一、目標(biāo)

在上一章節(jié)我們初步依照 Spring Bean 容器的概念，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)粗糙版本的代碼實(shí)現(xiàn)。那么本章節(jié)我們需要結(jié)合已實(shí)現(xiàn)的 Spring Bean 容器進(jìn)行功能完善，實(shí)現(xiàn) Bean 容器關(guān)于 Bean 對象的注冊和獲取。這一次我們把 Bean 的創(chuàng)建交給容器，而不是我們在調(diào)用時(shí)候傳遞一個(gè)實(shí)例化好的 Bean 對象，另外還需要考慮單例對象，在對象的二次獲取時(shí)是可以從內(nèi)存中獲取對象的。此外不僅要實(shí)現(xiàn)功能還需要完善基礎(chǔ)容器框架的類結(jié)構(gòu)體，否則將來就很難擴(kuò)容進(jìn)去其他的功能了。

二、設(shè)計(jì)

鑒于本章節(jié)的案例目標(biāo)，我們需要將 Spring Bean 容器完善起來，首先非常重要的一點(diǎn)是在 Bean 注冊的時(shí)候只注冊一個(gè)類信息，而不會直接把實(shí)例化信息注冊到 Spring 容器中。那么就需要修改 BeanDefinition 中的屬性 Object 為 Class，接下來在需要做的就是在獲取 Bean 對象時(shí)需要處理 Bean 對象的實(shí)例化操作以及判斷當(dāng)前單例對象在容器中是否已經(jīng)緩存起來了。整體設(shè)計(jì)如下

以下內(nèi)容其實(shí)就是圍繞著Spring的容器需要有單例，緩存，實(shí)例化，異常這些功能展開的

解析

• 首先我們需要定義 BeanFactory 這樣一個(gè) Bean 工廠，提供 Bean 的獲取方法getBean(String name)，之后這個(gè) Bean 工廠接口由抽象類AbstractBeanFactory 實(shí)現(xiàn)。這樣使用模板模式的設(shè)計(jì)方式，可以統(tǒng)一收口通用核心方法的調(diào)用邏輯和標(biāo)準(zhǔn)定義，也就很好的控制了后續(xù)的實(shí)現(xiàn)者不用關(guān)心調(diào)用邏輯，按照統(tǒng)一方式執(zhí)行。那么類的繼承者只需要關(guān)心具體方法的邏輯實(shí)現(xiàn)即可。
• 那么在繼承抽象類 AbstractBeanFactory 后的AbstractAutowireCapableBeanFactory 就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的抽象方法了，因?yàn)锳bstractAutowireCapableBeanFactory 本身也是一個(gè)抽象類，所以它只會實(shí)現(xiàn)屬于自己的抽象方法，其他抽象方法由繼承 AbstractAutowireCapableBeanFactory 的類實(shí)現(xiàn)。這里就體現(xiàn)了類實(shí)現(xiàn)過程中的各司其職，你只需要關(guān)心屬于你的內(nèi)容，不是你的內(nèi)容，不要參與。這一部分內(nèi)容我們會在代碼里有具體的體現(xiàn)
• 另外這里還有塊非常重要的知識點(diǎn)，就是關(guān)于單例 SingletonBeanRegistry 的接口定義實(shí)現(xiàn)，而 DefaultSingletonBeanRegistry 對接口實(shí)現(xiàn)后，會被抽象類AbstractBeanFactory 繼承。現(xiàn)在 AbstractBeanFactory 就是一個(gè)非常完整且強(qiáng)大的抽象類了，也能非常好的體現(xiàn)出它對模板模式的抽象定義。接下來我們就帶著這些設(shè)計(jì)層面的思考，去看代碼的具體實(shí)現(xiàn)結(jié)果

• 類依賴圖

基本都是接口做出約定,抽象類給出場景,子類具體實(shí)現(xiàn),然后接口調(diào)用。

這一章節(jié)關(guān)于 Spring Bean 容器的功能實(shí)現(xiàn)與 Spring 源碼中還有不少的差距，但以目前實(shí)現(xiàn)結(jié)果的類關(guān)系圖來看，其實(shí)已經(jīng)具備了一定的設(shè)計(jì)復(fù)雜性，這些復(fù)雜的類關(guān)系設(shè)計(jì)在各個(gè)接口定義和實(shí)現(xiàn)以及在抽象類繼承中都有所體現(xiàn)，例如：

• BeanFactory 的定義由 AbstractBeanFactory 抽象類實(shí)現(xiàn)接口的 getBean 方法
• 而AbstractBeanFactory 又繼承了實(shí)現(xiàn)了 SingletonBeanRegistry 的DefaultSingletonBeanRegistry 類。這樣 AbstractBeanFactory 抽象類就具備了單例 Bean的注冊功能。
• AbstractBeanFactory 中又定義了兩個(gè)抽象方法： getBeanDefinition(StringbeanName) 、 createBean(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) ，而這兩個(gè)抽象方法分別由DefaultListableBeanFactory 、AbstractAutowireCapableBeanFactory 實(shí)現(xiàn)。
• 最終 DefaultListableBeanFactory 還會繼承抽象類AbstractAutowireCapableBeanFactory 也就可以調(diào)用抽象類中的 createBean 方法了。

通過最終的DefaultListableBeanfatory new出的對象beanFactory已經(jīng)具備了很多功能。
怎么設(shè)計(jì)還是體現(xiàn)一個(gè)最基本的原則：類實(shí)現(xiàn)過程中的各司其職，你只需要關(guān)心屬于你的內(nèi)容，不是你的內(nèi)容，不要參與。

三、代碼實(shí)現(xiàn)

• 工程結(jié)構(gòu)
  
• BeanDefinition

//在 Bean 定義類中已經(jīng)把上一章節(jié)中的 Object bean 替換為 Class ，這樣就可以把Bean 的實(shí)例化操作放到容器中處理了。 //如果你有仔細(xì)閱讀過上一章并做了相應(yīng)的測試，那么你會發(fā)現(xiàn) Bean 的實(shí)例化操作是放在初始化調(diào)用階段傳遞給BeanDefinition 構(gòu)造函數(shù)的。 public class BeanDefinition {private Class beanClass;public BeanDefinition(Class beanClass) {this.beanClass = beanClass;}public Class getBeanClass() {return beanClass;}public void setBeanClass(Class beanClass) {this.beanClass = beanClass;} }

• SingletonBeanRegistry

// 單例注冊表//這個(gè)類比較簡單主要是定義了一個(gè)獲取單例對象的接口。 public interface SingletonBeanRegistry {Object getSingleton(String beanName); }

• SingletonBeanRegistry

//在 DefaultSingletonBeanRegistry 中主要實(shí)現(xiàn) getSingleton 方法，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)受保護(hù)的 addSingleton 方法， //這個(gè)方法可以被繼承此類的其他類調(diào)用。包括：AbstractBeanFactory 以及繼承的 DefaultListableBeanFactory 調(diào)用。 public class cimplements SingletonBeanRegistry {private Map<String, Object> singletonObjects = new HashMap<>();@Overridepublic Object getSingleton(String beanName) {return singletonObjects.get(beanName);}protected void addSingleton(String beanName, Object singletonObject) {singletonObjects.put(beanName, singletonObject);} }

• 抽象類定義模板方法 (AbstarctBeanFactory)

public abstract class AbstractBeanFactory extends DefaultSingletonBeanRegistry implements BeanFactory {@Overridepublic Object getBean(String name) throws BeansException {Object bean = getSingleton(name);if (bean != null) {return bean;}BeanDefinition beanDefinition = getBeanDefinition(name);return createBean(name, beanDefinition);}protected abstract BeanDefinition getBeanDefinition(String beanName) throws BeansException;protected abstract Object createBean(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) throws BeansException; }

• AbstractBeanFactory 首先繼承了 DefaultSingletonBeanRegistry ，也就具備了使用單例注冊類方法。
• 接下來很重要的一點(diǎn)是關(guān)于接口 BeanFactory 的實(shí)現(xiàn)，在方法 getBean 的實(shí)現(xiàn)過程中可以看到，主要是對單例 Bean 對象的獲取以及在獲取不到時(shí)需要拿到 Bean的定義做相應(yīng) Bean 實(shí)例化操作。那么 getBean 并沒有自身的去實(shí)現(xiàn)這些方法，而是只定義了調(diào)用過程以及提供了抽象方法，由實(shí)現(xiàn)此抽象類的其他類做相應(yīng)實(shí)現(xiàn)。
• 后續(xù)繼承抽象類 Abstrac tBeanFactory 的類有兩個(gè)，包括：AbstractAutowireCapableBeanFactory 、 DefaultListableBeanFactory ，這兩個(gè)類分別做了相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)處理，接著往下看。

• AbstractAutowireCapableBeanFactory

public abstract class AbstractAutowireCapableBeanFactory extends AbstractBeanFactory {@Overrideprotected Object createBean(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) throws BeansException {Object bean = null;try {bean = beanDefinition.getBeanClass().newInstance();} catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) {throw new BeansException("Instantiation of bean failed", e);}addSingleton(beanName, bean);return bean;} }

• 在 AbstractAutowireCapableBeanFactory 類中實(shí)現(xiàn)了 Bean 的實(shí)例化操作newInstance ，其實(shí)這塊會埋下一個(gè)坑，有構(gòu)造函數(shù)入?yún)⒌膶ο笤趺刺幚??
• 在處理完 Bean 對象的實(shí)例化后，直接調(diào)用 addSingleton 方法存放到單例對象的緩存中去。

• 核心類實(shí)現(xiàn) (DefaultListableBeanFactory)

public class DefaultListableBeanFactory extends AbstractAutowireCapableBeanFactory implements BeanDefinitionRegistry {private Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new HashMap<>();@Overridepublic void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) {beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);}@Overridepublic BeanDefinition getBeanDefinition(String beanName) throws BeansException {BeanDefinition beanDefinition = beanDefinitionMap.get(beanName);if (beanDefinition == null) throw new BeansException("No bean named '" + beanName + "' is defined");return beanDefinition;}}

• DefaultListableBeanFactory 在 Spring 源碼中也是一個(gè)非常核心的類，在我們目前的實(shí)現(xiàn)中也是逐步貼近于源碼，與源碼類名保持一致。
• DefaultListableBeanFactory 繼承了 AbstractAutowireCapableBeanFactory 類，也就具備了接口 BeanFactory 和 AbstractBeanFactory 等一連串的功能實(shí)現(xiàn)。 所以有時(shí)候你會看到一些類的強(qiáng)轉(zhuǎn)，調(diào)用某些方法，也是因?yàn)槟銖?qiáng)轉(zhuǎn)的類實(shí)現(xiàn)接口或繼承了某些類。
• 除此之外這個(gè)類還實(shí)現(xiàn)了接口 BeanDefinitionRegistry 中的registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) 方法，當(dāng)然你還會看到一個(gè) getBeanDefinition 的實(shí)現(xiàn)，這個(gè)方法我們文中提到過它是抽象類 AbstractBeanFactory 中定義的抽象方法。 現(xiàn)在注冊 Bean 定義與獲取 Bean 定義。就可以同時(shí)使用了，是不感覺這個(gè)套路還蠻深的。接口定義了注冊，抽象類定義了獲取，都集中在 DefaultListableBeanFactory 中的 beanDefinitionMap 里

四、測試

• 事先準(zhǔn)備

public class UserService {public void queryUserInfo(){System.out.println("查詢用戶信息");} }

• 測試

@Test public void test_BeanFactory(){// 1.初始化 BeanFactoryDefaultListableBeanFactory beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();// 2.注冊 beanBeanDefinition beanDefinition = new BeanDefinition(UserService.class);beanFactory.registerBeanDefinition("userService", beanDefinition);// 3.第一次獲取 beanUserService userService = (UserService) beanFactory.getBean("userService");userService.queryUserInfo();// 4.第二次獲取 bean from SingletonUserService userService_singleton = (UserService) beanFactory.getBean("userService");userService_singleton.queryUserInfo(); }

• 在此次的單元測試中除了包括；Bean 工廠、注冊 Bean、獲取 Bean，三個(gè)步驟，還額外增加了一次對象的獲取和調(diào)用。這里主要測試驗(yàn)證單例對象的是否正確的存放到了緩存中。
• 此外與上一章節(jié)測試過程中不同的是，我們把 UserService.class 傳遞給了 BeanDefinition 而不是像上一章節(jié)那樣直接 new UserService() 操作。]

五、總結(jié)

這一章已經(jīng)開始復(fù)雜，各種接口抽象類實(shí)現(xiàn)類開始出現(xiàn)，牢牢記住：基本都是接口做出約定,抽象類給出場景,子類具體實(shí)現(xiàn),然后接口調(diào)用。

在 Spring Bean 容器的實(shí)現(xiàn)類中要重點(diǎn)關(guān)注類之間的職責(zé)和關(guān)系，幾乎所有的程序功能設(shè)計(jì)都離不開接口、抽象類、實(shí)現(xiàn)、繼承，而這些不同特性類的使用就可以非常好的隔離開類的功能職責(zé)和作用范圍。而這樣的知識點(diǎn)也是在學(xué)習(xí)手寫Spring Bean 容器框架過程非常重要的知識。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的手写简版spring --2--实现Bean的定义、注册、获取的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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