[Java知识库]手写一个简单的Spring容器（原理+源码）

原理

手写一个简单的Spring容器，用配置文件方式，在配置文件中写入我们想要的bean，bean实例被用到时注册（注册到仓库，或者说缓存），后续我们就可以直接根据bean的名字拿到这个bean的单例。

Spring容器，就是Spring帮忙管理类（JavaBean），我们先写一个简单的单例容器，Bean的配置写在配置文件（beans.properties）中，格式是：

<beanName>:<fullClassName>

要根据名字获取一个bean，就需要用到工厂，当工厂被实例化时，就会用资源加载器，去反射创建bean（也就是beanDefinition），然后存入beanDefinitionMap。

beanDefinition不是一个普通的类，而是一个有beanName和ClassName的类，有了这两项才好被用来创建（反射）和管理（配合注册机）bean的使用实例。

通过资源加载创建的beanDefinition先放置到beanDefinitionMap（一个临时的bean表），每次getBean（通过beanName）的时候，如果注册机已经注册了这个bean，那么直接从注册机获取，否则从beanDefinitionMap中取出beanDefinition，根据beanDefinition的内容反射创建实例，并通过工厂内部的BeanRegister注册机（本质也是一个HashMap）进行注册。（甚至可以理解为缓存）

代码

bean配置

beans.properties
这里边只有一个bean的beanName:fullClassName

userDao:UserDao

bean工厂

BeanFactory.java

import java.util.*;

public class BeanFactory {

    private Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new HashMap<>();

    private BeanRegister beanRegister;

    public BeanFactory() {
        //创建bean注册器
        beanRegister = new BeanRegister();
        //加载资源
        this.beanDefinitionMap = new ResourceLoader().getResource();
    }

    /**
     * 获取bean
     *
     * @param beanName bean名称
     * @return
     */
    public Object getBean(String beanName) {
        //从bean缓存中取
        Object bean = beanRegister.getSingletonBean(beanName);
        if (bean != null) {
            return bean;
        }
        //根据bean定义，创建bean
        return createBean(beanDefinitionMap.get(beanName));
    }

    /**
     * 创建Bean
     *
     * @param beanDefinition bean定义
     * @return
     */
    private Object createBean(BeanDefinition beanDefinition) {
        try {
            Object bean = beanDefinition.getBeanClass().newInstance();
            //缓存bean
            beanRegister.registerSingletonBean(beanDefinition.getBeanName(), bean);
            return bean;
        } catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

注册机

BeanRegister.java
一个HashMap实现单例注册

import java.util.*;

public class BeanRegister {
    //单例Bean缓存
    private Map<String, Object> singletonMap = new HashMap<>(32);

    /**
     * 获取单例Bean
     *
     * @param beanName bean名称
     * @return
     */
    public Object getSingletonBean(String beanName) {
        return singletonMap.get(beanName);
    }

    /**
     * 注册单例bean
     *
     * @param beanName
     * @param bean
     */
    public void registerSingletonBean(String beanName, Object bean) {
        if (singletonMap.containsKey(beanName)) {
            return;
        }
        singletonMap.put(beanName, bean);
    }
}

资源加载

ResourceLoader.java

import java.util.*;
import java.io.*;

public class ResourceLoader {
    public static Map<String, BeanDefinition> getResource() {
        Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new HashMap<>(16);
        Properties properties = new Properties();
        try {
            InputStream inputStream = ResourceLoader.class.getResourceAsStream("/beans.properties");
            properties.load(inputStream);
            Iterator<String> it = properties.stringPropertyNames().iterator();
            while (it.hasNext()) {
                String key = it.next();
                String className = properties.getProperty(key);
                BeanDefinition beanDefinition = new BeanDefinition();
                beanDefinition.setBeanName(key);
                Class clazz = Class.forName(className);
                beanDefinition.setBeanClass(clazz);
                beanDefinitionMap.put(key, beanDefinition);
            }
            inputStream.close();
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return beanDefinitionMap;
    }
}

Bean定义

BeanDefinition.java

public class BeanDefinition {

    private String beanName;

    private Class beanClass;
    //省略getter、setter


    public String getBeanName() {
        return beanName;
    }

    public void setBeanName(String beanName) {
        this.beanName = beanName;
    }

    public Class getBeanClass() {
        return beanClass;
    }

    public void setBeanClass(Class beanClass) {
        this.beanClass = beanClass;
    }
}

Bean原型

UserDao.java

public class UserDao {

    public void queryUserInfo(){
        System.out.println("A good man.");
    }
}

测试

ApiTest.java

public class ApiTest {

    public void test_BeanFactory() {
        //1.创建bean工厂(同时完成了加载资源、创建注册单例bean注册器的操作)
        BeanFactory beanFactory = new BeanFactory();

        //2.第一次获取bean（通过反射创建bean，缓存bean）
        UserDao userDao1 = (UserDao) beanFactory.getBean("userDao");
        userDao1.queryUserInfo();

        //3.第二次获取bean（从缓存中获取bean）
        UserDao userDao2 = (UserDao) beanFactory.getBean("userDao");
        userDao2.queryUserInfo();
    }

    public static void main(String[] args) {
        new ApiTest().test_BeanFactory();
    }
}

参考：
程序员鱼皮《五分钟，手撸一个Spring容器！》