Spring 源码解析之实现容器的依赖注入 DI

向右看齐 2022-11-06 02:55 179阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *   *  实现容器的依赖注入
         *   *  为什么需要依赖注入
         *  IOC的实现流程
         *  测试用例

### 实现容器的依赖注入 ###

#### 为什么需要依赖注入 ####

如果一个类中, 依赖了另外一个类, 如下MainPageController 依赖了HeadLineShopCategoryCombineService . 那么就要保证HeadLineShopCategoryCombineService 这个类是初始化好的, 否则调用`headLineShopCategoryCombineService.getMainPageInfo()`方法的时候, 就会报空指针.

@Controller
    @Getter
    public class MainPageController { 
        private HeadLineShopCategoryCombineService headLineShopCategoryCombineService;
    
        public Result<MainPageInfoDTO> getMainPageInfo(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp){ 
            return headLineShopCategoryCombineService.getMainPageInfo();
        }
    }

在上一篇文章 [https://javaweixin6.blog.csdn.net/article/details/114493380][https_javaweixin6.blog.csdn.net_article_details_114493380]中, 写的测试用例如下, 根据类, 获取其实例.  
根据MainPageController类, 获取MainPageController的实例

@DisplayName("根据类获取其实例")
        @Order(2)
        @Test
        public void getBeanTest() { 
            MainPageController controller = (MainPageController) beanContainer.getBean(MainPageController.class);
            Assertions.assertEquals(true, controller instanceof MainPageController);
    
            HelloServlet helloServlet = (HelloServlet) beanContainer.getBean(HelloServlet.class);
            Assertions.assertEquals(null, helloServlet);
        }

运行后, 可以看到`headLineShopCategoryCombineService` 是null , 那么就需要依赖注入功能, 把所依赖的对象, 进行实例初始化.  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70][]  
需要通过标记, 来告诉容器需要将哪些实例注入到Bean的成员变量中.

### IOC的实现流程 ###

实现思路:

1.  定义相关的注解标签
2.  实现 创建被注解标记的成员变量实例, 并将其注入到成员变量中
3.  依赖注入的使用 (暂时只做根据成员变量的注入 . )

整体的IOC流程如下图  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]  
实现依赖注入的类如下

package org.simpleframework.inject;
    
    import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
    import org.simpleframework.core.BeanContainer;
    import org.simpleframework.inject.annotation.Autowired;
    import org.simpleframework.util.ClassUtil;
    import org.simpleframework.util.ValidationUtil;
    
    import java.lang.reflect.Field;
    import java.util.Set;
    
    /** * 类名称:DependencyInjector * 类描述: 实现依赖注入 * * @author: https://javaweixin6.blog.csdn.net/ * 创建时间:2021/3/7 19:22 * Version 1.0 */
    @Slf4j
    public class DependencyInjector { 
        private BeanContainer beanContainer;
    
        public DependencyInjector() { 
            // 从构造方法中, 实例化Bean容器
            beanContainer = BeanContainer.getInstance();
        }
    
        /** * 实现依赖注入 */
        public void doIoc() { 
            // 校验容器是否为空
            if (ValidationUtil.isEmpty(beanContainer.getClasses())) { 
                log.warn(" 容器中实例为空! ");
                return;
            }
            // 1. 遍历bean容器中所有的Class对象
            for (Class<?> clazz : beanContainer.getClasses()) { 
                // 2. 遍历Class 对象的所有的成员变量
                Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
                if (ValidationUtil.isEmpty(fields)) { 
                    // 判断成员变量是否为空, 如果是空, 则遍历下一个对象
                    continue;
                }
                for (Field field : fields) { 
                    // 3. 找出被Autowired标记的成员变量
                    if (field.isAnnotationPresent(Autowired.class)) { 
                        // 获取注解的实例
                        Autowired autowired = field.getAnnotation(Autowired.class);
                        // 获取Autowired注解的属性值
                        String autowiredValue = autowired.value();
                        // 4. 获取成员变量的类型
                        Class<?> fieldClass = field.getType();
                        // 5. 获取这些成员变量的类型, 在容器里对应的实例
                        Object fieldValue = getFieldInstance(fieldClass, autowiredValue);
                        if (fieldValue == null) { 
                            // 如果从容器中获取该实例失败, 那么抛出异常
                            throw new RuntimeException(" 无法从容器中获取实例, 目标类型为: " + fieldClass.getName() + " autowiredValue 值为: " + autowiredValue);
                        } else { 
                            // 6. 通过反射将对应的成员变量实例注入到成员变量所在类的实例中
                            Object targetBean = beanContainer.getBean(clazz);
                            ClassUtil.setField(field, targetBean, fieldValue, true);
    
                        }
    
                    }
                }
    
            }
    
    
        }
    
        /** * 根据Class 在BeanContainer里获取其实例或实现类 * 根据接口获取其实现类 * * @param fieldClass * @param autowiredValue * @return */
        private Object getFieldInstance(Class<?> fieldClass, String autowiredValue) { 
            Object fieldValue = beanContainer.getBean(fieldClass);
            if (fieldValue != null) { 
                // 不为空, 代表成员变量不是接口, 而是实现类
                return fieldValue;
            } else { 
                // 获取接口的实现类
                Class<?> implementedClass = getImplementedClass(fieldClass, autowiredValue);
                if (implementedClass != null) { 
                    // 从bean容器中获取其成员变量的实例并返回
                    return beanContainer.getBean(implementedClass);
                } else { 
                    // 获取的接口实现类为空, 那么直接返回null
                    return null;
                }
            }
        }
    
        /** * 获取接口的实现类 * * @param fieldClass * @param autowiredValue * @return */
        private Class<?> getImplementedClass(Class<?> fieldClass, String autowiredValue) { 
            // 获取接口的所有的实现类的集合
            Set<Class<?>> classSet = beanContainer.getClassesBySuper(fieldClass);
            if (!ValidationUtil.isEmpty(classSet)) { 
                if (ValidationUtil.isEmpty(autowiredValue)) { 
                    // autowiredValue为默认值, 即用户未指定注入哪个对象
                    if (classSet.size() == 1) { 
                        // 如果其实现类只有一个, 那么就直接返回就行
                        return classSet.iterator().next();
                    } else { 
                        // 如果实现类多于一个 , 那么抛出异常
                        throw new RuntimeException("该接口有多个实现 " + fieldClass.getName() + " 请指定需要哪个实现类");
                    }
                } else { 
                    // autowiredValue值不为空, 那么遍历其所有的实现类, 找到和指定类名相同的进行返回
                    for (Class<?> clazz : classSet) { 
                        if (autowiredValue.equals(clazz.getSimpleName())) { 
                            return clazz;
                        }
                    }
                }
            }
            // 如果实现类为空, 那么直接返回null
            return null;
        }
    }

ClassUtil 的工具类, 实现设置类的属性值

/** * 设置类的属性值 * * @param field 成员变量 * @param target 类实例 * @param value 成员变量的值 * @param accessible 是否允许设置私有属性 */
        public static void setField(Field field, Object target, Object value, boolean accessible) { 
            field.setAccessible(accessible);
            try { 
                field.set(target, value);
            } catch (IllegalAccessException e) { 
                log.error("设置属性值异常 ", e);
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }

### 测试用例 ###

测试用例如下,

package org.simpleframework.inject;
    
    import com.springstudy.controller.frontend.MainPageController;
    import com.springstudy.service.combine.impl.HeadLineShopCategoryCombineServiceImpl;
    import com.springstudy.service.combine.impl.HeadLineShopCategoryCombineServiceImpl2;
    import org.junit.jupiter.api.Assertions;
    import org.junit.jupiter.api.Test;
    import org.simpleframework.core.BeanContainer;
    
    /** * @author: https://javaweixin6.blog.csdn.net/ * 创建时间:2021/3/7 22:22 * Version 1.0 */
    public class DependencyInjectorTest { 
    
        @Test
        public void doIocTest() { 
            // 获取容器实例
            BeanContainer beanContainer = BeanContainer.getInstance();
            // 指定包名, 加载类到容器中
            beanContainer.loadBeans("com.springstudy");
            // 判断容器是否加载完毕
            Assertions.assertEquals(true, beanContainer.isLoaded());
            // 从容器中获取指定的bean
            MainPageController mainPageController = (MainPageController) beanContainer.getBean(MainPageController.class);
            // 判断获取的对象是否为MainPageController
            Assertions.assertEquals(true, mainPageController instanceof MainPageController);
    
            // 在没有进行调用IOC之前, 即没有依赖注入之前, Controller中的Service对象 为null
            Assertions.assertNull(mainPageController.getHeadLineShopCategoryCombineService());
    
            // 进行依赖注入
            new DependencyInjector().doIoc();
            // 在没有进行调用IOC之后, 即依赖注入之后, Controller中的Service对象 不为null
            Assertions.assertNotNull(mainPageController.getHeadLineShopCategoryCombineService());
    
            // 验证注入的是HeadLineShopCategoryCombineServiceImpl
            Assertions.assertTrue(mainPageController.getHeadLineShopCategoryCombineService() instanceof HeadLineShopCategoryCombineServiceImpl);
            // 验证注入的不是 HeadLineShopCategoryCombineServiceImpl2
            Assertions.assertFalse(mainPageController.getHeadLineShopCategoryCombineService() instanceof HeadLineShopCategoryCombineServiceImpl2);
        }
    }

在项目中使用自定义的@Autowired注解进行注入 .  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]  
并且也有测试同一个接口, 两个实现类. 如下 一个Service接口, 两个实现类.  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]  
在Controller中注入时, 需指定其注入的类名称.  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
在测试用例中, 验证的代码如下

// 验证注入的是HeadLineShopCategoryCombineServiceImpl
            Assertions.assertTrue(mainPageController.getHeadLineShopCategoryCombineService() instanceof HeadLineShopCategoryCombineServiceImpl);
            // 验证注入的不是 HeadLineShopCategoryCombineServiceImpl2
            Assertions.assertFalse(mainPageController.getHeadLineShopCategoryCombineService() instanceof HeadLineShopCategoryCombineServiceImpl2);

测试结果如下  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]

[https_javaweixin6.blog.csdn.net_article_details_114493380]: https://javaweixin6.blog.csdn.net/article/details/114493380
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221023/7478a98d1b874019988da4c3b628f8cf.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221023/205405cf287b4188936307dbbc7647d5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221023/c73447c3516e422ab61022e7186e39a5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221023/0ea95aa57e5e4dfaa62087fc28bf7ebd.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20221023/6b87eda4acc24cfaad90d4dff5a44d0a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20221023/887ca4fb61594cc68051f4485b0e0e70.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20221023/2dd178f7c8194b39b5c3b67699105667.png