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目錄

• 一、前言

• 二、目標

• 三、設(shè)計

• 四、實現(xiàn)

• 1. 工程結(jié)構(gòu)

• 2. Bean 定義

• 3. Bean 工廠

• 五、測試

• 1. 事先準備

• 2. 測試用例

• 3. 測試結(jié)果

• 六、總結(jié)

• 七、系列推薦

一、前言

上學時，老師總說：不會你就問，但多數(shù)時候都不知道要問什么！

你總會在文章前言里，發(fā)現(xiàn)一些關(guān)于成長、學習、感悟以及對當篇內(nèi)容的一個介紹，其實之所以寫這樣的鋪墊性內(nèi)容，主要是為了讓大家對接下來的內(nèi)容學習有一個較輕松的開場和過度。

就像我們上學時如果某一科的內(nèi)容不會時，老師經(jīng)常會說，你有不會的就要問。但對于學生本身來講，可能已經(jīng)不會的太多了，或者壓根不知道自己不會什么，只有等看到老師出完的試卷才發(fā)現(xiàn)自己什么都不會。但要是讓問，又不知道從哪問，問出蘿卜帶出泥，到處都是知識漏洞。

所以我希望用一些前置內(nèi)容的鋪墊，讓大家可以在一個稍有共識的場景下進行學習，或多或少能為你鋪墊出一個稍許平緩的接受期。有可能某些時候也會打打雞血、刺激刺激學習、總歸把知識學到手就是好的！

二、目標

Spring Bean 容器是什么？

Spring 包含并管理應用對象的配置和生命周期，在這個意義上它是一種用于承載對象的容器，你可以配置你的每個 Bean 對象是如何被創(chuàng)建的，這些 Bean 可以創(chuàng)建一個單獨的實例或者每次需要時都生成一個新的實例，以及它們是如何相互關(guān)聯(lián)構(gòu)建和使用的。

如果一個 Bean 對象交給 Spring 容器管理，那么這個 Bean 對象就應該以類似零件的方式被拆解后存放到 Bean 的定義中，這樣相當于一種把對象解耦的操作，可以由 Spring 更加容易的管理，就像處理循環(huán)依賴等操作。

當一個 Bean 對象被定義存放以后，再由 Spring 統(tǒng)一進行裝配，這個過程包括 Bean 的初始化、屬性填充等，最終我們就可以完整的使用一個 Bean 實例化后的對象了。

而我們本章節(jié)的案例目標就是定義一個簡單的 Spring 容器，用于定義、存放和獲取 Bean 對象。

三、設(shè)計

凡是可以存放數(shù)據(jù)的具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，都可以稱之為容器。例如：ArrayList、LinkedList、HashSet等，但在 Spring Bean 容器的場景下，我們需要一種可以用于存放和名稱索引式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以選擇 HashMap 是最合適不過的。

這里簡單介紹一下 HashMap，HashMap 是一種基于擾動函數(shù)、負載因子、紅黑樹轉(zhuǎn)換等技術(shù)內(nèi)容，形成的拉鏈尋址的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它能讓數(shù)據(jù)更加散列的分布在哈希桶以及碰撞時形成的鏈表和紅黑樹上。它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)會盡可能最大限度的讓整個數(shù)據(jù)讀取的復雜度在 O(1) ~ O(Logn) ~O(n)之間，當然在極端情況下也會有 O(n) 鏈表查找數(shù)據(jù)較多的情況。不過我們經(jīng)過10萬數(shù)據(jù)的擾動函數(shù)再尋址驗證測試，數(shù)據(jù)會均勻的散列在各個哈希桶索引上，所以 HashMap 非常適合用在 Spring Bean 的容器實現(xiàn)上。

另外一個簡單的 Spring Bean 容器實現(xiàn)，還需 Bean 的定義、注冊、獲取三個基本步驟，簡化設(shè)計如下；

• 定義：BeanDefinition，可能這是你在查閱 Spring 源碼時經(jīng)常看到的一個類，例如它會包括 singleton、prototype、BeanClassName 等。但目前我們初步實現(xiàn)會更加簡單的處理，只定義一個 Object 類型用于存放對象。
• 注冊：這個過程就相當于我們把數(shù)據(jù)存放到 HashMap 中，只不過現(xiàn)在 HashMap 存放的是定義了的 Bean 的對象信息。
• 獲?。鹤詈缶褪谦@取對象，Bean 的名字就是key，Spring 容器初始化好 Bean 以后，就可以直接獲取了。

接下來我們就按照這個設(shè)計，做一個簡單的 Spring Bean 容器代碼實現(xiàn)。編碼的過程往往并不會有多復雜，但知曉設(shè)計過程卻更加重要！

四、實現(xiàn)

1. 工程結(jié)構(gòu)

small-spring-step-01
└── src
    ├── main
    │   └── java
    │       └── cn.bugstack.springframework
    │           ├── BeanDefinition.java
    │           └── BeanFactory.java
    └── test
        └── java
            └── cn.bugstack.springframework.test  
                ├── bean
                │   └── UserService.java                
                └── ApiTest.java

工程源碼：https://github.com/small-spring/small-spring-step-01

Spring Bean 容器類關(guān)系，如圖 2-2

Spring Bean 容器的整個實現(xiàn)內(nèi)容非常簡單，也僅僅是包括了一個簡單的 BeanFactory 和 BeanDefinition，這里的類名稱是與 Spring 源碼中一致，只不過現(xiàn)在的類實現(xiàn)會相對來說更簡化一些，在后續(xù)的實現(xiàn)過程中再不斷的添加內(nèi)容。

1. BeanDefinition，用于定義 Bean 實例化信息，現(xiàn)在的實現(xiàn)是以一個 Object 存放對象
2. BeanFactory，代表了 Bean 對象的工廠，可以存放 Bean 定義到 Map 中以及獲取。

2. Bean 定義

cn.bugstack.springframework.BeanDefinition

public class BeanDefinition {

    private Object bean;

    public BeanDefinition(Object bean) {
        this.bean = bean;
    }

    public Object getBean() {
        return bean;
    }

}

• 目前的 Bean 定義中，只有一個 Object 用于存放 Bean 對象。如果感興趣可以參考 Spring 源碼中這個類的信息，名稱都是一樣的。
• 不過在后面陸續(xù)的實現(xiàn)中會逐步完善 BeanDefinition 相關(guān)屬性的填充，例如：SCOPE_SINGLETON、SCOPE_PROTOTYPE、ROLE_APPLICATION、ROLE_SUPPORT、ROLE_INFRASTRUCTURE 以及 Bean Class 信息。

3. Bean 工廠

cn.bugstack.springframework.BeanFactory

public class BeanFactory {

    private Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>();

    public Object getBean(String name) {
        return beanDefinitionMap.get(name).getBean();
    }

    public void registerBeanDefinition(String name, BeanDefinition beanDefinition) {
        beanDefinitionMap.put(name, beanDefinition);
    }

}

• 在 Bean 工廠的實現(xiàn)中，包括了 Bean 的注冊，這里注冊的是 Bean 的定義信息。同時在這個類中還包括了獲取 Bean 的操作。
• 目前的 BeanFactory 仍然是非常簡化的實現(xiàn)，但這種簡化的實現(xiàn)內(nèi)容也是整個 Spring 容器中關(guān)于 Bean 使用的最終體現(xiàn)結(jié)果，只不過實現(xiàn)過程只展示出基本的核心原理。在后續(xù)的補充實現(xiàn)中，這個會不斷變得龐大。

五、測試

1. 事先準備

cn.bugstack.springframework.test.bean.UserService

public class UserService {

    public void queryUserInfo(){
        System.out.println("查詢用戶信息");
    }

}

• 這里簡單定義了一個 UserService  對象，方便我們后續(xù)對 Spring 容器測試。

2. 測試用例

cn.bugstack.springframework.test.ApiTest

@Test
public void test_BeanFactory(){
    // 1.初始化 BeanFactory
    BeanFactory beanFactory = new BeanFactory();
    
    // 2.注冊 bean
    BeanDefinition beanDefinition = new BeanDefinition(new UserService());
    beanFactory.registerBeanDefinition("userService", beanDefinition);
    
    // 3.獲取 bean
    UserService userService = (UserService) beanFactory.getBean("userService");
    userService.queryUserInfo();
}

• 在單測中主要包括初始化 Bean 工廠、注冊 Bean、獲取 Bean，三個步驟，使用效果上貼近與 Spring，但顯得會更簡化。
• 在 Bean 的注冊中，這里是直接把 UserService 實例化后作為入?yún)鬟f給 BeanDefinition 的，在后續(xù)的陸續(xù)實現(xiàn)中，我們會把這部分內(nèi)容放入 Bean 工廠中實現(xiàn)。

3. 測試結(jié)果

查詢用戶信息

Process finished with exit code 0

• 通過測試結(jié)果可以看到，目前的 Spring Bean 容器案例，已經(jīng)稍有雛形。

六、總結(jié)

• 整篇關(guān)于 Spring Bean 容器的一個雛形就已經(jīng)實現(xiàn)完成了，相對來說這部分代碼并不會難住任何人，只要你稍加嘗試就可以接受這部分內(nèi)容的實現(xiàn)。
• 但對于一個知識的學習來說，寫代碼只是最后的步驟，往往整個思路、設(shè)計、方案，才更重要，只要你知道了因為什么、所以什么，才能讓你有一個真正的理解。
• 下一章節(jié)會在此工程基礎(chǔ)上擴容實現(xiàn)，要比現(xiàn)在的類多一些。不過每一篇的實現(xiàn)上，我都會以一個需求視角進行目標分析和方案設(shè)計，讓大家在學習編碼之外更能注重更多技術(shù)價值的學習。