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本文将对Spring IoC容器的仿写进行剖析，梳理仿写过程中需要解决的问题，并附全部仿写代码进行说明教学，本文的仿写中不引用任何外部类，纯手动实现简要IoC控制反转执行流程。

想要顺利并且理解的仿写一个IoC框架，在动手前应该先理清要解决的问题，或者说IoC框架的执行流程。

笔者将IoC执行流程大致归纳为了以下几个步骤：

1. 对指定包路径进行扫描，找出所有添加了IoC注解的目标类。
2. 获取目标类的信息，Class对象以及类名beanName，并将其封装以便后续使用。
3. 根据封装好的信息类动态创建bean对象。
4. bean的自动装载。

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以上四步是IoC容器仿写的大概流程，也基本是Spring IoC运作的大致流程，下文将对具体的工作进行介绍和分析。

本部分代码解释说明性质的文字都包含在注释中，重点关注代码注释部分。

准备测试类

首先准备测试类，非必须，本部分可以跳过，读者仿写时可自行设计，笔者仿写完整测试类代码如下（为便于理解，给出的是未添加任何注解版本）：

User类：

Role类：

Relationship类：

准备IoC容器入口类

准备一个AnnotationApplicationContext，在本类中完成上文中阐述的四个步骤，实际分步骤测试时，直接准备一个主类在其main方法下创建AnnotationApplicationContext对象测试即可。

AnnotationApplicationContext类结构如下（省略了方法内的内容，下文中会给出）：

首先要进行扫描包，此步骤只负责将目标路径下的所有类，即所有.class文件保存，以便后续使用，判断类是否有IoC注解的步骤整合到下一步。

笔者仿写时单独准备了一个工具类专门用于包扫描，工具类PackageScanner代码如下：

扫包工具类总结

在工具类PackageScanner中

• getClasses(String)方法起预处理作用。负责将类名转换为包名，并在判断传入包名是本地文件后调用findLocalClasses(String)。
• findLocalClasses(String)方法实际扫描包并保存.class文件。本方法递归调用，遇到文件夹则继续调用查找，将所有.class文件保存到一个Set集合中。

关于File部分的说明

非核心部分，只是为了更好理解代码，可忽略。

文中使用了File类中包含的方法listFiles，该方法需要传入一个文件拦截器FileFilter，并且返回一个File[]数组，本文中没有接受该数组，因为在判断过程中就已经可以将.class文件加入Set集合了。

FileFilter是一个接口，接口中只有一个accept方法需要实现，该方法返回值类型为boolean，重写accept方法时需要写出判断逻辑，因为File.listFiles方法就是依靠accept方法的返回值来判断文件是否要添加到File[]数组中。本文直接在accept中判断文件类型，如果为文件夹则递归调用findLocalClasses(String)方法向下查找，如果是.class文件则添加到Set集合。

File中的listFiles方法源码如下：

本部分操作均在AnnotationApplicationContext的getBeanDefinitions(String)方法下完成。

@Component注解

此处模仿Spring IoC，在目标路径下，打上了@Component注解注解的类表示该类交由IoC容器管理，在SpringBoot中经常使用的@Service、@Repository等注解与本文实现的原理大致相同，只是针对不同功能的类有不同的处理，本文只实现@Component。

笔者仿写@Component注解中value值设置了默认值，为的就是在使用@Component注解时，可以使用@Component(“xxxx”)指定beanName，也可以直接使用@Component使用默认值，直接使用时会将类名首字母小写作为默认beanName，处理详见下文。

@Component注解代码如下：

使用示例如下：

BeanDefinition类

BeanDefinition类用于保存每个受管对象的Class对象和类名beanName。

代码如下：

将目标类封装为BeanDefinition

getBeanDefinitions(String)方法中会先调用扫包工具类获取目标路径下的所有.class文件的Class对象，并使用反射技术获取每个Class类对象的注解，如果发现包含@Component注解，说明该对象应交给IoC容器管理，将Class和beanName封装成BeanDefinition添加到Set集合，最终方法返回Set集合。

getBeanDefinitions(String)方法代码如下：

我们现在获取了目标路径下的所有受管对象的必要信息，现在可以开始根据这些信息创建bean对象了，本部分操作全部在AnnotationApplicationContext的createObject(Set<BeanDefinition>)方法下完成。

@Value注解

在创建bean对象时，开发人员期待可以对对象进行初始化操作，仍然通过注解+反射实现这种操作， 详细见下文。

@Value注解代码如下：

@Value注解代码中可以窥见一个问题，就是我们的value值是被写死为String的，因此处理时需要判断目标字段的类型并进行正确的类型转换。

使用示例如下：

创建bean对象

实现过程中，由于只探讨/仿写IoC核心部分，笔者对两个细枝末节的地方进行了简化。

• 默认bean对象均使用单例模式。
• 对于@Value注解，只处理了Long的类型转换，并且没有添加任何关于传入值的判断，期望使用人员每次传入的值都是合理正确的。Long类型除外的类型转换与本文的Long类型处理完全一致。

createObject(Set<BeanDefinition>)方法代码如下：

到了这一步，我们成功创建了目标类的对象，并且为部分字段做了初始化处理，bean对象已经接近可以使用了，此部分需要解决最后一个问题，即将bean注入到其他bean中，bean的自动装载。翻译成人话就是，我们的bean对象中可能会引用其他的bean对象，我们需要对这部分对象进行初始化处理（注入）。

Spring中提供了两种方法进行bean注入

• byName：顾名思义就是直接通过指定beanName注入。
• byType：顾名思义就是查找匹配的类型进行bean注入。

本部分操作全部在AnnotationApplicationContext的autowireObject(Set<BeanDefinition>)方法下完成。

@Qualifier注解

先从较为简单的byName入手，下文方法代码内读者也可以先挑读Qualifier部分。

@Qualifier注解代码如下：

使用示例如下：

@Autowired注解

@Autowired注解模仿Spring IoC添加一个判断是否必要注入的字段required，默认false不需要。

@Autowired注解代码如下：

使用示例如下：

自动装载

autowireObject(Set<BeanDefinition>)方法代码如下：

至此我们的IoC框架的简单仿写已经彻底完成，从零手动实现了控制反转，下面演示代码的测试。

最总测试时entity类下三个用于测试的模拟类代码如下：

User类：

Role类：

Relationship类：

Main类代码准备如下：

打印结果如下：

由打印结果可见我们从零仿写的IoC成功完成了对象的管理、注入等工作，除展示的测试部分除外，剩余各部分代码笔者均已测试无误。