轻量级Java Web框架的实现原理

搭建轻量级Java Web框架

    MVC（Model-View-Controller,模型-视图-控制器）是一种常用的设计模式，可以使用这个模式将应用程序进行解耦。

IOC

    通过Controller注解来定义Controller类，在该类中，可通过Inject注解定义一系列Service成员变量，这就是"依赖注入"。此外，有一系列被Action注解所定义的方法（简称Action方法），在这些Action方法中，调用了Service成员变量的方法来完成具体的业务逻辑。若返回View对象，则表示JSP页面；若返回Data对象，则表示一个JSON数据。

    我们需要开发一个"类加载器"来加载该基础包名下的所有类，比如使用了某注解的类，或者实现了某接口的类，再或者继承了某父类的所有子类等。

    获取类加载器实现起来最为简单，只需获取当前线程中的ClassLoader即可。

    我们的目标是在控制器类上使用Controller注解，在控制器类的方法上使用Action注解，在服务类上使用Service注解，在控制器类中可使用Inject注解将服务类依赖注入进来。因此需要自定义4个注解类。

    可以将带有Controller注解与Service注解的类所产生的对象，理解为由Smart框架所管理的Bean。

    我们需要获取所有被Smart框架管理的Bean类，根据类来实例化对象，最后将每次创建的对象存放在一个静态的Map<Class<?>,Object>中，我们需要随时获取该Map，还需要通过该Map的key（类名）去获取所对应的value（Bean对象）。该Map<Class<?>,Object>相当于一个"Bean容器"，在Bean Map中存放了Bean类与Bean实例的映射关系，我们只需要通过getBean方法，传入一个Bean类，就能获取Bean实例。

    我们再Cotroller中定义Service成员变量，然后在Controller的Action方法中调用Service成员变量的方法。那么，如何实例化Service成员变量呢？

    还记得之前定义的Inject注解吗？我们就用它来实现Service实例化。那么，谁来实例化呢？

    不是开发者自己通过new的方式来实例化，而是通过框架自身来实例化，像这类实例化过程，称为IoC（Inversion of Control，控制反转）。控制不是由开发者来决定的，而是反转给框架了。一般地，我们也将控制反转称为DI（Dependency Injection，依赖注入），可以理解为将某个类需要依赖的成员注入到这个类中。那么，如何实现依赖注入呢？

    最简单的方式是，先通过BeanHelper获取所有BeanMap（是一个Map<Class<?>,Object>结构，记录了类与对象的映射关系）。然后遍历这个映射关系，分别取出Bean类与Bean实例，进而通过反射获取类中所有成员变量。继续遍历这些成员变量，在循环中判断当前成员变量是否带有Inject注解，若带有该注解，则从Bean Map中根据Bean类取出Bean实例。最后通过ReflectionUtil#setField方法来修改当前成员变量的值。

    此时，在IoC框架中所管理的对象都是单例的，由于IoC框架底层还是从BeanHelper中获取Bean Map的，而Bean Map中的对象都是事先创建好并放入到这个Bean容器的，所有的对象都是单利的。

请求转发器

    我们需要创建一个ControllerHelper类，让它来处理如下逻辑：

    通过ControllerHelp，我们可以获取所有定义了Controller注解的类，可以通过反射获取该类所有带有Action注解的方法（简称"Action"方法），获取Action注解中的请求表达式，进而获取请求方法与请求路径，封装一个请求对象（Request）与处理对象（Handler），最后将Request与Handler建立一个映射关系，放入一个Action Map中，并提供一个可根据请求方法与请求路径获取处理对象的方法。

    现在需要编写一个Servlet，让它来处理所有的请求。从HttpServletRequest对象中获取请求方法与请求路径，通过ControllerHelper#getHandler方法来获取Handler对象。当拿到Handler对象后，我们可以方便地获取Controller的类，进而通过BeanHelp.getBean方法获取Controller的实例对象。

    一个简单的MVC框架就开发完毕了，通过这个DispatcherServlet来处理所有的请求，根据请求信息从ControllerHelper中获取对应的Action方法，然后使用反射技术调用Action方法，同时需要具体的传入方法参数，最后拿到返回值并判断返回值的类型，进行相应的处理。

    通过Controller注解来定义Controller类；通过Inejct注解来实现依赖注入；通过Action注解来定义Action方法。通过一系列的Helper类来初始化MVC框架。通过DispatcherServlet来处理所有的请求；根据请求方法与请求路径来调动具体的Action方法，判断Action方法的返回值，若为View类型，则跳转到JSP页面，若为Data类型，而返回JSON数据。

AOP

    在AOP中，我们需要定义一个Aspect（切面）类来编写需要横切业务逻辑的代码，也就是上面提到的性能监控代码。此外，我们需要通过一个条件来匹配想要拦截的类，这个条件在AOP中称为Pointcut（切点）。

    代理，或称为Proxy，意思就是你不用去做，别人代替你去处理。

    通过CGLib实现动态代理

    在客户端代码继承AspectProxy;

    proxy为通过CGLib返回后的具有AOP实现的目标类，targetClass为原来的类

    Object proxy = ProxyManager.createProxy(targetClass, proxyList);
BeanHelper.setBean(targetClass, proxy);