模拟spring框架，深入讲解spring的对象的创建
导读
项目源码地址
因为公司使用的是spring框架，spring是什么？它就像包罗万象的容器，我们什么都可以往里面填，比如集合持久层的hibernate或mybatis框架，类似于拦截器的的shiro框架等等。
它的好处是可以自动创建对象。以前，在没有使用spring框架时，我们必须自己创建对象。但自从有了spring框架后，Java开发就像迎来了春天，一切都变的那么简单。
它有几种自动创建对象的方式，比如构造器创建对象，set创建对象。。。如果想要对其有更多的了解，那么，下载有很多博客，都对其做了详细的介绍。我在这里不必再做详解了。
项目使用了logback和slf4j记录日志信息，因为它们两个是经常合作的。同时，也使用了lombok框架，这个框架可以自动生成set、get、toString、equals、hashcode方法等。
下面，便详细介绍我的这个项目。
设计模式
本项目采用工厂和建造者设计模式。
- 工厂设计模式用来加载配置文件。
在没有使用注解的前提下，我们把所有的将要创建对象的信息写进配置文件中，这就是我们常说的依赖注入。而当代码加载时，需要加载这些配置文。
这里需要两个雷来支撑。一个是XmlConfigBean，记录每个xml文件中的bean信息。XmlBeanProperty这里记录每个bean中的属性信息。
加载文件方法中调用了这两个类，当然，我是用了org下的jdom来读取xml文件，正如以下代码所示。
/**
* Created By zby on 22:57 2019/3/4
* 加载配置文件
*
* @param dirPath 目录的路径
*/
public static LoadConfig loadXmlConFig(String dirPath) {
if (StringUtils.isEmpty(dirPath)){
throw new RuntimeException("路径不存在");
}
if (null == config) {
File dir = new File(dirPath);
List<File> files = FactoryBuilder.createFileFactory().listFile(dir);
if (CollectionUtil.isEmpty(files)) {
throw new RuntimeException("没有配置文件files=" + files);
}
allXmls = new HashMap<>();
SAXBuilder saxBuilder = new SAXBuilder();
Document document = null;
for (File file : files) {
try {
Map<String, XmlConfigBean> beanMaps = new HashMap<>();
//创建配置文件
String configFileName = file.getName();
document = saxBuilder.build(file);
Element rootEle = document.getRootElement();
List beans = rootEle.getChildren("bean");
if (CollectionUtil.isNotEmpty(beans)) {
int i = 0;
for (Iterator beanIterator = beans.iterator(); beanIterator.hasNext(); i++) {
Element bean = (Element) beanIterator.next();
XmlConfigBean configBean = new XmlConfigBean();
configBean.setId(attributeToConfigBeanProps(file, i, bean, "id"));
configBean.setClazz(attributeToConfigBeanProps(file, i, bean, "class"));
configBean.setAutowire(attributeToConfigBeanProps(file, i, bean, "autowire"));
configBean.setConfigFileName(configFileName);
List properties = bean.getChildren();
Set<XmlBeanProperty> beanProperties = new LinkedHashSet<>();
if (CollectionUtil.isNotEmpty(properties)) {
int j = 0;
for (Iterator propertyIterator = properties.iterator(); propertyIterator.hasNext(); j++) {
Element property = (Element) propertyIterator.next();
XmlBeanProperty beanProperty = new XmlBeanProperty();
beanProperty.setName(attributeToBeanProperty(file, i, j, property, "name"));
beanProperty.setRef(attributeToBeanProperty(file, i, j, property, "ref"));
beanProperty.setValue(attributeToBeanProperty(file, i, j, property, "value"));
beanProperties.add(beanProperty);
}
configBean.setProperties(beanProperties);
}
beanMaps.put(configBean.getId(), configBean);
}
}
allXmls.put(configFileName, beanMaps);
} catch (JDOMException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return new LoadConfig();
}
return config;
}
上面使用到了文件工厂设计模式，内部使用深度递归算法。如果初始目录下，仍旧有子目录，调用自身的方法，直到遇见文件，如代码所示：
/**
- Created By zby on 14:04 2019/2/14
- 获取文件的集合
*/
private void local(File dir) {
if (dir == null) {
logger.error("文件夹为空dir=" + dir);
throw new RuntimeException("文件夹为空dir=" + dir);
}
File[] fies = dir.listFiles();
if (ArrayUtil.isNotEmpty(fies)) {
for (File fy : fies) {
if (fy.isDirectory()) {
local(fy);
}
String fileName = fy.getName();
boolean isMatch = Pattern.compile(reg).matcher(fileName).matches();
boolean isContains = ArrayUtil.containsAny(fileName, FilterConstants.FILE_NAMES);
if (isMatch && !isContains) {
fileList.add(fy);
}
}
}
}
- 建造者设计模式
这里用来修饰类信息的。比如，将类名的首字母转化为小写；通过类路径转化为类字面常量，如代码所示：
/**
* Created By zby on 20:19 2019/2/16
* 通过类路径转为类字面常量
*
* @param classPath 类路径
*/
public static <T> Class<T> classPathToClazz(String classPath) {
if (StringUtils.isBlank(classPath)) {
throw new RuntimeException("类路径不存在");
}
try {
return (Class<T>) Class.forName(classPath);
} catch (ClassNotFoundException e) {
logger.error("路径" + classPath + "不存在,创建失败e=" + e);
e.printStackTrace();
}
return null;
}
类型转换器
如果不是用户自定义的类型，我们需要使用类型转化器，将配置文件的数据转化为我们Javabean属性的值。因为，从配置文件读取过来的值，都是字符串类型的，加入Javabean的id为long型，因而，我们需要这个类型转换。
/**
* Created By zby on 22:31 2019/2/25
* 将bean文件中的value值转化为属性值
*/
public final class Transfomer {
public final static Integer MAX_BYTE = 127;
public final static Integer MIN_BYTE = -128;
public final static Integer MAX_SHORT = 32767;
public final static Integer MIN_SHORT = -32768;
public final static String STR_TRUE = "true";
public final static String STR_FALSE = "false";
/**
* Created By zby on 22:32 2019/2/25
* 数据转化
*
* @param typeName 属性类型的名字
* @param value 值
*/
public static Object transformerPropertyValue(String typeName, Object value) throws IllegalAccessException {
if (StringUtils.isBlank(typeName)) {
throw new RuntimeException("属性的类型不能为空typeName+" + typeName);
}
if (typeName.equals(StandardBasicTypes.STRING)) {
return objToString(value);
} else if (typeName.equalsIgnoreCase(StandardBasicTypes.LONG)) {
return stringToLong(objToString(value));
} else if (typeName.equals(StandardBasicTypes.INTEGER) || typeName.equals(StandardBasicTypes.INT)) {
return stringToInt(objToString(value));
} else if (typeName.equalsIgnoreCase(StandardBasicTypes.BYTE)) {
return stringToByte(objToString(value));
} else if (typeName.equalsIgnoreCase(StandardBasicTypes.SHORT)) {
return stringToShort(objToString(value));
} else if (typeName.equalsIgnoreCase(StandardBasicTypes.BOOLEAN)) {
return stringToBoolean(objToString(value));
} else if (typeName.equalsIgnoreCase(StandardBasicTypes.DOUBLE)) {
return stringToDouble(objToString(value));
} else if (typeName.equalsIgnoreCase(StandardBasicTypes.FLOAT)) {
return stringToFloat(objToString(value));
} else if (typeName.equals(StandardBasicTypes.DATE)) {
return stringToDate(objToString(value));
} else if (typeName.equals(StandardBasicTypes.BIG_DECIMAL)) {
return stringToBigDecimal(objToString(value));
} else {
return value;
}
}
/**
* Created By zby on 22:32 2019/2/25
* 数据转化
*/
public static void transformerPropertyValue(Object currentObj, Field field, Object value) throws IllegalAccessException {
if (null == currentObj && field == null) {
throw new RuntimeException("当前对象或属性为空值");
}
String typeName = field.getType().getSimpleName();
field.setAccessible(true);
field.set(currentObj, transformerPropertyValue(typeName, value));
}
/**
* Created By zby on 23:29 2019/2/25
* obj to String
*/
public static String objToString(Object obj) {
return null == obj ? null : obj.toString();
}
/**
* Created By zby on 23:54 2019/2/25
* String to integer
*/
public static Integer stringToInt(String val) {
if (StringUtils.isBlank(val)) {
return 0;
}
if (val.charAt(0) == 0) {
throw new RuntimeException("字符串转为整形失败val=" + val);
}
return Integer.valueOf(val);
}
/**
* Created By zby on 23:31 2019/2/25
* String to Long
*/
public static Long stringToLong(String val) {
return Long.valueOf(stringToInt(val));
}
/**
* Created By zby on 23:52 2019/2/26
* String to byte
*/
public static Short stringToShort(String val) {
Integer result = stringToInt(val);
if (result >= MIN_SHORT && result <= MAX_SHORT) {
return Short.valueOf(result.toString());
}
throw new RuntimeException("数据转化失败result=" + result);
}
/**
* Created By zby on 0:03 2019/2/27
* String to short
*/
public static Byte stringToByte(String val) {
Integer result = stringToInt(val);
if (result >= MIN_BYTE && result <= MAX_BYTE) {
return Byte.valueOf(result.toString());
}
throw new RuntimeException("数据转化失败result=" + result);
}
/**
* Created By zby on 0:20 2019/2/27
* string to double
*/
public static Double stringToDouble(String val) {
if (StringUtils.isBlank(val)) {
throw new RuntimeException("数据为空，转换失败");
}
return Double.valueOf(val);
}
/**
* Created By zby on 0:23 2019/2/27
* string to float
*/
public static Float stringToFloat(String val) {
if (StringUtils.isBlank(val)) {
throw new RuntimeException("数据为空，转换失败");
}
return Float.valueOf(val);
}
/**
* Created By zby on 0:19 2019/2/27
* string to boolean
*/
public static boolean stringToBoolean(String val) {
if (StringUtils.isBlank(val)) {
throw new RuntimeException("数据为空，转换失败val=" + val);
}
if (val.equals(STR_TRUE)) {
return true;
}
if (val.equals(STR_FALSE)) {
return false;
}
byte result = stringToByte(val);
if (0 == result) {
return false;
}
if (1 == result) {
return true;
}
throw new RuntimeException("数据转换失败val=" + val);
}
/**
* Created By zby on 0:24 2019/2/27
* string to Date
*/
public static Date stringToDate(String val) {
if (StringUtils.isBlank(val)) {
throw new RuntimeException("数据为空，转换失败val=" + val);
}
SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat();
try {
return format.parse(val);
} catch (ParseException e) {
throw new RuntimeException("字符串转为时间失败val=" + val);
}
}
/**
* Created By zby on 0:31 2019/2/27
* string to big decimal
*/
public static BigDecimal stringToBigDecimal(String val) {
if (StringUtils.isBlank(val)) {
throw new RuntimeException("数据为空，转换失败val=" + val);
}
return new BigDecimal(stringToDouble(val));
}
}
常量类型
- 自动装配类型
/**
* Created By zby on 13:50 2019/2/23
* 装配类型
*/
public class AutowireType {
/**
* 缺省情况向，一般通过ref来自动（手动）装配对象
*/
public static final String NONE = null;
/**
* 根据属性名事项自动装配，
* 如果一个bean的名称和其他bean属性的名称是一样的，将会自装配它。
*/
public static final String BY_NAME = "byName";
/**
* 根据类型来装配
* 如果一个bean的数据类型是用其它bean属性的数据类型，兼容并自动装配它。
*/
public static final String BY_TYPE = "byType";
/**
* 根据构造器constructor创建对象
*/
public static final String CONSTRUCTOR = "constructor";
/**
* autodetect – 如果找到默认的构造函数，使用“自动装配用构造”; 否则，使用“按类型自动装配”。
*/
public static final String AUTODETECT = "autodetect";
}
- 属性类型常量池
/**
* Created By zby on 22:44 2019/2/25
* 类型常量池
*/
public class StandardBasicTypes {
public static final String STRING = "String";
public static final String LONG = "Long";
public static final String INTEGER = "Integer";
public static final String INT = "int";
public static final String BYTE = "Byte";
public static final String SHORT = "Short";
public static final String BOOLEAN = "Boolean";
public static final String DOUBLE = "double";
public static final String FLOAT = "float";
public static final String DATE = "Date";
public static final String TIMESTAMP = "Timestamp";
public static final String BIG_DECIMAL = "BigDecimal";
public static final String BIG_INTEGER = "BigInteger";
}
getBean加载上下文文件
首先需要一个构造器，形参时文件的名字；getBean方法，形参是某个bean的id名字，这样，根据当前bean的自动装配类型，来调用响应的方法。
/**
* Created By zby on 11:17 2019/2/14
* 类的上下文加载顺序
*/
public class ClassPathXmlApplicationContext {
private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ClassPathXmlApplicationContext.class.getName());
private String configXml;
public ClassPathXmlApplicationContext(String configXml) {
this.configXml = configXml;
}
/**
* Created By zby on 18:38 2019/2/24
* bean对应的id的名称
*/
public Object getBean(String name) {
String dirPath="../simulaspring/src/main/resources/";
Map<String, Map<String, XmlConfigBean>> allXmls = LoadConfig.loadXmlConFig(dirPath).getAllXmls();
boolean contaninsKey = MapUtil.findKey(allXmls, configXml);
if (!contaninsKey) {
throw new RuntimeException("配置文件不存在" + configXml);
}
Map<String, XmlConfigBean> beans = allXmls.get(configXml);
contaninsKey = MapUtil.findKey(beans, name);
if (!contaninsKey) {
throw new RuntimeException("id为" + name + "bean不存在");
}
XmlConfigBean configFile = beans.get(name);
if (null == configFile) {
throw new RuntimeException("id为" + name + "bean不存在");
}
String classPath = configFile.getClazz();
if (StringUtils.isBlank(classPath)) {
throw new RuntimeException("id为" + name + "类型不存在");
}
String autowire = configFile.getAutowire();
if (StringUtils.isBlank(autowire)) {
return getBeanWithoutArgs(beans, classPath, configFile);
} else {
switch (autowire) {
case AutowireType.BY_NAME:
return getBeanByName(beans, classPath, configFile);
case AutowireType.CONSTRUCTOR:
return getBeanByConstruct(classPath, configFile);
case AutowireType.AUTODETECT:
return getByAutodetect(beans, classPath, configFile);
case AutowireType.BY_TYPE:
return getByType(beans, classPath, configFile);
}
}
return null;
}
}
下面主要讲解默认自动装配、属性自动装配、构造器自动装配
默认自动装配
如果我们没有填写自动装配的类型，其就采用ref来自动（手动）装配对象。
/**
* Created By zby on 18:33 2019/2/24
* 在没有设置自动装配时，通过ref对象
*/
private Object getBeanWithoutArgs(Map<String, XmlConfigBean> beans, String classPath, XmlConfigBean configFile) {
//属性名称
String proName = null;
try {
Class currentClass = Class.forName(classPath);
//通过引用 ref 创建对象
Set<XmlBeanProperty> properties = configFile.getProperties();
//如果没有属性，就返回，便于下面的递归操作
if (CollectionUtil.isEmpty(properties)) {
return currentClass.newInstance();
}
Class<?> superClass = currentClass.getSuperclass();
//TODO 父类的集合
// List<Class> superClasses = null;
//在创建子类构造器之前，创建父类构造器，
// 父类构造器的参数子类构造器的参数
Object currentObj = null;
//当前构造器
Object consArgsObj = null;
String consArgsName = null;
boolean hasSuperClass = (null != superClass && !superClass.getSimpleName().equals("Object"));
if (hasSuperClass) {
Constructor[] constructors = currentClass.getDeclaredConstructors();
ArrayUtil.validateArray(superClass, constructors);
Parameter[] parameters = constructors[0].getParameters();
if (parameters == null || parameters.length == 0) {
consArgsObj = constructors[0].newInstance();
} else {
ArrayUtil.validateArray(superClass, parameters);
consArgsName = parameters[0].getType().getSimpleName();
//配置文件大类型,与参数构造器的类型是否相同
for (XmlBeanProperty property : properties) {
String ref = property.getRef();
if (StringUtils.isNotBlank(ref) && ref.equalsIgnoreCase(consArgsName)) {
classPath = beans.get(ref).getClazz();
Class<?> clazz = Class.forName(classPath);
consArgsObj = clazz.newInstance();
}
}
currentObj = constructors[0].newInstance(consArgsObj);
}
} else {
currentObj = currentClass.newInstance();
}
for (XmlBeanProperty property : properties) {
//这里适合用递归，无限调用自身
//通过name找到属性，配置文件中是否有该属性，通过ref找到其对应的bean文件
proName = property.getName();
Field field = currentClass.getDeclaredField(proName);
if (null != field) {
String ref = property.getRef();
Object value = property.getValue();
//如果没有赋初值，就通过类型创建
if (null == value && StringUtils.isNotBlank(ref)) {
boolean flag = StringUtils.isNotBlank(consArgsName) && null != consArgsObj && consArgsName.equalsIgnoreCase(ref);
//递归调用获取属性对象
value = flag ? consArgsObj : getBean(ref);
}
field.setAccessible(true);
Transfomer.transformerPropertyValue(currentObj, field, value);
}
}
return currentObj;
} catch (ClassNotFoundException e) {
logger.error("名为" + classPath + "类不存在");
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchFieldException e) {
logger.error(classPath + "类的属性" + proName + "不存在");
throw new RuntimeException(classPath + "类的属性" + proName + "不存在");
}
return null;
}
构造器创建对象
根据构造器constructor创建对象
/**
* Created By zby on 23:06 2019/3/2
*
* @param classPath 类路径
* @param configFile 配置文件
*/
private Object getBeanByConstruct(String classPath, XmlConfigBean configFile) {
try {
Class currentClass = Class.forName(classPath);
Set<XmlBeanProperty> properties = configFile.getProperties();
if (CollectionUtil.isEmpty(properties)) {
return currentClass.newInstance();
}
///构造器参数类型和构造器对象集合
Object[] objects = new Object[properties.size()];
Class<?>[] paramType = new Class[properties.size()];
Field[] fields = currentClass.getDeclaredFields();
int i = 0;
for (Iterator iterator = properties.iterator(); iterator.hasNext(); i++) {
XmlBeanProperty property = (XmlBeanProperty) iterator.next();
String proName = property.getName();
String ref = property.getRef();
Object value = property.getValue();
for (Field field : fields) {
Class<?> type = field.getType();
String typeName = type.getSimpleName();
String paramName = field.getName();
if (paramName.equals(proName) && ObjectUtil.isNotNull(value) && StringUtils.isBlank(ref)) {
objects[i] = Transfomer.transformerPropertyValue(typeName, value);
paramType[i] = type;
break;
} else if (paramName.equals(proName) && StringUtils.isNotBlank(ref) && ObjectUtil.isNull(value)) {
objects[i] = getBean(ref);
paramType[i] = type;
break;
}
}
}
return currentClass.getConstructor(paramType).newInstance(objects);
} catch (ClassNotFoundException e) {
logger.error("名为" + classPath + "类不存在");
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchMethodException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
属性自动装配
根据属性名事项自动装配，如果一个bean的名称和其他bean属性的名称是一样的，将会自装配它。
/**
* Created By zby on 21:16 2019/3/1
* 根据属性名事项自动装配，
* @param classPath 类路径
* @param configFile 配置文件
*/
private Object getBeanByName( String classPath, XmlConfigBean configFile) {
String proName = null;
try {
Class currentClass = Class.forName(classPath);
Class superclass = currentClass.getSuperclass();
Method[] methods = currentClass.getDeclaredMethods();
List<Method> methodList = MethodHelper.filterSetMethods(methods);
Object currentObj = currentClass.newInstance();
Set<XmlBeanProperty> properties = configFile.getProperties();
//配置文件中，但是有父类，
if (CollectionUtil.isEmpty(properties)) {
boolean isExit = null != superclass && !superclass.getSimpleName().equals("Object");
if (isExit) {
Field[] parentFields = superclass.getDeclaredFields();
if (ArrayUtil.isNotEmpty(parentFields)) {
if (CollectionUtil.isNotEmpty(methodList)) {
for (Field parentField : parentFields) {
for (Method method : methodList) {
if (MethodHelper.methodNameToProName(method.getName()).equals(parentField.getName())) {
//如果有泛型的话
Type genericType = currentClass.getGenericSuperclass();
if (null != genericType) {
String genericName = genericType.getTypeName();
genericName = StringUtils.substring(genericName, genericName.indexOf("<") + 1, genericName.indexOf(">"));
Class genericClass = Class.forName(genericName);
method.setAccessible(true);
method.invoke(currentObj, genericClass);
}
break;
}
}
break;
}
}
}
}
return currentObj;
}
//传递给父级对象 service -- 》value
List<Method> tmpList = new ArrayList<>();
Map<String, Object> map = new HashMap<>();
Object value = null;
for (XmlBeanProperty property : properties) {
proName = property.getName();
if (ArrayUtil.isNotEmpty(methods)) {
String ref = property.getRef();
value = property.getValue();
for (Method method : methodList) {
String methodName = MethodHelper.methodNameToProName(method.getName());
Field field = currentClass.getDeclaredField(methodName);
if (methodName.equals(proName) && null != field) {
if (null == value && StringUtils.isNotBlank(ref)) {
value = getBean(ref);
} else if (value != null && StringUtils.isBlank(ref)) {
value = Transfomer.transformerPropertyValue(field.getType().getSimpleName(), value);
}
method.setAccessible(true);
method.invoke(currentObj, value);
map.put(proName, value);
tmpList.add(method);
break;
}
}
}
}
tmpList = MethodHelper.removeMethod(methodList, tmpList);
for (Method method : tmpList) {
Class<?>[] type = method.getParameterTypes();
if (ArrayUtil.isEmpty(type)) {
throw new RuntimeException("传递给父级对象的参数为空type=" + type);
}
for (Class<?> aClass : type) {
String superName = ClassHelper.classNameToProName(aClass.getSimpleName());
value = map.get(superName);
method.setAccessible(true);
method.invoke(currentObj, value);
}
}
return currentObj;
} catch (ClassNotFoundException e) {
logger.error("名为" + classPath + "类不存在");
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchFieldException e) {
logger.error("类" + classPath + "属性" + proName + "不存在");
e.printStackTrace();
}
return null;
}
总结
这里没有使用注解，我们可以使用注解的方式实现自动装配，但这不spring的核心，应该时spring的美化，核心值如何实现自动装配。
正文到此结束
- 本文标签： db 配置 App mybatis 博客 自动生成 BigInteger 源码 map CTO list http ORM Logback classpath cat 设计模式 value src bean equals find 时间 key build constant ArrayList root tar 代码 XML 总结 Service HashMap ssh https NSA DOM final Property id 2019 java struct 数据 Document 开发 下载 Collection 递归 spring UI parse 参数 ACE IO HashSet 目录
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