作者：小傅哥
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《Spring 手擼專欄》目錄
- [x] 第 1 章：開篇介紹，我要帶你擼 Spring 啦！
- [x] 第 2 章：小試牛刀，實現一個簡單的Bean容器
- [x] 第 3 章：初顯身手，運用設計模式，實現 Bean 的定義、注冊、獲取
- [x] 第 4 章：嶄露頭角，基於Cglib實現含構造函數的類實例化策略
- [x] 第 5 章：一鳴驚人，為Bean對象注入屬性和依賴Bean的功能實現
- [ ] 第 6 章：待歸檔...
一、前言
超賣、掉單、冪等，你的程序總是不抗揍！
想想，運營已經對外宣傳了七八天的活動，滿心歡喜的等着最后一天頁面上線對外了，突然出現了一堆異常、資損、閃退，而用戶流量稍縱即逝，最后想死的心都有！
就編程開發來講，丟三落四、亂碼七糟，可能這就是大部分初級程序員日常開發的真實寫照，在即使有測試人員驗證的情況下，也會出現帶Bug上線的現象，只不過是當時沒有發現而已！因為是人寫代碼，就一定會有錯誤，即使是老碼農
就程序Bug來講，會包括產品PRD流程上的Bug、運營配置活動時候的Bug、研發開發時功能實現的Bug、測試驗證時漏掉流程的Bug、上線過程中運維服務相關配置的Bug，而這些其實都可以通過制定的流程規范和一定的研發經驗積累，慢慢盡可能減少。
而另外一類是溝通留下的Bug，通常情況下業務提需求、產品定方案、研發做實現，最終還要有UI、測試、運營、架構等等各個環節的人員參與到一個項目的承接、開發到上線運行，而在這一群人需要保持一個統一的信息傳播其實是很難的。比如在項目開發中期，運營給產品說了一個新增的需求，產品覺得功能也不大，隨即找到對應的前端研發加個邏輯，但沒想到可能也影響到了后端的開發和測試的用例。最后功能雖然是上線了，可並不在整個產研測的需求覆蓋度范圍里，也就隱形的埋下了一個坑。
所以，如果你想讓你的程序很抗揍，接的住農夫三拳，那么你要做的就不只是一個單純的搬磚碼農！
二、目標
首先我們回顧下這幾章節都完成了什么，包括：實現一個容器、定義和注冊Bean、實例化Bean，按照是否包含構造函數實現不同的實例化策略，那么在創建對象實例化這我們還缺少什么？其實還缺少一個關於類中是否有屬性的問題，如果有類中包含屬性那么在實例化的時候就需要把屬性信息填充上，這樣才是一個完整的對象創建。
對於屬性的填充不只是 int、Long、String，還包括還沒有實例化的對象屬性，都需要在 Bean 創建時進行填充操作。不過這里我們暫時不會考慮 Bean 的循環依賴，否則會把整個功能實現撐大，這樣新人學習時就把握不住了，待后續陸續先把核心功能實現后，再逐步完善
三、設計
鑒於屬性填充是在 Bean 使用 newInstance 或者 Cglib 創建后，開始補全屬性信息，那么就可以在類 AbstractAutowireCapableBeanFactory 的 createBean 方法中添加補全屬性方法。這部分大家在實習的過程中也可以對照Spring源碼學習，這里的實現也是Spring的簡化版，后續對照學習會更加易於理解
- 屬性填充要在類實例化創建之后，也就是需要在
AbstractAutowireCapableBeanFactory的 createBean 方法中添加applyPropertyValues操作。 - 由於我們需要在創建Bean時候填充屬性操作，那么就需要在 bean 定義 BeanDefinition 類中，添加 PropertyValues 信息。
- 另外是填充屬性信息還包括了 Bean 的對象類型，也就是需要再定義一個 BeanReference，里面其實就是一個簡單的 Bean 名稱，在具體的實例化操作時進行遞歸創建和填充，與 Spring 源碼實現一樣。Spring 源碼中 BeanReference 是一個接口
四、實現
1. 工程結構
small-spring-step-04
└── src
├── main
│ └── java
│ └── cn.bugstack.springframework.beans
│ ├── factory
│ │ ├── factory
│ │ │ ├── BeanDefinition.java
│ │ │ ├── BeanReference.java
│ │ │ └── SingletonBeanRegistry.java
│ │ ├── support
│ │ │ ├── AbstractAutowireCapableBeanFactory.java
│ │ │ ├── AbstractBeanFactory.java
│ │ │ ├── BeanDefinitionRegistry.java
│ │ │ ├── CglibSubclassingInstantiationStrategy.java
│ │ │ ├── DefaultListableBeanFactory.java
│ │ │ ├── DefaultSingletonBeanRegistry.java
│ │ │ ├── InstantiationStrategy.java
│ │ │ └── SimpleInstantiationStrategy.java
│ │ └── BeanFactory.java
│ ├── BeansException.java
│ ├── PropertyValue.java
│ └── PropertyValues.java
└── test
└── java
└── cn.bugstack.springframework.test
├── bean
│ ├── UserDao.java
│ └── UserService.java
└── ApiTest.java
工程源碼：公眾號「bugstack蟲洞棧」，回復：Spring 專欄，獲取完整源碼
Spring Bean 容器類關系，如圖 5-2
- 本章節中需要新增加3個類，
BeanReference(類引用)、PropertyValue(屬性值)、PropertyValues(屬性集合)，分別用於類和其他類型屬性填充操作。 - 另外改動的類主要是
AbstractAutowireCapableBeanFactory，在 createBean 中補全屬性填充部分。
2. 定義屬性
cn.bugstack.springframework.beans.PropertyValue
public class PropertyValue {
private final String name;
private final Object value;
public PropertyValue(String name, Object value) {
this.name = name;
this.value = value;
}
// ...get/set
}
cn.bugstack.springframework.beans.PropertyValues
public class PropertyValues {
private final List<PropertyValue> propertyValueList = new ArrayList<>();
public void addPropertyValue(PropertyValue pv) {
this.propertyValueList.add(pv);
}
public PropertyValue[] getPropertyValues() {
return this.propertyValueList.toArray(new PropertyValue[0]);
}
public PropertyValue getPropertyValue(String propertyName) {
for (PropertyValue pv : this.propertyValueList) {
if (pv.getName().equals(propertyName)) {
return pv;
}
}
return null;
}
}
- 這兩個類的作用就是創建出一個用於傳遞類中屬性信息的類，因為屬性可能會有很多，所以還需要定義一個集合包裝下。
3. Bean定義補全
cn.bugstack.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition
public class BeanDefinition {
private Class beanClass;
private PropertyValues propertyValues;
public BeanDefinition(Class beanClass) {
this.beanClass = beanClass;
this.propertyValues = new PropertyValues();
}
public BeanDefinition(Class beanClass, PropertyValues propertyValues) {
this.beanClass = beanClass;
this.propertyValues = propertyValues != null ? propertyValues : new PropertyValues();
}
// ...get/set
}
- 在 Bean 注冊的過程中是需要傳遞 Bean 的信息，在幾個前面章節的測試中都有所體現
new BeanDefinition(UserService.class, propertyValues); - 所以為了把屬性一定交給 Bean 定義，所以這里填充了 PropertyValues 屬性，同時把兩個構造函數做了一些簡單的優化，避免后面 for 循環時還得判斷屬性填充是否為空。
4. Bean 屬性填充
cn.bugstack.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory
public abstract class AbstractAutowireCapableBeanFactory extends AbstractBeanFactory {
private InstantiationStrategy instantiationStrategy = new CglibSubclassingInstantiationStrategy();
@Override
protected Object createBean(String beanName, BeanDefinition beanDefinition, Object[] args) throws BeansException {
Object bean = null;
try {
bean = createBeanInstance(beanDefinition, beanName, args);
// 給 Bean 填充屬性
applyPropertyValues(beanName, bean, beanDefinition);
} catch (Exception e) {
throw new BeansException("Instantiation of bean failed", e);
}
addSingleton(beanName, bean);
return bean;
}
protected Object createBeanInstance(BeanDefinition beanDefinition, String beanName, Object[] args) {
Constructor constructorToUse = null;
Class<?> beanClass = beanDefinition.getBeanClass();
Constructor<?>[] declaredConstructors = beanClass.getDeclaredConstructors();
for (Constructor ctor : declaredConstructors) {
if (null != args && ctor.getParameterTypes().length == args.length) {
constructorToUse = ctor;
break;
}
}
return getInstantiationStrategy().instantiate(beanDefinition, beanName, constructorToUse, args);
}
/**
* Bean 屬性填充
*/
protected void applyPropertyValues(String beanName, Object bean, BeanDefinition beanDefinition) {
try {
PropertyValues propertyValues = beanDefinition.getPropertyValues();
for (PropertyValue propertyValue : propertyValues.getPropertyValues()) {
String name = propertyValue.getName();
Object value = propertyValue.getValue();
if (value instanceof BeanReference) {
// A 依賴 B，獲取 B 的實例化
BeanReference beanReference = (BeanReference) value;
value = getBean(beanReference.getBeanName());
}
// 屬性填充
BeanUtil.setFieldValue(bean, name, value);
}
} catch (Exception e) {
throw new BeansException("Error setting property values：" + beanName);
}
}
public InstantiationStrategy getInstantiationStrategy() {
return instantiationStrategy;
}
public void setInstantiationStrategy(InstantiationStrategy instantiationStrategy) {
this.instantiationStrategy = instantiationStrategy;
}
}
- 這個類的內容稍微有點長，主要包括三個方法：createBean、createBeanInstance、applyPropertyValues，這里我們主要關注 createBean 的方法中調用的 applyPropertyValues 方法。
- 在 applyPropertyValues 中，通過獲取
beanDefinition.getPropertyValues()循環進行屬性填充操作，如果遇到的是 BeanReference，那么就需要遞歸獲取 Bean 實例，調用 getBean 方法。 - 當把依賴的 Bean 對象創建完成后，會遞歸回現在屬性填充中。這里需要注意我們並沒有去處理循環依賴的問題，這部分內容較大，后續補充。BeanUtil.setFieldValue(bean, name, value) 是 hutool-all 工具類中的方法，你也可以自己實現
五、測試
1. 事先准備
cn.bugstack.springframework.test.bean.UserDao
public class UserDao {
private static Map<String, String> hashMap = new HashMap<>();
static {
hashMap.put("10001", "小傅哥");
hashMap.put("10002", "八杯水");
hashMap.put("10003", "阿毛");
}
public String queryUserName(String uId) {
return hashMap.get(uId);
}
}
cn.bugstack.springframework.test.bean.UserService
public class UserService {
private String uId;
private UserDao userDao;
public void queryUserInfo() {
System.out.println("查詢用戶信息：" + userDao.queryUserName(uId));
}
// ...get/set
}
- Dao、Service，是我們平常開發經常使用的場景。在 UserService 中注入 UserDao，這樣就能體現出Bean屬性的依賴了。
2. 測試用例
@Test
public void test_BeanFactory() {
// 1.初始化 BeanFactory
DefaultListableBeanFactory beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
// 2. UserDao 注冊
beanFactory.registerBeanDefinition("userDao", new BeanDefinition(UserDao.class));
// 3. UserService 設置屬性[uId、userDao]
PropertyValues propertyValues = new PropertyValues();
propertyValues.addPropertyValue(new PropertyValue("uId", "10001"));
propertyValues.addPropertyValue(new PropertyValue("userDao",new BeanReference("userDao")));
// 4. UserService 注入bean
BeanDefinition beanDefinition = new BeanDefinition(UserService.class, propertyValues);
beanFactory.registerBeanDefinition("userService", beanDefinition);
// 5. UserService 獲取bean
UserService userService = (UserService) beanFactory.getBean("userService");
userService.queryUserInfo();
}
- 與直接獲取 Bean 對象不同，這次我們還需要先把 userDao 注入到 Bean 容器中。
beanFactory.registerBeanDefinition("userDao", new BeanDefinition(UserDao.class)); - 接下來就是屬性填充的操作了，一種是普通屬性
new PropertyValue("uId", "10001")，另外一種是對象屬性new PropertyValue("userDao",new BeanReference("userDao")) - 接下來的操作就簡單了，只不過是正常獲取 userService 對象，調用方法即可。
3. 測試結果
查詢用戶信息：小傅哥
Process finished with exit code 0
-
從測試結果看我們的屬性填充已經起作用了，因為只有屬性填充后，才能調用到Dao方法，如：
userDao.queryUserName(uId) -
那么我們在看看Debug調試的情況下，有沒有進入到實現的 Bean 屬性填充中，如下：
- 好，就是截圖這里，我們看到已經開始進行屬性填充操作了，當發現屬性是 BeanReference 時，則需要獲取創建 Bean 實例。
六、總結
- 在本章節中我們把 AbstractAutowireCapableBeanFactory 類中的創建對象功能又做了擴充，依賴於是否有構造函數的實例化策略完成后，開始補充 Bean 屬性信息。當遇到 Bean 屬性為 Bean 對象時，需要遞歸處理。最后在屬性填充時需要用到反射操作，也可以使用一些工具類處理。
- 每一個章節的功能點我們都在循序漸進的實現，這樣可以讓新人更好的接受關於 Spring 中的設計思路。尤其是在一些已經開發好的類上，怎么擴充新的功能時候的設計更為重要。學習編程有的時候學習思路設計要比僅僅是做簡單實現，更能提升編程思維。
- 到這一章節關於 Bean 的創建操作就開發完成了，接下來需要整個框架的基礎上完成資源屬性的加載，就是我們需要去動 Xml 配置了，讓我們這小框架越來越像 Spring。另外在框架實現的過程中所有的類名都會參考 Spring 源碼，以及相應的設計實現步驟也是與 Spring 源碼中對應，只不過會簡化一些流程，但你可以拿相同的類名，去搜到每一個功能在 Spring 源碼中的實現。