框架复习（一）：不如写个tiny-Spring？（完整版）

框架复习（一）：不如写个tiny-Spring？

框架复习（一）：不如写个tiny-Spring？

项目来源

https://github.com/code4craft/tiny-spring

IOC

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI4Njg5MDA5NA==&mid=2247484247&idx=1&sn=e228e29e344559e469ac3ecfa9715217&chksm=ebd74256dca0cb40059f3f627fc9450f916c1e1b39ba741842d91774f5bb7f518063e5acf5a0#rd

为什么要有IOC？

https://www.zhihu.com/question/23277575

什么是依赖？

依赖，可以粗暴地理解为import，如果代码中import了某个类，那这段代码就依赖了这个类。面向接口编程时，逻辑都是接口逻辑（例如接口IA，有方法doX，doY，接口逻辑例如是main中实例化了IA后，顺序执行了doX和doY），但具体实例化的对象是IA接口的实现（例如类CA实现了IA，重写了方法doX，doY）。如果不用工厂，直接new，那么main文件里面就必须import了CA，也就是main“依赖”了CA这个实现。而面向接口编程中，main应该跟CA解耦（就是不直接依赖CA，不会看到import CA）。工厂方法就是解决这种import CA的解决途径之一，简单工厂为例，原本main里面的IA a = new CA()，就变成了IA a = AFactory.getA(“CA”)，并且getA的具体实现中，可以通过如果是字符串“CA”就new CA()返回了。这样子的话，main里面就不用import CA了（但是要import AFactory），也即是不“依赖”CA，与CA解耦了。依赖注入，就是把上面的工厂，获取CA对象的方式，变成反射（也还是根据字符串来生成对象，不过就不用简单工厂if-else那么粗暴了，多一个if又要改一遍工厂的实现，多累啊），根据配置来生成对象。不用import某个实际类，但是也把依赖（逻辑过程实际执行还是CA来做的）给注入（放到main中）了。（上述的main指代任意一个逻辑执行过程，不一定是main函数）

依赖注入，把底层类作为参数传入上层类，实现上层类对下层类的控制。A类中：@Autowird B b;那不论B类怎么改变，都不需要改变A类中的代码。比如构造函数创建A(B b),还有Setter创建。反转A类中不应该B b=new b()，而是应该从外界注入。
- 从哪个外界注入呢？Spring设计的是IOC容器，相当于是框架本身管理注入过程。相当于A需要B b的时候，框架就getBean（“b”）给A类。
- 如果A需要b，B需要a，怎么注入？控制反转，交给IOC容器去解决。tiny-spring的实现思路：先根据xml获得全部bean标签内容，然后在getBean的时候再lazy-init。这样A需要b时，会先创建A，当遇到b时转而去创建b，最后在创建出完成的A。整个类似于一个递归（dfs）的过程。
IOC,控制反转，通过配置文件/注解自动对对象进行初始化
- 控制反转解决了对象层级嵌套的问题，在创建一个对象时可以自动创建依赖对象并注入，Spring的IOC容器实现了从xml或注解中进行自动初始化。
- 控制反转容器因为是自上而下创建实例的，因此不需要知道其依赖类的创建方法，屏蔽了内部的细节,从外部看像一个工厂。

IOC部分要实现什么功能？

读取XML文件，标签为beans和property
property内标签可为value或ref，即支持依赖注入
封装成ApplicationContext创建所有的bean，并且解决循环依赖
TODO：注解版和Java配置版

第0步：下载项目

https://github.com/code4craft/tiny-spring

请用git clone下载，这样才能够通过git checkout step-1-container-register-and-get一步一步的查看不同版本。

第1步：最基本的容器

最基本的容器是指BeanFactory和BeanDefinition。前者有一个ConcurrentHashMap<String，BeanDefinition>，因为实现xml中字符串id对对象实例的映射。BeanDefinition包装了Bean。

第2步：将bean创建放入工厂

Spring中Bean实例的生成是由容器控制的，而不是由用户，因此Bean对象的创建要放在BeanFactory中。为了仿照Spring，因此抽象出FactoryBean接口，AbstractBeanFactory模板类。模板类中最重要的是protected doCreateBean()。

在注册的时候通过反射调用doCreateBean方法创建对象，并放入BeanDefinition包装类中。doCreateBean相当于是个动态工厂，根据string类型的全类名反射出一个Object对象。

public void registerBeanDefinition(String name,BeanDefinition beanDefinition){
     
     
    Object bean =  doCreateBean(beanDefinition);
    beanDefinition.setBean(bean);
    beanDefinitionMap.put(name,beanDefinition);
}

到这一步就实现了BeanFactory的实现类可以通过全类名创建一个对象。

public class BeanFactoryTest {
     
     
    @Test
    public void test(){
     
     
        BeanFactory beanFactory = new AutowireCapableBeanFactory();
        BeanDefinition beanDefinition = new BeanDefinition();//创建一个包装类
        beanDefinition.setBeanClassName("beans.Car");//通过反射创建，要求必须有无参构造函数
        beanFactory.registerBeanDefinition("audi",beanDefinition);//注册到hashmap中，注册之前先调用doCreateObject方法创建对象，实现了在Facoty中创建对象
        System.out.println((Car)beanFactory.getBean("audi"));
    }
}

在看上述代码，我们要传给factory什么？1.全类名，即beans.Car。2.实例化后的实例名称，即audi。这两项显然我们都能在配置的xml中获取，这在第四步中完成。其次，我们目前创建出的对象还是一个依靠无参构造函数创建的，因此内部成员变量均为null，所以下一步是对成员变量进行赋值。

第3步：为Bean注入属性

这一步有两个类，PropertyValues和PropertyValue。PV类相当于是C++中的Pair<String fieldName,Object Value>类，保存字段和字段对应的值。PVS中保存了一个对象中所有字段和值的对应关系，即保存了一个List。每个BeanDefinition中都有一个PVS,因此每个BeanDefinition在创建完空Bean后可以遍历PVS，通过反射实现Setter。

protected void applyPropertyValues(Object bean,BeanDefinition mbd) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
     
     
    for(PropertyValue propertyValue:mbd.getPropertyValues().getPropertyValues()){
     
     
        Field declaredField = bean.getClass().getDeclaredField(propertyValue.getName());
        declaredField.setAccessible(true);
        declaredField.set(bean,propertyValue.getValue());
    }
}

第4步：读取xml配置来初始化bean

解决获取IO流的问题？URL类定位xml文件，url.openConnect().connect()即可定位并打开文件，利用getInputStream获得文件输入流。
通过XMLBeanDefinitionReader类和DocumentBuilder对xml进行解析。先根据bean定位到所有的bean，根据类名和实例名构建一个空实例，然后每一个bean中定位property，利用PVS类和PV类实现对bean属性的赋值
官方结构

第5步：为bean注入bean

核心解决三个问题1.ref怎么实现？2.怎么解决xml中顺序问题？2.怎么避免循环依赖？

怎么实现ref？

这个问题好解决。判断xml中是ref还是value，如果是value（本项目目前value如果是基本类型，只允许是String）则直接用PV（PropertyValue）封装，如果是ref，就用BeanReference{name,bean}封装一下然后再用PV封装。

private void processProperty(Element ele, BeanDefinition beanDefinition) {
       
       
    NodeList propertyNode = ele.getElementsByTagName("property");
    for (int i = 0; i < propertyNode.getLength(); i++) {
       
       
        Node node = propertyNode.item(i);
        if (node instanceof Element) {
       
       
            Element propertyEle = (Element) node;
            String name = propertyEle.getAttribute("name");
            String value = propertyEle.getAttribute("value");
            if (value != null && value.length() > 0) {
       
       
                beanDefinition.getPropertyValues().addPropertyValue(new PropertyValue(name, value));
            } else {
       
       
                String ref = propertyEle.getAttribute("ref");
                if (ref == null || ref.length() == 0) {
       
       
                    throw new IllegalArgumentException("Configuration problem: <property> element for property '"
                            + name + "' must specify a ref or value");
                }
                BeanReference beanReference = new BeanReference(ref);
                beanDefinition.getPropertyValues().addPropertyValue(new PropertyValue(name, beanReference));
            }
        }
    }
}

在调用applyPropertyValues()方法——通过反射装填实例的成员变量时，如果该变量是BeanReference，则该变量有可能需要创建一下。

protected void applyPropertyValues(Object bean, BeanDefinition mbd) throws Exception {
       
       
    for (PropertyValue propertyValue : mbd.getPropertyValues().getPropertyValues()) {
       
       
        Field declaredField = bean.getClass().getDeclaredField(propertyValue.getName());
        declaredField.setAccessible(true);
        Object value = propertyValue.getValue();
        if (value instanceof BeanReference) {
       
       
            BeanReference beanReference = (BeanReference) value;
            value = getBean(beanReference.getName());
        }
        declaredField.set(bean, value);
    }
}