基于Java仿Spring实现简单的 IoC 和 AOP【100012181】

# 仿 Spring 实现简单的 IoC 和 AOP 仿照 tiny-spring 项目编写的的一个玩具级 Spring 项目，实现了简单的 IoC 和 AOP 功能。 本项目包含了两个不同版本的 IoC 和 AOP 实现，相关源码包结构如下： * simple，包含了简单的 IoC 和 AOP 实现代码 * IoC，包含了较为复杂的 IoC 实现代码 * aop，包含了较为复杂的 AOP 实现代码 ## 1. 背景 我在大四实习的时候开始接触 J2EE 方面的开发工作，也是在同时期接触并学习 Spring 框架，到现在也有快有两年的时间了。不过之前没有仿写过 Spring IoC 和 AOP，只是宏观上对 Spring IoC 和 AOP 原理有一定的认识。所以为了更进一步理解 Spring IoC 和 AOP 原理。在工作之余，参考了一些资料和代码，动手实现了一个简单的 IoC 和 AOP，并实现了如下功能： - 根据 XML 配置文件加载相关 bean - 对 BeanPostProcessor 类型的 bean 提供支持 - 对 BeanFactoryAware 类型的 bean 提供支持 - 实现了基于 JDK 动态代理的 AOP - 整合了 IoC 和 AOP，使得二者可很好的协同工作 在实现自己的 IoC 和 AOP 前，我的想法比较简单，就是实现一个非常简单的 IoC 和 AOP，哪怕是几十行代码实现的都行。后来实现后，感觉还很有意思的。不过那个实现太过于简单，和 Spring IoC，AOP 相去甚远。后来想了一下，不能仅满足那个简单的实现，于是就有了这个仿写项目。相对来说仿写的代码要复杂了一些，功能也多了一点，看起来也有点样子的。尽管仿写出的项目仍然是玩具级，不过写仿写的过程中，还是学到了一些东西。总体上来说，收获还是很大的。在接下来文章中，我也将从易到难，实现不同版本的 IoC 和 AOP。好了，不多说了，开始干活。 ## 2. 简单的 IoC 和 AOP 实现 ### 2.1 简单的 IoC 先从简单的 IoC 容器实现开始，最简单的 IoC 容器只需 4 步即可实现，如下： - 加载 XML 配置文件，遍历其中的 <bean> 标签 - 获取<bean>标签中的 id 和 class 属性，加载 class 属性对应的类，并创建 bean - 遍历 <bean> 标签中的 <property> 标签，获取属性值，并将属性值填充到 bean 中 - 将 bean 注册到 bean 容器中 如上所示，仅需 4 步即可，是不是觉得很简单。好了，Talk is cheap, Show me the code. 接下来要上代码了。不过客官别急，上代码前，容我对代码结构做一下简单介绍： ``` SimpleIOC // IOC 的实现类，实现了上面所说的4个步骤 SimpleIOCTest // IOC 的测试类 Car // IOC 测试使用的 bean Wheel // 同上 ioc.xml // bean 配置文件 ``` 容器实现类 SimpleIOC 的代码： ``` public class SimpleIOC { private Map<String, Object> beanMap = new HashMap<>(); public SimpleIOC(String location) throws Exception { loadBeans(location); } public Object getBean(String name) { Object bean = beanMap.get(name); if (bean == null) { throw new IllegalArgumentException("there is no bean with name " + name); } return bean; } private void loadBeans(String location) throws Exception { // 加载 xml 配置文件 InputStream inputStream = new FileInputStream(location); DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance(); DocumentBuilder docBuilder = factory.newDocumentBuilder(); Document doc = docBuilder.parse(inputStream); Element root = doc.getDocumentElement(); NodeList nodes = root.getChildNodes(); // 遍历 <bean> 标签 for (int i = 0; i < nodes.getLength(); i++) { Node node = nodes.item(i); if (node instanceof Element) { Element ele = (Element) node; String id = ele.getAttribute("id"); String className = ele.getAttribute("class"); // 加载 beanClass Class beanClass = null; try { beanClass = Class.forName(className); } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); return; } // 创建 bean Object bean = beanClass.newInstance(); // 遍历 <property> 标签 NodeList propertyNodes = ele.getElementsByTagName("property"); for (int j = 0; j < propertyNodes.getLength(); j++) { Node propertyNode = propertyNodes.item(j); if (propertyNode instanceof Element) { Element propertyElement = (Element) propertyNode; String name = propertyElement.getAttribute("name"); String value = propertyElement.getAttribute("value"); // 利用反射将 bean 相关字段访问权限设为可访问 Field declaredField = bean.getClass().getDeclaredField(name); declaredField.setAccessible(true); if (value != null && value.length() > 0) { // 将属性值填充到相关字段中 declaredField.set(bean, value); } else { String ref = propertyElement.getAttribute("ref"); if (ref == null || ref.length() == 0) { throw new IllegalArgumentException("ref config error"); } // 将引用填充到相关字段中 declaredField.set(bean, getBean(ref)); } // 将 bean 注册到 bean 容器中 registerBean(id, bean); } } } } } private void registerBean(String id, Object bean) { beanMap.put(id, bean); } } ``` 容器测试使用的 bean 代码： ``` public class Car { private String name; private String length; private String width; private String height; private Wheel wheel; // 省略其他不重要代码 } public class Wheel { private String brand; private String specification ; // 省略其他不重要代码 } ``` bean 配置文件 ioc.xml 内容: ``` <beans> <bean id="wheel" class="com.titizz.simulation.toyspring.Wheel"> <property name="brand" value="Michelin" /> <property name="specification" value="265/60 R18" /> </bean> <bean id="car" class="com.titizz.simulation.toyspring.Car"> <property name="name" value="Mercedes Benz G 500"/> <property name="length" value="4717mm"/> <property name="width" value="1855mm"/> <property name="height" value="1949mm"/> <property name="wheel" ref="wheel"/> </bean> </beans> ``` IoC 测试类 SimpleIOCTest： ``` public class SimpleIOCTest { @Test public void getBean() throws Exception { String location = SimpleIOC.class.getClassLoader().getResource("spring-test.xml").getFile(); SimpleIOC bf = new SimpleIOC(location); Wheel wheel = (Wheel) bf.getBean("wheel"); System.out.println(wheel); Car car = (Car) bf.getBean("car"); System.out.println(car); } } ``` 测试结果： [](https://link.segmentfault.com/?enc=hnYx9%2Fy3r%2BcdVXjo69R7wg%3D%3D.6YrUP3yidoHzDGvFuwvKeMNlIpt9%2BQ1894zjJ50owDU%3D) 以上是简单 IoC 实现的全部内容，难度不大，代码也不难看懂，这里不再多说了。下面说说简单 AOP 的实现。 ### 2.2 简单的 AOP 实现 AOP 的实现是基于代理模式的，这一�