SpringBoot實現(xiàn)使用反射模擬IOC和getBean

更新時間：2023年04月03日 10:24:31 作者：ForestSpringH

這篇文章主要介紹了SpringBoot實現(xiàn)使用反射模擬IOC和getBean，IOC就是spring的核心思想之一——控制反轉(zhuǎn)。這里不再贅述，看此文章即可了解

IOC就是spring的核心思想之一：控制反轉(zhuǎn)。這里不再贅述，看我的文章即可了解：

spring基礎思想IOC

其次就是java的反射，反射機制是spring的重要實現(xiàn)核心，今天我看spring的三級緩存解決循壞引用的問題時，發(fā)現(xiàn)一個bean的生命周期與java對象的產(chǎn)生流程具備高度相似性，接著我就去重溫了一下bean的創(chuàng)建流程，發(fā)現(xiàn)一個bean實例從無到有經(jīng)歷的過程非常有意思，spring用極其優(yōu)雅的代碼實現(xiàn)了用反射和各種map數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了bean的流水線式生產(chǎn)，非常優(yōu)雅，于是我就嘗試用反射寫一個逆向生成實例對象的小玩意。

那么前置需要了解一個對象生成的過程：

我將對象的創(chuàng)建過程總結(jié)為：

檢查常量池是否存在該對象的符號引用并確定是否經(jīng)過類加載過程，都沒有則進行類加載過程。

為新生對象分配內(nèi)存（兩種方式：指針碰撞和空閑列表<指針碰撞涉及到當指針調(diào)動頻繁時為了避免出現(xiàn)臟讀，采取本地線程分配緩沖TLAB的優(yōu)先分配情況>）并將除對象頭外的其他內(nèi)存空間賦值W為0。

設置對象頭。

對象的初始化，這個就是執(zhí)行你的構(gòu)造方法的過程，給你需要的字段賦值你想要定義的值。

補充一下其中的細節(jié)：為新生對象分配內(nèi)存過程中，首先一個對象在類加載完成后它所需要的內(nèi)存大小是完全確定的，分配內(nèi)存的過程實際上就是在java堆里劃分一塊等大的內(nèi)存給它，但是該怎么劃分呢？如果java堆的內(nèi)存布局是嚴格的順序分配，即一邊是使用過的，一邊是空閑的，那么就會采取指針碰撞的方式分配內(nèi)存，所謂的指針在空閑區(qū)與使用區(qū)的分界線處，收到內(nèi)存需求時，指針向后移動直到移動所覆蓋的長度等于java對象所需要的內(nèi)存大小時停止并進行分配。但如果java堆的內(nèi)存布局是碎片化的不連續(xù)的呢？我們就只能維護一個列表，這個列表記錄了所有java堆空閑區(qū)的大小與位置信息，分配時只需要查找最適合新生對象的區(qū)域分配即可。

注意：java堆是否規(guī)整是由垃圾收集器的能力決定的，是否帶有空間壓縮整理的能力。當我們采用的收集器是Serial與Parnew時是用指針碰撞的方式分配的，當采用的是CMS垃圾收集器的時候，則是需要使用麻煩的空閑區(qū)表分配。

這里我們著重的去關(guān)注屬性與方法的填充即可：一個對象的靈魂就是它的屬性與方法：

整個工具用到的核心屬性：

    private static volatile Constructor<?> constructor;
    private static volatile Object newInstance;
    private static volatile Map<String, Method> methodMap;

我們先看看這幾個方法的作用：

  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;
        }
    }

獲取類型的構(gòu)造器，注意這可是無參構(gòu)造，如果你沒有無參構(gòu)造那么很有可能報錯，因為我們也不知道它有多少屬性對吧?（時刻記住咱們是逆向?。?！不知道這個類型里有什么！??！一切都是反射帶來的信息）

public static void fillValueToNewInstance(Object dataType, Map<String, Object> initialMap) throws Exception {
        constructor = getConstructor(dataType);
        Class<?> typeClass = dataType.getClass();
        Field[] declaredFields = typeClass.getDeclaredFields();
        Iterator<Field> 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()));
        }
    }

獲取屬性并填充屬性值，這里也順帶著將屬性給進去了。

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

獲取一切方法組成方法數(shù)組。

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

將方法存到方法集合中去存儲。

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

使用方法要通過名稱。

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

getBean方法。

  public static void main(String[] args) throws Exception {
        Map<String,Object> 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"));
    }

測試方法。類型信息如下：

class Person {
    private String name;
    private Integer age;
    private Character sex;
    //無參構(gòu)造絕對不能少
    public Person() {
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", sex=" + sex +
                '}';
    }
}

測試結(jié)果如下：