SpringBoot如何实现使用反射模拟IOC和getBean

王林

发布时间：2023-05-30 09:25:12

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spring基础思想ioc

其次就是java的反射，反射机制是spring的重要实现核心，今天我看spring的三级缓存解决循坏引用的问题时，发现一个bean的生命周期与java对象的产生流程具备高度相似性，接着我就去重温了一下bean的创建流程，发现一个bean实例从无到有经历的过程非常有意思，spring用极其优雅的代码实现了用反射和各种map数据结构实现了bean的流水线式生产，非常优雅，于是我就尝试用反射写一个逆向生成实例对象的小玩意。

那么前置需要了解一个对象生成的过程：

我将对象的创建过程总结为：

检查常量池是否存在该对象的符号引用并确定是否经过类加载过程，都没有则进行类加载过程。

为新生对象分配内存（两种方式：指针碰撞和空闲列表）并将除对象头外的其他内存空间赋值W为0。

设置对象头。

对象的初始化，这个就是执行你的构造方法的过程，给你需要的字段赋值你想要定义的值。

补充一下其中的细节：为新生对象分配内存过程中，首先一个对象在类加载完成后它所需要的内存大小是完全确定的，分配内存的过程实际上就是在java堆里划分一块等大的内存给它，但是该怎么划分呢？如果java堆的内存布局是严格的顺序分配，即一边是使用过的，一边是空闲的，那么就会采取指针碰撞的方式分配内存，所谓的指针在空闲区与使用区的分界线处，收到内存需求时，指针向后移动直到移动所覆盖的长度等于java对象所需要的内存大小时停止并进行分配。但如果java堆的内存布局是碎片化的不连续的呢？我们就只能维护一个列表，这个列表记录了所有java堆空闲区的大小与位置信息，分配时只需要查找最适合新生对象的区域分配即可。

垃圾收集器的能力和是否能够进行空间压缩整理决定了Java堆是否规整。当我们采用的收集器是Serial与Parnew时是用指针碰撞的方式分配的，当采用的是CMS垃圾收集器的时候，则是需要使用麻烦的空闲区表分配。

这里我们着重的去关注属性与方法的填充即可：一个对象的灵魂就是它的属性与方法：

整个工具用到的核心属性：

    private static volatile Constructor constructor;
    private static volatile Object newInstance;
    private static volatile Map methodMap;

我们先看看这几个方法的作用：

  public static Constructor getConstructor(Object dataType) {
        Class typeClass = dataType.getClass();
        try {
            Constructor constructor = typeClass.getConstructor();
            constructor.setAccessible(true);
            return constructor;
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

获取类型的构造器，注意这可是无参构造，如果你没有无参构造那么很有可能报错，因为我们也不知道它有多少属性对吧?（时刻记住咱们是逆向！！！不知道这个类型里有什么！！！一切都是反射带来的信息）

public static void fillValueToNewInstance(Object dataType, Map initialMap) throws Exception {
        constructor = getConstructor(dataType);
        Class typeClass = dataType.getClass();
        Field[] declaredFields = typeClass.getDeclaredFields();
        Iterator fieldIterator = Arrays.stream(declaredFields).iterator();
        newInstance = constructor.newInstance();
        while (fieldIterator.hasNext()) {
            Field field = fieldIterator.next();
            field.setAccessible(true);
            if (initialMap != null)
                field.set(newInstance, initialMap.get(field.getName()));
        }
    }

获取属性并填充属性值，这里也顺带着将属性给进去了。

 public static Method[] getMethodArray(Object dataType) {
        return dataType.getClass().getDeclaredMethods();
    }

获取一切方法组成方法数组。

  public static void fillMethodMap(Object dataType) {
        methodMap = new HashMap<>();
        Method[] methodArray = getMethodArray(dataType);
        Iterator iterator = Arrays.stream(methodArray).iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Method method = iterator.next();
            method.setAccessible(true);
            methodMap.put(method.getName(), method);
        }
    }

将方法存到方法集合中去存储。

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 public static Object useMethod(String methodName, @Nullable Object... parameters) throws Exception {
        return methodMap.get(methodName).invoke(newInstance, parameters);
    }

使用方法要通过名称。

    @SneakyThrows
    public static Object getBean(Object dataType, Map parameterMap) {
        fillValueToNewInstance(dataType, parameterMap);
        fillMethodMap(dataType);
        return newInstance;
    }

getBean方法。

  public static void main(String[] args) throws Exception {
        Map map = new HashMap<>();
        map.put("name","xu");
        map.put("age",Integer.valueOf(18));
        map.put("sex",'女');
        Person bean = (Person) getBean(new Person(), map);
        System.out.println(bean.toString());
        System.out.println(useMethod("toString"));
    }

测试方法。类型信息如下：

class Person {
    private String name;
    private Integer age;
    private Character sex;
    //无参构造绝对不能少
    public Person() {
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", sex=" + sex +
                '}';
    }
}

测试结果如下：

SpringBoot如何实现使用反射模拟IOC和getBean