IoC

Ioc 是一款 spring ioc 核心功能簡化實現版本，便於學習和理解原理。

創作目的

使用 spring 很長時間，對於 spring 使用非常頻繁，實際上對於源碼一直沒有靜下心來學習過。

但是 spring 源碼存在一個問題，那就是過於抽象，導致學習起來成本上升。

所以本項目由漸入深，只實現 spring 的核心功能，便於自己和他人學習 spring 的核心原理。

spring 的核心

Spring 的核心就是 spring-beans，後面的一切 spring-boot，spring-cloud 都是建立在這個地基之上。

當別人問你 spring 的時候，希望你可以談談自己對於 spring ioc 自己更深層的見解，而不是網上人云亦云的幾句話。

什麼是 IOC

控制反轉（Inversion of Control，縮寫爲IoC），是面向對象編程中的一種設計原則，可以用來減低計算機代碼之間的耦合度。

其中最常見的方式叫做依賴注入（Dependency Injection，簡稱DI）。

通過控制反轉，對象在被創建的時候，由一個調控系統內所有對象的外界實體，將其所依賴的對象的引用傳遞給它。

也可以說，依賴被注入到對象中。

爲什麼需要 IOC

IoC 是解耦的一種方法。

我們知道Java 是一門面向對象的語言，在 Java 中 Everything is Object，我們的程序就是由若干對象組成的。

當我們的項目越來越大，合作的開發者越來越多的時候，我們的類就會越來越多，類與類之間的引用就會成指數級的增長。

這樣的工程簡直就是災難，如果我們引入 Ioc 框架。

由框架來維護類的生命週期和類之間的引用。

我們的系統就會變成這樣：

這個時候我們發現，我們類之間的關係都由 IoC 框架負責維護類，同時將類注入到需要的類中。

也就是類的使用者只負責使用，而不負責維護。

把專業的事情交給專業的框架來完成，大大的減少開發的複雜度。

快速開始

maven 引入

<dependency>
    <groupId>com.github.houbb</groupId>
    <artifactId>ioc</artifactId>
    <version>0.1.11</version>
</dependency>

測試準備

全部測試代碼，見 test 模塊。

Apple.java

public class Apple {

    public void color() {
        System.out.println("Apple color: red. ");
    }

}

apple.json

類似於 xml 的配置，我們暫時使用 json 進行配置驗證。

[
{"name":"apple","className":"com.github.houbb.ioc.test.service.Apple"}
]

執行測試

測試

BeanFactory beanFactory = new JsonApplicationContext("apple.json");
Apple apple = (Apple) beanFactory.getBean("apple");
apple.color();

日誌

Apple color: red.

spring 基本實現流程

說明

spring-beans 一切都是圍繞 bean 展開的。

BeanFactory 負責對 bean 進行生命週期的相關管理，本節展示第一小節的簡單實現流程。

spring 核心流程

Spring IoC 主要是以下幾個步驟。

初始化 IoC 容器。
讀取配置文件。
將配置文件轉換爲容器識別對的數據結構（這個數據結構在Spring中叫做 BeanDefinition）
利用數據結構依次實例化相應的對象
注入對象之間的依賴關係

BeanDefinition 的抽象

BeanDefinition 是 spring 對 java bean 屬性的一個抽象，經過這一層抽象，配置文件可以是 xml/json/properties/yaml 等任意一種，甚至包括註解掃包。

爲 spring 的拓展帶來極大的靈活性。

本框架考慮到實現的簡單性，初步只實現了 json 和基於註解掃包兩種方式。

後期如果有時間可以考慮添加 xml 的實現，其實更多是 xml 的解析工作量，核心流程已經全部實現。

實現源碼節選

BeanDefinition 相關

包含了對於 java bean 的基本信息抽象。

BeanDefinition.java

其默認實現爲 DefaultBeanDefinition.java，就是對接口實現的最基本的 java POJO

參見 DefaultBeanDefinition

/**
 * 對象定義屬性
 * @author binbin.hou
 * @since 0.0.1
 */
public interface BeanDefinition {

    /**
     * 名稱
     * @return 名稱
     * @since 0.0.1
     */
    String getName();

    /**
     * 設置名稱
     * @param name 名稱
     * @since 0.0.1
     */
    void setName(final String name);

    /**
     * 類名稱
     * @return 類名稱
     */
    String getClassName();

    /**
     * 設置類名稱
     * @param className 類名稱
     * @since 0.0.1
     */
    void setClassName(final String className);

}

BeanFactory 核心管理相關

BeanFactory.java

/**
 * bean 工廠接口
 * @author binbin.hou
 * @since 0.0.1
 */
public interface BeanFactory {

    /**
     * 根據名稱獲取對應的實例信息
     * @param beanName bean 名稱
     * @return 對象信息
     * @since 0.0.1
     */
    Object getBean(final String beanName);

    /**
     * 獲取指定類型的實現
     * @param beanName 屬性名稱
     * @param tClass 類型
     * @param <T> 泛型
     * @return 結果
     * @since 0.0.1
     */
    <T> T getBean(final String beanName, final Class<T> tClass);

}

DefaultBeanFactory.java

爲接口最基礎的實現，源碼如下：

/**
 * bean 工廠接口
 * @author binbin.hou
 * @since 0.0.1
 */
public class DefaultBeanFactory implements BeanFactory {

    /**
     * 對象信息 map
     * @since 0.0.1
     */
    private Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>();

    /**
     * 對象 map
     * @since 0.0.1
     */
    private Map<String, Object> beanMap = new ConcurrentHashMap<>();

    /**
     * 註冊對象定義信息
     * @since 0.0.1
     */
    protected void registerBeanDefinition(final String beanName, final BeanDefinition beanDefinition) {
        // 這裏可以添加監聽器
        this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
    }

    @Override
    public Object getBean(String beanName) {
        Object bean = beanMap.get(beanName);
        if(ObjectUtil.isNotNull(bean)) {
            // 這裏直接返回的是單例，如果用戶指定爲多例，則每次都需要新建。
            return bean;
        }

        // 獲取對應配置信息
        BeanDefinition beanDefinition = beanDefinitionMap.get(beanName);
        if(ObjectUtil.isNull(beanDefinition)) {
            throw new IocRuntimeException(beanName + " not exists in bean define.");
        }

        // 直接根據
        Object newBean = createBean(beanDefinition);
        // 這裏可以添加對應的監聽器
        beanMap.put(beanName, newBean);
        return newBean;
    }

    /**
     * 根據對象定義信息創建對象
     * @param beanDefinition 對象定義信息
     * @return 創建的對象信息
     * @since 0.0.1
     */
    private Object createBean(final BeanDefinition beanDefinition) {
        String className = beanDefinition.getClassName();
        Class clazz = ClassUtils.getClass(className);
        return ClassUtils.newInstance(clazz);
    }

    @Override
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public <T> T getBean(String beanName, Class<T> tClass) {
        Object object = getBean(beanName);
        return (T)object;
    }

}

其中 ClassUtils 是基於 class 的反射工具類，詳情見 ClassUtils.java

JsonApplicationContext

基於 json 配置文件實現的基本實現，使用方式見開始種的例子代碼。

JsonApplicationContext.java

/**
 * JSON 應用上下文
 * @author binbin.hou
 * @since 0.0.1
 */
public class JsonApplicationContext extends DefaultBeanFactory {

    /**
     * 文件名稱
     * @since 0.0.1
     */
    private final String fileName;

    public JsonApplicationContext(String fileName) {
        this.fileName = fileName;

        // 初始化配置
        this.init();
    }

    /**
     * 初始化配置相關信息
     *
     * <pre>
     *  new TypeReference<List<BeanDefinition>>(){}
     * </pre>
     *
     * 讀取文件：https://blog.csdn.net/feeltouch/article/details/83796764
     * @since 0.0.1
     */
    private void init() {
        InputStream is = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResourceAsStream(fileName);
        final String jsonConfig = FileUtil.getFileContent(is);
        List<DefaultBeanDefinition> beanDefinitions = JsonBs.deserializeArray(jsonConfig, DefaultBeanDefinition.class);
        if(CollectionUtil.isNotEmpty(beanDefinitions)) {
            for (BeanDefinition beanDefinition : beanDefinitions) {
                super.registerBeanDefinition(beanDefinition.getName(), beanDefinition);
            }
        }
    }

}