[spring学习]7、手写spring注解扫描机制

悠悠 2023-09-28 09:57 157阅读 0赞

**目录**

前言

总体设计思路

具体功能实现

实现自定义注解

实现配置类

实现MySpring容器

提供getBean方法

提供一个getAllObjectName的方法

测试

获取所有bean对象名称

测试getBean方法

总结

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## 前言 ##

> 在这一篇文章中，我们将会手动实现一个和spring包扫描类似的功能，这里先说明一下这篇文章中要使用到的一些核心技术，主要用到了**注解、I/O、反射**，不说废话了，直接开始吧

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## 总体设计思路 ##

> 我们会参照spring的实现思路，实现一个类似的，总体设计图如下

![94b941d1ddc64461bd150cce7e2690d3.png][]

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## 具体功能实现 ##

### 实现自定义注解 ###

> 首先新建一个项目，然后创建一个包，存放自定义的一些注解

![bf651a50f1364310aec2be78cfc27898.png][]

> 自定义注解都会放到myAnnotation下面，下面开始写5个自定义注解，由于它们功能基本都一样，所以仅对@MyRepository注解进行详细的说明

> 首先先创建该注解类

public @interface MyRepository {
    }

> 设置@Target注解，表示修饰到哪些元素上。设置@Retention注解，表示注解保留时间

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

> 创建一个value属性，用于保存用户自定义bean的名称

String value() default "";

> 最终该注解全部内容如下

@MyRepository

package com.ttpfx.mySpring.myAnnotation;
    
    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 MyRepository {
        String value() default "";
    }

> 另外四个注解类似的，换个名称即可，如下

@MyService

@MyController

package com.ttpfx.mySpring.myAnnotation;
    
    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 MyController {
        String value() default "";
    }

@MyComponent

package com.ttpfx.mySpring.myAnnotation;
    
    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 {
        String value() default "";
    }

@MyComponentScan

package com.ttpfx.mySpring.myAnnotation;
    
    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 MyComponentScan {
        String path() default "";
    }

--------------------

### 实现配置类 ###

> 创建一个config包，然后在里面创建MySpringConfig类

![c22d90ffc71d47019af5e74087aa088d.png][]

> 加上@MyComponentScan注解，最终代码如下

package com.ttpfx.mySpring.config;
    
    import com.ttpfx.mySpring.myAnnotation.MyComponentScan;
    
    @MyComponentScan
    public class MySpringConfig {
    }

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## 实现MySpring容器 ##

> 第一步先创建MySpringApplicationContext类

![bbf1a4031fd64b00b046cd309cf90e36.png][]

> 设置3个成员属性

//要传入的配置类
        private Class<?> configClass;
        //单例对象池
        private final ConcurrentHashMap<String, Object> singletonObjects;
        //存放要实例化的一些自定义注解
        private final Class<? extends Annotation>[] classes;

> 然后在代码块中进行初始化

{
            //初始化
            singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>();
            classes = new Class[]{MyRepository.class, MyService.class,
                    MyController.class, MyComponent.class};
        }

> 下一步就是创建构造器，在创建容器时要传入一个配置类

public MySpringApplicationContext(Class<?> configClass) {
            this.configClass = configClass;
        }

> 创建一个方法，在这个方法中会根据配置类来完成初始化工作，也就是扫描包，我就创建了一个init方法

public void init(){
            
        }

> 在这个方法中，首先通过配置类拿到@MyConponentScan注解，然后通过该注解获取到要进行包扫描的路径

//得到配置类上的MyComponentScan注解
    MyComponentScan annotation = configClass.getAnnotation(MyComponentScan.class);
    //获取包扫描路径
    String path = annotation.path();

> 由于配置路径的形式是以.进行分割的，我们要将其变为/,还要注意路径中的中文问题

//处理中文
    path = URLDecoder.decode(path,"UTF-8");
    //用/替换.
    String newPath = path.replace(".", "/");

> 这个路径只是相对于该项目的，我们通过配置类获取到ClassLoader，然后获取到实际的路径，并进行拼接，获取到最终路径

//得到配置类的ClassLoader
    ClassLoader classLoader = configClass.getClassLoader();
    //得到最终的绝对扫描路径
    String fullPath = classLoader.getResource(newPath).getPath();
    //处理中文
    fullPath = URLDecoder.decode(fullPath,"UTF-8");

> 然后创建文件，遍历该目录下的所有文件，对于子目录，这里不进行处理

//创建文件
    File rootFile = new File(fullPath);
    //判断是不是一个目录
    if (rootFile.isDirectory()) {
        //得到该目录下的所以文件
        File[] files = rootFile.listFiles();
        if (files == null)return;
        //遍历所以文件
        for (File file : files) {
    
        }
    }

> 判断该文件是不是一个java文件

//得到文件名
    String fileName = file.getName();
    //判断该文件是不是java文件
    if (fileName.endsWith(".class")) {
                        
    }

> 得到类的全路径

//得到类名
    String className = fileName.substring(0, fileName.lastIndexOf(".class"));
    //得到类的全路径
    String fullClassName = path + "." + className;

> 得到类的加载器

//得到类的加载器
    Class<?> loadClass = classLoader.loadClass(fullClassName);

> 判断该类是否存在我们自定义的那几个注解

Class<? extends Annotation> legalAnnotation = null;
    //对所有我们自己定义的合法注解进行遍历
    for (Class<? extends Annotation> aClass : classes) {
    //判断该类是否存在我们自定义的合法注解
        if (loadClass.isAnnotationPresent(aClass)){
            legalAnnotation = aClass;
            break;
        }
    }
    if (legalAnnotation == null)return;

> 下一步就是设置一个id变量，表示用户给bean设置的名字

//id表示用户给bean设置的名称
    String id = "";

> 然后判断该注解是那一个注解，然后获取注解的value

//判断该注解是哪一个注解
    if (legalAnnotation == MyRepository.class) {
        //获取该注解
        MyRepository loadClassAnnotation = loadClass.getAnnotation(MyRepository.class);
        //获取注解的值
        id = loadClassAnnotation.value();
    } else if (legalAnnotation == MyService.class) {
        MyService loadClassAnnotation = loadClass.getAnnotation(MyService.class);
        id = loadClassAnnotation.value();
    } else if (legalAnnotation == MyController.class) {
        MyController loadClassAnnotation = loadClass.getAnnotation(MyController.class);
        id = loadClassAnnotation.value();
    } else if (legalAnnotation == MyComponent.class) {
        MyComponent loadClassAnnotation = loadClass.getAnnotation(MyComponent.class);
        id = loadClassAnnotation.value();
    }

> 如果用户没有设置bean的名称，那么就默认该类目首字母小写作为名称

//如果id为空，那么就默认该类目首字母小写作为名称
    if ("".equals(id)){
        id = className.substring(0,1).toLowerCase()+className.substring(1);
    }

> 下一步就是实例化该对象

//得到该类的实例化对象
    Object o = Class.forName(fullClassName).newInstance();

> 然后将该对象放入单例对象池

//将对象放入单例对象池
    singletonObjects.put(id, o);

> 最后，我们在构造器方法中调用init方法，然后我们的初始化容器就结束了，init方法的完整代码如下

public void init() throws UnsupportedEncodingException, ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {
            //得到配置类上的MyComponentScan注解
            MyComponentScan annotation = configClass.getAnnotation(MyComponentScan.class);
            //获取包扫描路径
            String path = annotation.path();
            //处理中文
            path = URLDecoder.decode(path, "UTF-8");
            //用/替换.
            String newPath = path.replace(".", "/");
            //得到配置类的ClassLoader
            ClassLoader classLoader = configClass.getClassLoader();
            //得到最终的绝对扫描路径
            String fullPath = classLoader.getResource(newPath).getPath();
            //处理中文
            fullPath = URLDecoder.decode(fullPath, "UTF-8");
            //创建文件
            File rootFile = new File(fullPath);
            //判断是不是一个目录
            if (rootFile.isDirectory()) {
                //得到该目录下的所以文件
                File[] files = rootFile.listFiles();
                if (files == null) return;
                //遍历所以文件
                for (File file : files) {
                    //得到文件名
                    String fileName = file.getName();
                    //判断该文件是不是java文件
                    if (fileName.endsWith(".class")) {
                        //得到类名
                        String className = fileName.substring(0, fileName.lastIndexOf(".class"));
                        //得到类的全路径
                        String fullClassName = path + "." + className;
                        //得到类的加载器
                        Class<?> loadClass = classLoader.loadClass(fullClassName);
                        Class<? extends Annotation> legalAnnotation = null;
                        //对所有我们自己定义的合法注解进行遍历
                        for (Class<? extends Annotation> aClass : classes) {
                            //判断该类是否存在我们自定义的合法注解
                            if (loadClass.isAnnotationPresent(aClass)) {
                                legalAnnotation = aClass;
                                break;
                            }
                        }
                        if (legalAnnotation == null) return;
                        //id表示用户给bean设置的名称
                        String id = "";
                        //判断该注解是哪一个注解
                        if (legalAnnotation == MyRepository.class) {
                            //获取该注解
                            MyRepository loadClassAnnotation = loadClass.getAnnotation(MyRepository.class);
                            //获取注解的值
                            id = loadClassAnnotation.value();
                        } else if (legalAnnotation == MyService.class) {
                            MyService loadClassAnnotation = loadClass.getAnnotation(MyService.class);
                            id = loadClassAnnotation.value();
                        } else if (legalAnnotation == MyController.class) {
                            MyController loadClassAnnotation = loadClass.getAnnotation(MyController.class);
                            id = loadClassAnnotation.value();
                        } else if (legalAnnotation == MyComponent.class) {
                            MyComponent loadClassAnnotation = loadClass.getAnnotation(MyComponent.class);
                            id = loadClassAnnotation.value();
                        }
                        //如果id为空，那么就默认该类目首字母小写作为名称
                        if ("".equals(id)) {
                            id = className.substring(0, 1).toLowerCase() + className.substring(1);
                        }
                        //得到该类的实例化对象
                        Object o = Class.forName(fullClassName).newInstance();
                        //将对象放入单例对象池
                        singletonObjects.put(id, o);
                    }
                }
            }
        }

--------------------

## 提供getBean方法 ##

> 我们像spring那样提供getBean方法，很简单，就是根据key返回value，下面直接上代码

public Object getBean(String name){
            return singletonObjects.get(name);
        }

public <T>T getBean(String name,Class<T> aclass){
            return (T)singletonObjects.get(name);
        }

--------------------

## 提供一个getAllObjectName的方法 ##

> 为了方便测试，我们提供一个显示所有bean名称的方法

public String[] getAllObjectName(){
            //存放所有对象的名称
            String[] names = new String[singletonObjects.size()];
            //设置当前索引
            int index = 0;
            //获取所有的名称
            ConcurrentHashMap.KeySetView<String, Object> keySet = singletonObjects.keySet();
            for (String s : keySet) {
                //将名称加入到数组中
                names[index++] = s;
            }
            //返回所有对象名称
            return names;
        }

--------------------

## 测试 ##

> 创建一个use包，里面创建4个类，分别是UserDao，UserService，UserController，UserComponent，每个类加上相应的注解。如下

UserDao

package com.ttpfx.mySpring.use;
    
    import com.ttpfx.mySpring.myAnnotation.MyRepository;
    
    @MyRepository
    public class UserDao {
    }

UserService

package com.ttpfx.mySpring.use;
    
    import com.ttpfx.mySpring.myAnnotation.MyService;
    
    @MyService
    public class UserService {
    }

UserController

package com.ttpfx.mySpring.use;
    
    import com.ttpfx.mySpring.myAnnotation.MyController;
    
    @MyController
    public class UserController {
    }

UserComponent

package com.ttpfx.mySpring.use;
    
    import com.ttpfx.mySpring.myAnnotation.MyController;
    
    @MyController
    public class UserController {
    }

> 这时我们的项目结构如下

![96933226a1814024b0b78a932ae66c89.png][]

> 在MySpringConfig中配置包扫描路径，如下

package com.ttpfx.mySpring.config;
    
    import com.ttpfx.mySpring.myAnnotation.MyComponentScan;
    
    @MyComponentScan(path = "com.ttpfx.mySpring.use")
    public class MySpringConfig {
    }

> 创建一个测试包，然后里面创建一个测试类，然后创建我们自己的spring容器

package com.ttpfx.mySpring.test;
    
    import com.ttpfx.mySpring.config.MySpringConfig;
    import com.ttpfx.mySpring.spring.MySpringApplicationContext;
    
    public class MySpringTest {
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            MySpringApplicationContext ioc = new MySpringApplicationContext(MySpringConfig.class);
        }
    }

### 获取所有bean对象名称 ###

> 通过前面我们编写的方法获取全部bean的名称，看是否成功将我们的对象装入到容器中

public static void main(String[] args) throws Exception {
            MySpringApplicationContext ioc = new MySpringApplicationContext(MySpringConfig.class);
            String[] names = ioc.getAllObjectName();
            for (String name : names) {
                System.out.println(name);
            }
        }

> 输入如下

![79f130f3cd3c406db325575aa15d68ae.png][]

> 由于我们没有设置bean的名称，所以默认首字母小写作为bean的名称，下面我们将每个bean的名称都设置为my+类名，输出如下

![7f4baf1c571543158af760696ac899ce.png][]

> 可以发现，我们编写的MySpring容器没有问题

--------------------

### 测试getBean方法 ###

> 我们上面测试了获取所有bean名称的方法，现在测试获取bean的方法，由于我们的bean名称都设置为了my+类名的形式，所以我们就按照设置的来获取名称，代码如下

public static void main(String[] args) throws Exception {
            MySpringApplicationContext ioc = new MySpringApplicationContext(MySpringConfig.class);
            UserDao userDao = ioc.getBean("myUserDao", UserDao.class);
            UserService myUserService = ioc.getBean("myUserService", UserService.class);
            System.out.println("userDao："+userDao);
            System.out.println("userService："+myUserService);
    
        }

> 控制台输出如下

![ca8f9d2a135c40de9661b6c236c77162.png][]

> 可以发现，我们的getBean也没有问题，到此，我们的MySpring就测试完毕了

--------------------

## 总结 ##

在这篇文章中，我们自己手动实现了spring基于包扫描创建bean的机制，虽然不是很完善，但是核心功能都已经实现了，相信在自己手动实现之后，对spring又有了更深的认识。这里只是简单实现了下，在后面介绍完AOP之后，将会手动实现一个相对完善的spring，解开spring的神秘面纱，深入理解spring

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