03.Spring_IOC反射机制-优快云博客

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Spring IOC 是如何依赖反射创建对象的

Spring IOC 容器创建 Bean 实例的核心机制是 Java 的反射(Reflection)技术。反射允许程序在运行时获取类的信息并操作类的属性和方法，这正是 Spring 实现控制反转的基础。下面详细解析这个过程：

1. 反射的基本概念

Java 反射是指在运行时动态获取类的信息，并操作类的属性、方法、构造函数等的能力。主要通过java.lang.reflect包中的类来实现：

Class<T>：表示类或接口的运行时信息
Constructor<T>：表示类的构造函数
Method：表示类的方法
Field：表示类的字段

2. Spring IOC 创建对象的反射流程

Spring 在创建 Bean 对象时的反射过程大致分为以下几个步骤：

2.1 获取 Class 对象

Spring 首先从 BeanDefinition 中获取 Bean 的类名，然后通过 ClassLoader 加载并获取对应的 Class 对象：

// 伪代码示例
String className = beanDefinition.getBeanClassName();
Class<?> clazz = Class.forName(className);

2.2 获取合适的构造函数

Spring 会根据配置信息选择合适的构造函数：

// 无参构造函数
Constructor<?> constructor = clazz.getDeclaredConstructor();

// 有参构造函数
Constructor<?> constructor = clazz.getDeclaredConstructor(UserRepository.class);

2.3 实例化对象

使用选定的构造函数创建 Bean 实例：

// 无参构造函数
constructor.setAccessible(true); // 允许访问私有构造函数
Object instance = constructor.newInstance();

// 有参构造函数
Object[] args = new Object[]{userRepository};
Object instance = constructor.newInstance(args);

3. 实际示例分析

以下是一个具体示例，展示 Spring 如何通过反射创建对象：

public class UserServiceImpl implements UserService {
    private UserRepository userRepository;

    // 构造函数
    public UserServiceImpl(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }

    // 业务方法
    @Override
    public User getUserById(Long id) {
        return userRepository.findById(id);
    }
}

Spring 创建这个 Bean 的过程：

解析配置：从 XML、注解或 Java 配置中解析出 UserServiceImpl 需要被创建
生成 BeanDefinition：创建包含 UserServiceImpl 所有信息的 BeanDefinition

反射创建对象：

// Spring内部实现（简化版）
Class<?> serviceClass = Class.forName("com.example.UserServiceImpl");
Class<?> repositoryClass = Class.forName("com.example.UserRepository");

// 获取构造函数
Constructor<?> constructor = serviceClass.getConstructor(repositoryClass);

// 获取构造参数
UserRepository repository = (UserRepository)beanFactory.getBean("userRepository");

// 创建实例
UserServiceImpl service = (UserServiceImpl)constructor.newInstance(repository);

4. Spring 如何选择构造函数

当一个类有多个构造函数时，Spring 会按照以下策略选择：

带有@Autowired 注解的构造函数
主构造函数（Kotlin 中的 primary constructor）
唯一的构造函数（如果只有一个）
默认构造函数（无参构造函数）
匹配度最高的构造函数（根据参数类型和数量）

// Spring内部代码（简化版）
Constructor<?>[] ctors = determineConstructorsFromBeanPostProcessors(beanClass, beanName);
if (ctors != null) {
    // 使用BeanPostProcessor提供的构造函数（例如AutowiredAnnotationBeanPostProcessor）
    return autowireConstructor(beanName, mbd, ctors, args);
}
else if (mbd.getResolvedAutowireMode() == AUTOWIRE_CONSTRUCTOR) {
    // 使用自动装配构造函数
    return autowireConstructor(beanName, mbd, null, args);
}
else {
    // 尝试无参构造函数
    return instantiateBean(beanName, mbd);
}

5. InstantiationStrategy 策略

Spring 使用不同的实例化策略来创建 Bean：

SimpleInstantiationStrategy：使用标准 Java 反射 API
CglibSubclassingInstantiationStrategy：使用 CGLIB 生成子类(默认策略)

// SimpleInstantiationStrategy中的createInstance方法（简化版）
public Object instantiate(RootBeanDefinition bd, String beanName, BeanFactory owner,
        final Constructor<?> ctor, Object... args) {
    if (System.getSecurityManager() != null) {
        // 使用特权模式
        AccessController.doPrivileged(...);
    }
    else {
        // 直接使用反射创建实例
        return BeanUtils.instantiateClass(ctor, args);
    }
}