java代码实现简易版IOC容器，含IOC容器实现步骤分解

一、需求

　　实现一个简易的IOC容器，管理Bean，从IOC容器的BeanFactory中获取实例，从而取代自己new实例的做法。

二、实现步骤分析

　　

三、具体代码实现

　　自定义注解类 MyComponent 和 MyAutowired：

package MyIOCAndMyAop.Annotations;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyComponent {
    
}　

package MyIOCAndMyAop.Annotations;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAutowired {
    
}

 

　　MyIOC容器的实现：自己实现简单的IOC容器，来管理bean：BeanFactory<String, Object>，String为全类名，Object为通过类加载器加载进来的Class对象反射创建的bean。

package MyIOCAndMyAop;

import java.io.File;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import MyIOCAndMyAop.Annotations.MyAutowired;
import MyIOCAndMyAop.Annotations.MyComponent;

public class MyIOC {

    // beanFactory 要声明为类变量，因为它不能被GC回收：
    private static HashMap<String, Object> beanFactory = new HashMap<>();
    
    /**
     * 随着MyIOC类被加载到内存进行初始化，就会执行其静态代码块
     * @param args
     */
    static {
        init();
    }
    
    /**
     * 获取BeanFactory
     * @return
     */
    public static HashMap<String, Object> getBeanFactory(){
        return beanFactory;
    }
    
    /**
     * 根据全类名更新BeanFactory中的bean
     * @param typeName
     * @param proxyInstance
     */
    public static void updateBeanFromBeanFactory(String typeName, Object proxyInstance) {
        beanFactory.put(typeName, proxyInstance);
    }
    
    /**
     * 通过全类名获得对应的实例
     * @param completeClassName
     * @return
     */
    public static Object getBean(String completeClassName) {
        return beanFactory.get(completeClassName);
    }
    
    public static void init() {
        HashMap<String, Class> loadedClazzList;//<全类名, Class对象>
        try {
            //1.加载指定的类
            File file = new File("C:\\workplace\\test\\bin");//！！！这里写死了路径不合适，可以做改进
            loadedClazzList = loadAllClazz(file);
            
            //2.实例化并放入IOC容器中：对于那些有注解的类，做实例化
            newInstance(loadedClazzList);
            
            // 3.完成依赖注入
            autoWired();
            
            // 4.测试：找到beanFactory中的某个bean，并执行其某个方法 ===> 这里有个问题，只能执行指定的方法，所以beanFactory中的所有bean都得有这个方法，这里先这么做了，但这明显不合理。
//            test();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    public static void test() throws NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
        for(Map.Entry<String, Object> entry : beanFactory.entrySet()) {
//            System.out.println(entry.getKey() + " ---> ");
            Method method = entry.getValue().getClass().getMethod("test");
            method.invoke(entry.getValue());
        }
    }
    
    /**
     * 对BeanFactory中管理的所有bean完成依赖注入。
     * 交给IOC容器管理的类，需要注入成员变量，如果该成员变量是自定义的类，该类也是需要交给IOC容器管理的。
     * @throws IllegalAccessException 
     * @throws IllegalArgumentException 
     * @throws MalformedURLException 
     * @throws ClassNotFoundException 
     */
    public static void autoWired() throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException, MalformedURLException {
        for(Map.Entry<String, Object> entry :  beanFactory.entrySet()) {
            Field[] fields = entry.getValue().getClass().getDeclaredFields();//！！！getFields():只能获取到运行时类中及其父类中声明为public的属性；getDeclaredFields():获取运行时类本身声明的所有的属性
            for(Field field : fields) {
                Annotation[] annotations = field.getAnnotations();
                for(int i = 0; i < annotations.length; i++) {
                    if(annotations[i].annotationType() == MyAutowired.class) {
                        //从beanFactory中找到相应的bean，赋值给该成员变量，以完成依赖注入。
                        Object object = beanFactory.get(field.getType().getTypeName());
//                        System.out.println(field.getType().getTypeName());//MyIOCAndMyAop.bean.Student
                        //通过Field（反射）为成员变量赋值：
                        field.setAccessible(true);
                        field.set(entry.getValue(), object);
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    /**
     * 实例化： 放到loadedClazzlist集合中的Class对象都是需要做实例化的(加了@MyComponent注解的类)
     */
    public static void newInstance(HashMap<String, Class> loadedClazzList) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException, MalformedURLException {
        for(Map.Entry<String, Class> entry : loadedClazzList.entrySet()) {
            beanFactory.put(entry.getKey(), entry.getValue().newInstance());
        }
    }
    
    /**
     * 加载指定路径下的类。
     * 类加载：javase/src/classLoader/a01helloworld/A03GetExtClassLoader
     * @return 类加载器加载进来的指定路径下的所有Class对象
     * @throws IllegalAccessException 
     * @throws InstantiationException 
     */
    public static HashMap<String, Class> loadAllClazz(File file) throws ClassNotFoundException, MalformedURLException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        //用于存放类加载器加载进来的Class对象<全类名， Class对象>
        HashMap<String, Class> loadedClazzList = new HashMap<>();
        
        URL[] urls = new URL[]{file.toURI().toURL()};
        URLClassLoader classLoader = new URLClassLoader(urls);
        
        ArrayList<String> allCompleteClassName = getAllCompleteClassName(file);
        
        for(String element : allCompleteClassName) {
            Class<?> clazz = classLoader.loadClass(element);
            Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();// ！！！拿到Class对象的时候，就进行筛选出有注解的Class再放到容器中，而不是把指定路径下的所有类都加载进来。
            for(int i = 0; i < annotations.length; i++) {
                if(annotations[i].annotationType() == MyComponent.class) {
                    loadedClazzList.put(element, clazz);//得到各个类对象了
                }
            }
        }
        return loadedClazzList;
    }
    
    /**
     * 得到allNeedLoadClassFiles中所有要加载的class文件的全类名
     */
    private static ArrayList<String> getAllCompleteClassName(File file) {
        // 所有要加载的class的全类名，如：classLoader.a02myclassloader.bean.Bean
        ArrayList<String> completeClassNames = new ArrayList<>();
        // 用于存放指定路径下所有要加载的class文件
        ArrayList<File> allNeedLoadClassFiles = new ArrayList<File>();
        
        getAllNeedLoadClassFile(file, allNeedLoadClassFiles);
        
        for (File element : allNeedLoadClassFiles) {
            String filePath = element.getPath().replace("\\", ".");
            
            if(filePath.endsWith(".class")) {
                //filePath.indexOf("bin.")+4:"bin."之后。filePath.lastIndexOf(".class")：".class"之前，该方法是从后往前找，性能更高。
                String completeClassName = filePath.substring(filePath.indexOf("bin.")+4, filePath.lastIndexOf(".class"));
                completeClassNames.add(completeClassName);
            }
        }
        return completeClassNames;
    }
    
    /**
     * 通过递归获取指定路径下所有要加载的class文件
     * 递归：javase/src/recursion/A_PrintFolder
     * @param file
     */
    private static ArrayList<File> getAllNeedLoadClassFile(File file, ArrayList<File> allNeedLoadClassFiles) {
        if(!file.exists()) {//！！！这里要多一层判断
            return allNeedLoadClassFiles;
        }
        
        if (file.isDirectory()) {//是文件夹
            File[] listFiles = file.listFiles();
            for (File element : listFiles) {
                getAllNeedLoadClassFile(element, allNeedLoadClassFiles);
            }
        } else {//是文件
            allNeedLoadClassFiles.add(file);
        }
        return allNeedLoadClassFiles;
    }
}

自己实现AOP 1.0版本，含步骤分解：https://www.cnblogs.com/laipimei/p/11137250.html

自己实现SpringAOP 2.0版本，含实现步骤分解：https://www.cnblogs.com/laipimei/p/11163377.html