学习样例: 模拟spring控制反转及依赖注入

前言:
最近忙里偷闲,写了该案例巩固下基础知识,如果不正之处敬请指出

控制反转: 将创建对象的权利交给别人。
依赖注入: 控制反转的体现,容器在运行期间，动态地将某种依赖关系注入到对象之中。

思路: 扫描指定目录下的文件转换为Class集合,再通过反射进行实例化存入BeanMap中。

实现代码:

/*** @Author:wuruixu* @Date:2021/7/26*/
@Target({ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface AutowiredAnnotation {}

/*** @Author:wuruixu* @Date:2021/7/26*/
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface ControllerAnnotation {}

/*** @Author:wuruixu* @Date:2021/7/27* @Description: 控制反转及依赖注入实现工具*/
public class IocAndDiUtil {/*** 存储实例  (key: 全限定名   value:实例)*/public static ConcurrentHashMap<String, Object> beanMap = new ConcurrentHashMap<>();/*** 初始化BeanMap* @param packageName 包名 例: com.wook.demo.ioc_di* @throws Exception*/public static void initBeanMap(String packageName) throws Exception {//返回类上包含ControllerAnnotation注解的所有Class,并存进BeanMapSet<Class<?>> classSet = PackageUtil.listContainAnnotationClazz(packageName, true, ControllerAnnotation.class);for (Class<?> clazz : classSet) {String fullyName = clazz.getName();beanMap.put(fullyName, IocAndDiUtil.injectInstance(fullyName));}}/*** 为指定类中,带@AutowiredAnnotation 的成员变量注入实例  (可以理解为 DI依赖注入的实现)* @param fullyName 类的全限定名 例:com.xxx.xxx.xx.Controller* @return* @throws Exception*/public static Object injectInstance(String fullyName) throws Exception {Class<?> clazz = Class.forName(fullyName);Object obj = clazz.newInstance();Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();for (Field declaredField : declaredFields) {if (null != declaredField.getAnnotation(AutowiredAnnotation.class)) {declaredField.setAccessible(true);Class<?> fieldType = declaredField.getType();declaredField.set(obj, fieldType.newInstance());}}return obj;}
}

/*** @Author:wuruixu* @Date:2021/7/26* @Description: 名称空间实用工具*/
public final class PackageUtil {/*** 类默认构造器*/private PackageUtil() {}/*** 返回指定包中类上包含 annotationClazz 注解的Class对象** @param packageName 包名称* @param recursive   是否递归查找* @param annotationClazz 过滤条件: 类上应存在的注解class* @return 子类集合*/static public  Set<Class<?>> listContainAnnotationClazz(String packageName, boolean recursive, Class annotationClazz) {if (annotationClazz == null) {return Collections.emptySet();} else {return listClazz(packageName, recursive, clazz -> null != clazz.getAnnotation(annotationClazz));}}/*** 返回指定包中的所有子类Class对象** @param packageName 包名称* @param recursive   是否递归查找* @param superClazz  过滤条件: 属于该superClazz的子类* @return 子类集合*/static public Set<Class<?>> listSubClazz(String packageName, boolean recursive, Class<?> superClazz) {if (superClazz == null) {return Collections.emptySet();} else {//isAssignableFrom()方法是判断是否为某个类的父类，instanceof关键字是判断是否某个类的子类。return listClazz(packageName, recursive, superClazz::isAssignableFrom);}}/*** 列表指定包中的所有类** @param packageName 包名称* @param recursive   是否递归查找?* @param filter      过滤器* @return 符合条件的类集合*/static public Set<Class<?>> listClazz(String packageName, boolean recursive, IClazzFilter filter) {if (packageName == null || packageName.isEmpty()) {return null;}// 将点转换成斜杠final String packagePath = packageName.replace('.', '/');// 获取类加载器ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();// 结果集合Set<Class<?>> resultSet = new HashSet<>();try {// 获取 URL 枚举Enumeration<URL> urlEnum = cl.getResources(packagePath);while (urlEnum.hasMoreElements()) {// 获取当前 URLURL currUrl = urlEnum.nextElement();// 获取协议文本 (例 file 或 jar)final String protocol = currUrl.getProtocol();// 定义临时集合Set<Class<?>> tmpSet = null;if ("FILE".equalsIgnoreCase(protocol)) {// 从文件系统中加载类tmpSet = listClazzFromDir(new File(currUrl.getFile()), packageName, recursive, filter);} else if ("JAR".equalsIgnoreCase(protocol)) {// 获取文件字符串String fileStr = currUrl.getFile();if (fileStr.startsWith("file:")) {// 如果是以 "file:" 开头的,// 则去除这个开头fileStr = fileStr.substring(5);}if (fileStr.lastIndexOf('!') > 0) {// 如果有 '!' 字符,// 则截断 '!' 字符之后的所有字符fileStr = fileStr.substring(0, fileStr.lastIndexOf('!'));}// 从 JAR 文件中加载类tmpSet = listClazzFromJar(new File(fileStr), packageName, recursive, filter);}if (tmpSet != null) {// 如果类集合不为空,// 则添加到结果中resultSet.addAll(tmpSet);}}} catch (Exception ex) {// 抛出异常!throw new RuntimeException(ex);}return resultSet;}/*** 从目录中获取类列表** @param dirFile     目录* @param packageName 包名称* @param recursive   是否递归查询子包* @param filter      类过滤器* @return 符合条件的类集合*/static private Set<Class<?>> listClazzFromDir(final File dirFile, final String packageName, final boolean recursive, IClazzFilter filter) {if (!dirFile.exists() || !dirFile.isDirectory()) {// 如果参数对象为空,// 则直接退出!return null;}// 获取子文件列表File[] subFileArr = dirFile.listFiles();if (subFileArr == null || subFileArr.length <= 0) {return null;}// 文件队列, 将子文件列表添加到队列Queue<File> fileQ = new LinkedList<>(Arrays.asList(subFileArr));// 结果对象Set<Class<?>> resultSet = new HashSet<>();while (!fileQ.isEmpty()) {// 从队列中获取文件File currFile = fileQ.poll();if (currFile.isDirectory() && recursive) {// 如果当前文件是目录,// 并且是执行递归操作时,// 获取子文件列表subFileArr = currFile.listFiles();if (subFileArr != null && subFileArr.length > 0) {// 添加文件到队列fileQ.addAll(Arrays.asList(subFileArr));}continue;}if (!currFile.isFile() || !currFile.getName().endsWith(".class")) {// 如果当前文件不是文件,// 或者文件名不是以 .class 结尾,// 则直接跳过continue;}// 类名称String clazzName;// 设置类名称clazzName = currFile.getAbsolutePath();// 清除最后的 .class 结尾clazzName = clazzName.substring(dirFile.getAbsolutePath().length(), clazzName.lastIndexOf('.'));// 转换目录斜杠clazzName = clazzName.replace('\\', '/');// 清除开头的 /clazzName = trimLeft(clazzName, "/");// 将所有的 / 修改为 .clazzName = join(clazzName.split("/"), ".");// 包名 + 类名clazzName = packageName + "." + clazzName;try {// 加载类定义Class<?> clazzObj = Class.forName(clazzName);if (null != filter && !filter.accept(clazzObj)) {// 如果过滤器不为空,且过滤器不接受当前类,则直接跳过!continue;}// 添加类定义到集合resultSet.add(clazzObj);} catch (Exception ex) {// 抛出异常throw new RuntimeException(ex);}}return resultSet;}/*** 从 .jar 文件中获取类列表** @param jarFilePath .jar 文件路径* @param recursive   是否递归查询子包* @param filter      类过滤器* @return 符合条件的类集合*/static private Set<Class<?>> listClazzFromJar(final File jarFilePath, final String packageName, final boolean recursive, IClazzFilter filter) {if (jarFilePath == null || jarFilePath.isDirectory()) {// 如果参数对象为空,// 则直接退出!return null;}// 结果对象Set<Class<?>> resultSet = new HashSet<>();try {// 创建 .jar 文件读入流JarInputStream jarIn = new JarInputStream(new FileInputStream(jarFilePath));// 进入点JarEntry entry;while ((entry = jarIn.getNextJarEntry()) != null) {if (entry.isDirectory()) {continue;}// 获取进入点名称String entryName = entry.getName();if (!entryName.endsWith(".class")) {// 如果不是以 .class 结尾,// 则说明不是 JAVA 类文件, 直接跳过!continue;}if (!recursive) {//// 如果没有开启递归模式,// 那么就需要判断当前 .class 文件是否在指定目录下?// 获取目录名称String tmpStr = entryName.substring(0, entryName.lastIndexOf('/'));// 将目录中的 "/" 全部替换成 "."tmpStr = join(tmpStr.split("/"), ".");if (!packageName.equals(tmpStr)) {// 如果包名和目录名不相等,// 则直接跳过!continue;}}String clazzName;// 清除最后的 .class 结尾clazzName = entryName.substring(0, entryName.lastIndexOf('.'));// 将所有的 / 修改为 .clazzName = join(clazzName.split("/"), ".");// 加载类定义Class<?> clazzObj = Class.forName(clazzName);if (null != filter && !filter.accept(clazzObj)) {// 如果过滤器不为空,且过滤器不接受当前类,则直接跳过!continue;}// 添加类定义到集合resultSet.add(clazzObj);}// 关闭 jar 输入流jarIn.close();} catch (Exception ex) {// 抛出异常throw new RuntimeException(ex);}return resultSet;}/*** 类名称过滤器** @author hjj2019*/@FunctionalInterfacepublic interface IClazzFilter {/*** 是否接受当前类?** @param clazz 被筛选的类* @return 是否符合条件*/boolean accept(Class<?> clazz);}/*** 使用连接符连接字符串数组** @param strArr 字符串数组* @param conn   连接符* @return 连接后的字符串*/static private String join(String[] strArr, String conn) {if (null == strArr || strArr.length <= 0) {return "";}StringBuilder sb = new StringBuilder();for (int i = 0; i < strArr.length; i++) {if (i > 0) {// 添加连接符sb.append(conn);}// 添加字符串sb.append(strArr[i]);}return sb.toString();}/*** 清除源字符串左边的字符串** @param src     原字符串* @param trimStr 需要被清除的字符串* @return 清除后的字符串*/static private String trimLeft(String src, String trimStr) {if (null == src || src.isEmpty()) {return "";}if (null == trimStr || trimStr.isEmpty()) {return src;}if (src.equals(trimStr)) {return "";}while (src.startsWith(trimStr)) {src = src.substring(trimStr.length());}return src;}
}

准备测试数据:

/*** @Author:wuruixu* @Date:2021/7/26*/
@Data
@ControllerAnnotation
public class ControllerTest {@AutowiredAnnotationprivate ServiceOne serviceOne;@AutowiredAnnotationprivate ServiceTwo serviceTwo;
}class ServiceOne {public String fun1(){System.out.println("ServiceOne");return "ServiceOne";}
}class ServiceTwo {public String fun2(){System.out.println("ServiceTwo");return "ServiceTwo";}
}public static void main(String[] args) throws Exception {//初始化BeanIocAndDiUtil.initBeanMap("com.wook.demo.ioc_di");//测试实例是否成功注入ControllerTest controllerTest = (ControllerTest)IocAndDiUtil.beanMap.get("com.wook.demo.ioc_di.ControllerTest");controllerTest.getServiceOne().fun1();controllerTest.getServiceTwo().fun2();}

运行结果:
ServiceOne
ServiceTwo

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