jsoncat： 仿 Spring Boot 但不同于 Spring Boot 的一个轻量级的 HTTP 框架
国庆节的时候，我就曾经把 jsoncat 的 IoC 性能给写了，具体能够看这篇文章《手写“SpringBoot”近况：IoC模块曾经实现》 。
明天这篇文章就来简略分享一下本人写 IoC 的思路与具体的代码实现。
IoC （Inverse of Control:管制反转） 和 AOP(Aspect-Oriented Programming:面向切面编程) 能够说是 Spring 框架提供的最外围的两个性能。但但凡理解过 Spring 的小伙伴，那必定对这个两个概念十分十分理解。不理解的小伙伴，能够查看《面试被问了几百遍的 IoC 和 AOP ，还在傻傻搞不清楚？》这篇通俗易懂的文章。
思考到这篇文章要手写 Spring 框架的 IoC 性能，所以，我这里还是简略介绍一下 IoC 。如果你不太分明 IoC 这个概念，肯定要搞懂之后再看前面具体的代码实现环节。
IoC 介绍
IoC（Inverse of Control:管制反转）是一种设计思维，也就是 将本来在程序中手动创建对象的控制权交由Spring框架来治理。 IoC 在其余语言中也有利用，并非 Spring 特有。
IoC 容器
IoC 容器是用来实现 IoC 的载体，被治理的对象就被寄存在IoC容器中。IoC 容器在 Spring 中实际上就是个Map（key，value）,Map 中寄存了各种被治理的对象。
IoC 解决了什么问题
将对象之间的相互依赖关系交给 IoC 容器来治理，并由 IoC 容器实现对象的注入。这样能够很大水平上简化利用的开发，把利用从简单的依赖关系中解放出来。 IoC 容器就像是一个工厂一样，当咱们须要创立一个对象的时候，只须要配置好配置文件/注解即可，齐全不必思考对象是如何被创立进去的。 在理论我的项目中一个 Service 类可能有几百甚至上千个类作为它的底层，如果咱们须要实例化这个 Service，你可能要每次都要搞清这个 Service 所有底层类的构造函数，这可能会把人逼疯。如果利用 IoC 的话，你只须要配置好，而后在须要的中央援用就行了，这大大增加了我的项目的可维护性且升高了开发难度。
IoC 和 DI 别再傻傻分不清楚
IoC（Inverse of Control:管制反转）是一种设计思维 或者说是某种模式。这个设计思维就是 将本来在程序中手动创建对象的控制权，交由 Spring 框架来治理。 IoC 在其余语言中也有利用，并非 Spring 特有。IoC 容器是 Spring 用来实现 IoC 的载体， IoC 容器实际上就是个 Map（key，value）,Map 中寄存的是各种被治理的对象。
IoC 最常见以及最正当的实现形式叫做依赖注入（Dependency Injection，简称 DI）。
并且，老马（Martin Fowler）在一篇文章中提到将 IoC 改名为 DI，原文如下，原文地址：https://martinfowler.com/arti... 。
IoC实现思路
????留神 ：以下思路未波及解决循环依赖的问题！
开始代码实现之前，咱们先简略聊聊实现 IoC 的思路，搞清楚了思路之后，实现起来就非常简单了。
- 扫描指定包下的特定注解比方
@Component标记的类，并将这些类保存起来。 - 遍历所有被特定注解比方
@Component标记的类，而后将这些类通过反射实例化并通过一个 Map 保存起来，Map 的 key 为类名，value为类对象。 - 再一次遍历所有被特定注解比方
@Component标记的类，并获取类中所有的字段，如果类被@Autowired注解标记的话，就进行第 4 步。 - 通过字段名 key，从bean容器中获取对应的对象 value。
- 判断获取到的对象是否为接口。如果是接口的话，须要获取接口对应的实现类，而后再将指定的实现类的实例化对象通过反射赋值给指定对象。如果不是接口的话，就间接将获取到的对象通过反射赋值给指定对象。
IoC 实现外围代码
外围注解
@Autowired :注解对象
@Target(ElementType.FIELD)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Documentedpublic @interface Autowired {}@Component :申明对象被IoC容器治理
@Target(ElementType.TYPE)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Documentedpublic @interface Component { String name() default "";}@Qualifier: 指定注入的bean（当接口有多个实现类的时候须要应用）
@Target({ElementType.FIELD, ElementType.METHOD, ElementType.PARAMETER, ElementType.TYPE, ElementType.ANNOTATION_TYPE})@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Inherited@Documentedpublic @interface Qualifier { String value() default "";}工具类
简略封装一个反射工具类。工具类蕴含3个前面会用到的办法：
scanAnnotatedClass()：扫描指定包下的被指定注解标记的类(应用Reflections这个反射框架一行代码即可解决扫描获取指定注解的类)。newInstance(): 传入 Class 即可返回 Class 对应的对象。setField():为对象的指定字段赋值。
@Slf4jpublic class ReflectionUtil { /** * scan the classes marked by the specified annotation in the specified package * * @param packageName specified package name * @param annotation specified annotation * @return the classes marked by the specified annotation in the specified package */ public static Set<Class<?>> scanAnnotatedClass(String packageName, Class<? extends Annotation> annotation) { Reflections reflections = new Reflections(packageName, new TypeAnnotationsScanner()); Set<Class<?>> annotatedClass = reflections.getTypesAnnotatedWith(annotation, true); log.info("The number of class Annotated with @RestController :[{}]", annotatedClass.size()); return annotatedClass; } /** * create object instance through class * * @param cls target class * @return object created by the target class */ public static Object newInstance(Class<?> cls) { Object instance = null; try { instance = cls.newInstance(); } catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) { log.error("new instance failed", e); } return instance; } /** * set the value of a field in the object * * @param obj target object * @param field target field * @param value the value assigned to the field */ public static void setField(Object obj, Field field, Object value) { field.setAccessible(true); try { field.set(obj, value); } catch (IllegalAccessException e) { log.error("set field failed", e); e.printStackTrace(); } } }依据实现思路写代码
????留神 ：以下代码未波及解决循环依赖的问题！以下是 IoC 实现的外围代码，残缺代码地址：https://github.com/Snailclimb/jsoncat 。
1.扫描指定包下的特定注解比方@Component标记的类，并将这些类保存起来。
扫描指定注解@RestController和@Component并保存起来：
public class ClassFactory { public static final Map<Class<? extends Annotation>, Set<Class<?>>> CLASSES = new ConcurrentHashMap<>(); //1.扫描指定包下的特定注解比方`@Component`标记的类，并将这些类保存起来 public static void loadClass(String packageName) { Set<Class<?>> restControllerSets = ReflectionUtil.scanAnnotatedClass(packageName, RestController.class); Set<Class<?>> componentSets = ReflectionUtil.scanAnnotatedClass(packageName, Component.class); CLASSES.put(RestController.class, restControllerSets); CLASSES.put(Component.class, componentSets); }}2.遍历所有被特定注解比方@Component标记的类，而后将这些类通过反射实例化并通过一个 Map 保存起来，Map 的 key 为类名，value为类对象。
public final class BeanFactory { public static final Map<String, Object> BEANS = new ConcurrentHashMap<>(128); public static void loadBeans() { // 2.遍历所有被特定注解比方 @Component 标记的类，而后将这些类通过反射实例化并通过一个 Map 保存起来，Map 的 key 为类名，value为类对象 ClassFactory.CLASSES.forEach((annotation, classes) -> { if (annotation == Component.class) { //将bean实例化, 并放入bean容器中 for (Class<?> aClass : classes) { Component component = aClass.getAnnotation(Component.class); String beanName = "".equals(component.name()) ? aClass.getName() : component.name(); Object obj = ReflectionUtil.newInstance(aClass); BEANS.put(beanName, obj); } } if (annotation == RestController.class) { for (Class<?> aClass : classes) { Object obj = ReflectionUtil.newInstance(aClass); BEANS.put(aClass.getName(), obj); } } }); }}3.再一次遍历所有被特定注解比方@Component标记的类，并获取类中所有的字段，如果类被 @Autowired 注解标记的话，就进行第 4 步。
public class DependencyInjection { public static void dependencyInjection(String packageName) { Map<String, Object> beans = BeanFactory.BEANS; if (beans.size() == 0) return; //3.再一次遍历所有被特定注解比方 @Component 标记的类，并获取类中所有的字段，如果类被 `@Autowired` 注解标记的话，就进行第 4 步。 // 3.1.遍历bean容器中的所有对象 beans.values().forEach(bean -> { // 3.2.获取对象所属的类申明的所有字段/属性 Field[] beanFields = bean.getClass().getDeclaredFields(); if (beanFields.length == 0) return; //3.3.遍历对象所属的类申明的所有字段/属性 for (Field beanField : beanFields) { //3.4.判断字段是否被 @Autowired 注解标记 if (beanField.isAnnotationPresent(Autowired.class)) { //4.通过字段名 key，从bean容器中获取对应的对象 value。 //4.1.字段对应的类型 Class<?> beanFieldClass = beanField.getType(); //4.2.字段对应的类名 String beanName = beanFieldClass.getName(); if (beanFieldClass.isAnnotationPresent(Component.class)) { Component component = beanFieldClass.getAnnotation(Component.class); beanName = "".equals(component.name()) ? beanFieldClass.getName() : component.name(); } //4.3.从bean容器中获取对应的对象 Object beanFieldInstance = beans.get(beanName); //5.判断获取到的对象是否为接口。如果是接口的话，须要获取接口对应的实现类，而后再将指定的实现类的实例化对象通过反射赋值给指定对象。如果不是接口的话，就间接将获取到的对象通过反射赋值给指定对象。 if (beanFieldClass.isInterface()) { //如果是接口，获取接口对应的实现类 Set<Class<?>> subClasses = getSubClass(packageName, beanFieldClass); //没有实现类的话就抛出异样 if (subClasses.size() == 0) { throw new InterfaceNotHaveImplementedClassException("interface does not have implemented class exception"); } //实现类只有一个话，间接获取 if (subClasses.size() == 1) { Class<?> aClass = subClasses.iterator().next(); beanFieldInstance = ReflectionUtil.newInstance(aClass); } //实现类多与一个的话，依据 Qualifier 注解的值获取 if (subClasses.size() > 1) { Class<?> aClass = subClasses.iterator().next(); Qualifier qualifier = beanField.getDeclaredAnnotation(Qualifier.class); beanName = qualifier == null ? aClass.getName() : qualifier.value(); beanFieldInstance = beans.get(beanName); } } // 如果最初获取到的字段对象为null，就抛出异样 if (beanFieldInstance == null) { throw new CanNotDetermineTargetBeanException("can not determine target bean"); } //通过反射设置指定对象中的指定字段的值 ReflectionUtil.setField(bean, beanField, beanFieldInstance); } } }); } /** * 获取接口对应的实现类 */ @SuppressWarnings("unchecked") public static Set<Class<?>> getSubClass(String packageName, Class<?> interfaceClass) { Reflections reflections = new Reflections(packageName); return reflections.getSubTypesOf((Class<Object>) interfaceClass); }}我整顿了一份优质原创PDF资源收费分享给大家，大部分内容都是我的原创，少部分来自敌人。
<img src="https://cdn.jsdelivr.net/gh/javaguide-tech/blog-images/2020-10/image-20201012105544846.png" style="zoom:50%;" />
<img src="https://cdn.jsdelivr.net/gh/javaguide-tech/blog-images/2020-10/image-20201012105608336.png" alt="image-20201012105608336" style="zoom:50%;" />
下载地址：https://cowtransfer.com/s/fbed14f0c22a4d 。
我是 Guide 哥，一 Java 后端开发，会一点前端，自在的少年。咱们下期再见！微信搜“JavaGuide”回复“面试突击”支付我整顿的 4 本原创PDF