篇文章只是想让大家了解一下Spring到底是怎么运行的，并不是想重造轮子噢，希望大家看完这篇文章后能对Spring运作机制有更深入的了解，希望这篇文章对你有所帮助喔！好，言归正传，让我们来一起探索吧！

我们先从最常见的例子开始吧

Java代码

public static void main(String[] args) {     
        ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext(     
                "applicationContext.xml");     
        Animal animal = (Animal) context.getBean("animal");     
        animal.say();     
    }    
 
public static void main(String[] args) {  
  ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext(  
    "applicationContext.xml");  
  Animal animal = (Animal) context.getBean("animal");  
  animal.say();  
 }

这段代码你一定很熟悉吧，不过还是让我们分析一下它吧，首先是applicationContext.xml

Java代码

<bean id="animal" class="phz.springframework.test.Cat">     
        <property name="name">     
            <value>kitty</value>     
        </property>     
</bean>    
 
<bean id="animal" class="phz.springframework.test.Cat"> 
  <property name="name"> 
   <value>kitty</value> 
  </property> 
</bean>

他有一个类phz.springframework.test.Cat =

Java代码

public class Cat implements Animal {     
    private String name;     
    public void say() {     
        System.out.println("I am " + name + "!");     
    }     
    public void setName(String name) {     
        this.name = name;     
    }     
}    
 
public class Cat implements Animal {  
 private String name;  
 public void say() {  
  System.out.println("I am " + name + "!");  
 }  
 public void setName(String name) {  
  this.name = name;  
 }  
}

实现了phz.springframework.test.Animal接口

Java代码

public interface Animal {     
    public void say();     
}    
 
public interface Animal {  
 public void say();  
}

很明显上面的代码输出I am kitty!

那么到底Spring是如何做到的呢？

接下来就让我们自己写个Spring 来看看Spring运作机制吧！

首先，我们定义一个Bean类，这个类用来存放一个Bean拥有的属性

Java代码

/* Bean Id */    
    private String id;     
    /* Bean Class */    
    private String type;     
    /* Bean Property */    
    private Map<String, Object> properties = new HashMap<String, Object>();    
 
/* Bean Id */  
 private String id;  
 /* Bean Class */  
 private String type;  
 /* Bean Property */  
 private Map<String, Object> properties = new HashMap<String, Object>();

一个Bean包括id,type,和Properties。

接下来Spring 就开始加载我们的配置文件了，将我们配置的信息保存在一个HashMap中，HashMap的key就是Bean 的 Id ，HasMap 的value是这个Bean，只有这样我们才能通过context.getBean("animal")这个方法获得Animal这个类。我们都知道Spirng可以注入基本类型，而且可以注入像List，Map这样的类型，接下来就让我们以Map为例看看Spring是怎么保存的吧

Map配置可以像下面的

Java代码

<bean id="test" class="Test">     
        <property name="testMap">     
            <map>     
                <entry key="a">     
                    <value>1</value>     
                </entry>     
                <entry key="b">     
                    <value>2</value>     
                </entry>     
            </map>     
        </property>     
    </bean>    
 
<bean id="test" class="Test"> 
  <property name="testMap"> 
   <map> 
    <entry key="a"> 
     <value>1</value> 
    </entry> 
    <entry key="b"> 
     <value>2</value> 
    </entry> 
   </map> 
  </property> 
 </bean>

Spring运作机制中是怎样保存上面的配置呢？，代码如下：

Java代码

if (beanProperty.element("map") != null) {     
                    Map<String, Object> propertiesMap = new HashMap<String, Object>();     
                    Element propertiesListMap = (Element) beanProperty     
                            .elements().get(0);     
                    Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap     
                            .elements().iterator();     
                    while (propertiesIterator.hasNext()) {     
                        Element vet = (Element) propertiesIterator.next();     
                        if (vet.getName().equals("entry")) {     
                            String key = vet.attributeValue("key");     
                            Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()     
                                    .iterator();     
                            while (valuesIterator.hasNext()) {     
                                Element value = (Element) valuesIterator.next();     
                                if (value.getName().equals("value")) {     
                                    propertiesMap.put(key, value.getText());     
                                }     
                                if (value.getName().equals("ref")) {     
                                    propertiesMap.put(key, new String[] { value     
                                            .attributeValue("bean") });     
                                }     
                            }     
                        }     
                    }     
                    bean.getProperties().put(name, propertiesMap);     
                }    
 
if (beanProperty.element("map") != null) {  
     Map<String, Object> propertiesMap = new HashMap<String, Object>();  
     Element propertiesListMap = (Element) beanProperty  
       .elements().get(0);  
     Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap 
       .elements().iterator();  
     while (propertiesIterator.hasNext()) {  
      Element vet = (Element) propertiesIterator.next();  
      if (vet.getName().equals("entry")) {  
       String key = vet.attributeValue("key");  
       Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()  
         .iterator();  
       while (valuesIterator.hasNext()) {  
        Element value = (Element) valuesIterator.next();  
        if (value.getName().equals("value")) {  
         propertiesMap.put(key, value.getText());  
        }  
        if (value.getName().equals("ref")) {  
         propertiesMap.put(key, new String[] { value  
           .attributeValue("bean") });  
        }  
       }  
      }  
     }  
     bean.getProperties().put(name, propertiesMap);  
    }

接下来就进入最核心部分了，让我们看看Spring 到底是怎么依赖注入的吧，其实依赖注入的思想也很简单，它是通过反射机制实现的，在实例化一个类时，它通过反射调用类中set方法将事先保存在HashMap中的类属性注入到类中。让我们看看具体它是怎么做的吧。

首先实例化一个类，像这样

Java代码

public static Object newInstance(String className) {     
        Class<?> cls = null;     
        Object obj = null;     
        try {     
            cls = Class.forName(className);     
            obj = cls.newInstance();     
        } catch (ClassNotFoundException e) {     
            throw new RuntimeException(e);     
        } catch (InstantiationException e) {     
            throw new RuntimeException(e);     
        } catch (IllegalAccessException e) {     
            throw new RuntimeException(e);     
        }     
        return obj;     
    }    
 
public static Object newInstance(String className) {  
  Class<?> cls = null;  
  Object obj = null;  
  try {  
   cls = Class.forName(className);  
   obj = cls.newInstance();  
  } catch (ClassNotFoundException e) {  
   throw new RuntimeException(e);  
  } catch (InstantiationException e) {  
   throw new RuntimeException(e);  
  } catch (IllegalAccessException e) {  
   throw new RuntimeException(e);  
  }  
  return obj;  
 }

接着它将这个类的依赖注入进去，像这样

Java代码

public static void setProperty(Object obj, String name, String value) {     
        Class<? extends Object> clazz = obj.getClass();     
        try {     
            String methodName = returnSetMthodName(name);     
            Method[] ms = clazz.getMethods();     
            for (Method m : ms) {     
                if (m.getName().equals(methodName)) {     
                    if (m.getParameterTypes().length == 1) {     
                        Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[0];     
                        setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,     
                                obj);     
                        break;     
                    }     
                }     
            }     
        } catch (SecurityException e) {     
            throw new RuntimeException(e);     
        } catch (IllegalArgumentException e) {     
            throw new RuntimeException(e);     
        } catch (IllegalAccessException e) {     
            throw new RuntimeException(e);     
        } catch (InvocationTargetException e) {     
            throw new RuntimeException(e);     
        }     
}    
 
public static void setProperty(Object obj, String name, String value) {  
  Class<? extends Object> clazz = obj.getClass();  
  try {  
   String methodName = returnSetMthodName(name);  
   Method[] ms = clazz.getMethods();  
   for (Method m : ms) {  
    if (m.getName().equals(methodName)) {  
     if (m.getParameterTypes().length == 1) {  
      Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[0];  
      setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,  
        obj);  
      break;  
     }  
    }  
   }  
  } catch (SecurityException e) {  
   throw new RuntimeException(e);  
  } catch (IllegalArgumentException e) {  
   throw new RuntimeException(e);  
  } catch (IllegalAccessException e) {  
   throw new RuntimeException(e);  
  } catch (InvocationTargetException e) {  
   throw new RuntimeException(e);  
  }  
}

***它将这个类的实例返回给我们，我们就可以用了。我们还是以Map为例看看它是怎么做的，我写的代码里面是创建一个HashMap并把该HashMap注入到需要注入的类中，像这样，

Java代码

if (value instanceof Map) {     
                Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()     
                        .iterator();     
                Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();     
                while (entryIterator.hasNext()) {     
                    Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();     
                    if (entryMap.getValue() instanceof String[]) {     
                        map.put((String) entryMap.getKey(),     
                                getBean(((String[]) entryMap.getValue())[0]));     
                    }     
                }     
                BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);     
            }    
 
if (value instanceof Map) {  
    Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()  
      .iterator();  
    Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();  
    while (entryIterator.hasNext()) {  
     Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();  
     if (entryMap.getValue() instanceof String[]) {  
      map.put((String) entryMap.getKey(),  
        getBean(((String[]) entryMap.getValue())[0]));  
     }  
    }  
    BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);  
   }

好了，这样我们就可以用Spring 给我们创建的类了，是不是也不是很难啊？当然Spring能做到的远不止这些，这个示例程序仅仅提供了Spring最核心的依赖注入功能中的一部分。这也是Spring运作机制中的一部分。

本文参考了大量文章无法一一感谢，在这一起感谢，如果侵犯了你的版权深表歉意，很希望对大家有帮助！

附件中包含该山寨Spring的源码，核心只有五个类，还有一个测试程序，phz.springframework.test.AnimalSayApp，可以直接运行。

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