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自己动手实现的 Spring IOC 和 AOP - 上篇

發布時間：2025/3/21 javascript 21 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了自己动手实现的 Spring IOC 和 AOP - 上篇小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

1. 背景

我在大四實習的時候開始接觸 J2EE 方面的開發工作，也是在同時期接觸并學習 Spring 框架，到現在也有快有兩年的時間了。不過之前沒有仿寫過 Spring IOC 和 AOP，只是宏觀上對 Spring IOC 和 AOP 原理有一定的認識。所以為了更進一步理解 Spring IOC 和 AOP 原理。在工作之余，參考了一些資料和代碼，動手實現了一個簡單的 IOC 和 AOP，并實現了如下功能：

根據 xml 配置文件加載相關 bean

對 BeanPostProcessor 類型的 bean 提供支持

對 BeanFactoryAware 類型的 bean 提供支持

實現了基于 JDK 動態代理的 AOP

整合了 IOC 和 AOP，使得二者可很好的協同工作

在實現自己的 IOC 和 AOP 前，我的想法比較簡單，就是實現一個非常簡單的 IOC 和 AOP，哪怕是幾十行代碼實現的都行。后來實現后，感覺還很有意思的。不過那個實現太過于簡單，和 Spring IOC，AOP 相去甚遠。后來想了一下，不能僅滿足那個簡單的實現，于是就有了這個仿寫項目。相對來說仿寫的代碼要復雜了一些，功能也多了一點，看起來也有點樣子的。盡管仿寫出的項目仍然是玩具級，不過寫仿寫的過程中，還是學到了一些東西。總體上來說，收獲還是很大的。在接下來文章中，我也將從易到難，實現不同版本的 IOC 和 AOP。好了，不多說了，開始干活。

?2. 簡單的 IOC 和 AOP 實現

?2.1 簡單的 IOC

先從簡單的 IOC 容器實現開始，最簡單的 IOC 容器只需4步即可實現，如下：

加載 xml 配置文件，遍歷其中的標簽

獲取標簽中的 id 和 class 屬性，加載 class 屬性對應的類，并創建 bean

遍歷標簽中的標簽，獲取屬性值，并將屬性值填充到 bean 中

將 bean 注冊到 bean 容器中

如上所示，僅需4步即可，是不是覺得很簡單。好了，Talk is cheap, Show me the code. 接下來要上代碼了。不過客官別急，上代碼前，容我對代碼結構做一下簡單介紹：

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SimpleIOC // IOC 的實現類，實現了上面所說的4個步驟 SimpleIOCTest // IOC 的測試類 Car // IOC 測試使用的 bean Wheel // 同上 ioc.xml // bean 配置文件

容器實現類 SimpleIOC 的代碼：

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public class SimpleIOC {private Map<String, Object> beanMap = new HashMap<>();public SimpleIOC(String location) throws Exception {loadBeans(location);}public Object getBean(String name) {Object bean = beanMap.get(name);if (bean == null) {throw new IllegalArgumentException("there is no bean with name " + name);}return bean;}private void loadBeans(String location) throws Exception {// 加載 xml 配置文件InputStream inputStream = new FileInputStream(location);DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();DocumentBuilder docBuilder = factory.newDocumentBuilder();Document doc = docBuilder.parse(inputStream);Element root = doc.getDocumentElement();NodeList nodes = root.getChildNodes();// 遍歷 <bean> 標簽for (int i = 0; i < nodes.getLength(); i++) {Node node = nodes.item(i);if (node instanceof Element) {Element ele = (Element) node;String id = ele.getAttribute("id");String className = ele.getAttribute("class");// 加載 beanClassClass beanClass = null;try {beanClass = Class.forName(className);} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();return;}// 創建 beanObject bean = beanClass.newInstance();// 遍歷 <property> 標簽NodeList propertyNodes = ele.getElementsByTagName("property");for (int j = 0; j < propertyNodes.getLength(); j++) {Node propertyNode = propertyNodes.item(j);if (propertyNode instanceof Element) {Element propertyElement = (Element) propertyNode;String name = propertyElement.getAttribute("name");String value = propertyElement.getAttribute("value");// 利用反射將 bean 相關字段訪問權限設為可訪問Field declaredField = bean.getClass().getDeclaredField(name);declaredField.setAccessible(true);if (value != null && value.length() > 0) {// 將屬性值填充到相關字段中declaredField.set(bean, value);} else {String ref = propertyElement.getAttribute("ref");if (ref == null || ref.length() == 0) {throw new IllegalArgumentException("ref config error");}// 將引用填充到相關字段中declaredField.set(bean, getBean(ref));}// 將 bean 注冊到 bean 容器中registerBean(id, bean);}}}}}private void registerBean(String id, Object bean) {beanMap.put(id, bean);} }

容器測試使用的 bean 代碼：

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public class Car {private String name;private String length;private String width;private String height;private Wheel wheel;// 省略其他不重要代碼 }public class Wheel {private String brand;private String specification ;// 省略其他不重要代碼 }

bean 配置文件 ioc.xml 內容:

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IOC 測試類 SimpleIOCTest：

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public class SimpleIOCTest {@Testpublic void getBean() throws Exception {String location = SimpleIOC.class.getClassLoader().getResource("spring-test.xml").getFile();SimpleIOC bf = new SimpleIOC(location);Wheel wheel = (Wheel) bf.getBean("wheel");System.out.println(wheel);Car car = (Car) bf.getBean("car");System.out.println(car);} }

測試結果：

以上是簡單 IOC 實現的全部內容，難度不大，代碼也不難看懂，這里不再多說了。下面說說簡單 AOP 的實現。

?2.2 簡單的 AOP 實現

AOP 的實現是基于代理模式的，這一點相信大家應該都知道。代理模式是AOP實現的基礎，代理模式不難理解，這里就不花篇幅介紹了。在介紹 AOP 的實現步驟之前，先引入 Spring AOP 中的一些概念，接下來我們會用到這些概念。

通知（Advice）

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通知定義了要織入目標對象的邏輯，以及執行時機。 Spring 中對應了 5 種不同類型的通知： · 前置通知（Before）：在目標方法執行前，執行通知 · 后置通知（After）：在目標方法執行后，執行通知，此時不關系目標方法返回的結果是什么 · 返回通知（After-returning）：在目標方法執行后，執行通知 · 異常通知（After-throwing）：在目標方法拋出異常后執行通知 · 環繞通知（Around）: 目標方法被通知包裹，通知在目標方法執行前和執行后都被會調用

切點（Pointcut）

1 2	如果說通知定義了在何時執行通知，那么切點就定義了在何處執行通知。所以切點的作用就是通過匹配規則查找合適的連接點（Joinpoint），AOP 會在這些連接點上織入通知。

切面（Aspect）

1	切面包含了通知和切點，通知和切點共同定義了切面是什么，在何時，何處執行切面邏輯。

說完概念，接下來我們來說說簡單 AOP 實現的步驟。這里 AOP 是基于 JDK 動態代理實現的，只需3步即可完成：

定義一個包含切面邏輯的對象，這里假設叫 logMethodInvocation

定義一個 Advice 對象（實現了 InvocationHandler 接口），并將上面的 logMethodInvocation 和目標對象傳入

將上面的 Adivce 對象和目標對象傳給 JDK 動態代理方法，為目標對象生成代理

上面步驟比較簡單，不過在實現過程中，還是有一些難度的，這里要引入一些輔助接口才能實現。接下來就來介紹一下簡單 AOP 的代碼結構：

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MethodInvocation 接口 // 實現類包含了切面邏輯，如上面的 logMethodInvocation Advice 接口 // 繼承了 InvocationHandler 接口 BeforeAdvice 類 // 實現了 Advice 接口，是一個前置通知 SimpleAOP 類 // 生成代理類 SimpleAOPTest // SimpleAOP 從測試類 HelloService 接口 // 目標對象接口 HelloServiceImpl // 目標對象

MethodInvocation 接口代碼：

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public interface MethodInvocation {void invoke(); }

Advice 接口代碼：

1	public interface Advice extends InvocationHandler {}

BeforeAdvice 實現代碼：

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public class BeforeAdvice implements Advice {private Object bean;private MethodInvocation methodInvocation;public BeforeAdvice(Object bean, MethodInvocation methodInvocation) {this.bean = bean;this.methodInvocation = methodInvocation;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {// 在目標方法執行前調用通知methodInvocation.invoke();return method.invoke(bean, args);} }

SimpleAOP 實現代碼：

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public class SimpleAOP {public static Object getProxy(Object bean, Advice advice) {return Proxy.newProxyInstance(SimpleAOP.class.getClassLoader(), bean.getClass().getInterfaces(), advice);} }

HelloService 接口，及其實現類代碼：

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public interface HelloService {void sayHelloWorld(); }public class HelloServiceImpl implements HelloService {@Overridepublic void sayHelloWorld() {System.out.println("hello world!");} }

SimpleAOPTest 代碼:

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public class SimpleAOPTest {@Testpublic void getProxy() throws Exception {// 1. 創建一個 MethodInvocation 實現類MethodInvocation logTask = () -> System.out.println("log task start");HelloServiceImpl helloServiceImpl = new HelloServiceImpl();// 2. 創建一個 AdviceAdvice beforeAdvice = new BeforeAdvice(helloServiceImpl, logTask);// 3. 為目標對象生成代理HelloService helloServiceImplProxy = (HelloService) SimpleAOP.getProxy(helloServiceImpl,beforeAdvice);helloServiceImplProxy.sayHelloWorld();} }

輸出結果：

以上實現了簡單的 IOC 和 AOP，不過實現的 IOC 和 AOP 還很簡單，且只能獨立運行。在下一篇文章中，我將實現一個較為復雜的 IOC 和 AOP，大家如果有興趣可以去看看。好了，本篇文章到此結束。

?附錄：Spring 源碼分析文章列表

?Ⅰ. IOC

更新時間標題

2018-05-30	Spring IOC 容器源碼分析系列文章導讀
2018-06-01	Spring IOC 容器源碼分析 - 獲取單例 bean
2018-06-04	Spring IOC 容器源碼分析 - 創建單例 bean 的過程
2018-06-06	Spring IOC 容器源碼分析 - 創建原始 bean 對象
2018-06-08	Spring IOC 容器源碼分析 - 循環依賴的解決辦法
2018-06-11	Spring IOC 容器源碼分析 - 填充屬性到 bean 原始對象
2018-06-11	Spring IOC 容器源碼分析 - 余下的初始化工作

?Ⅱ. AOP

更新時間標題

2018-06-17	Spring AOP 源碼分析系列文章導讀
2018-06-20	Spring AOP 源碼分析 - 篩選合適的通知器
2018-06-20	Spring AOP 源碼分析 - 創建代理對象
2018-06-22	Spring AOP 源碼分析 - 攔截器鏈的執行過程

?Ⅲ. MVC

更新時間標題

2018-06-29	Spring MVC 原理探秘 - 一個請求的旅行過程
2018-06-30	Spring MVC 原理探秘 - 容器的創建過程

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的自己动手实现的 Spring IOC 和 AOP - 上篇的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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