手写模拟Spring底层原理-Bean的创建与获取

作者：京东物流 张鼎元

1 引言

大家好，相信大家对Spring的底层原理都有一定的了解，这里我们会针对Spring底层原理，在海量的Spring源代码中进行抽丝剥茧手动实现一个Spring简易版本，来促进我们对Spring架构有个更深的理解，对Spring的常用功能进行手写模拟实现。

2 启动Spring

针对Bean的创建和获取功能，我们来进行功能的实

首先我们创建JdApplicationContext类做为Spring启动类，实现bean的加载和获取功能。

UserService和OrderService类作为Bean的实现类，通过JdApplicationContext类中的getBean方法获取到前面两个类的实现。

• App为启动测试类
• AppConfig为启动配置类

注：下面的代码会顺着内容讲解逐步完成

首先创建App类做为入口，测试Spring功能。通过初始化JdApplicationContext类，动态加载bean实例。 通过getBean方法获取bean实例。

创建JdApplicationContext类，提供获取Bean实例方法，通过构造函数动态初始化bean实例。

3 扫描类路径并缓存BeanDefinition数据

在JdApplicationContext类初始化的时候，通过AppConfig配置类获取类的扫描路径，在扫描路径下，找到需要创建Bean的类，通过标注Component注解的类识别需要创建的Bean。

通过Component注解识别出的类，进行封装成BeanDefinition. 再缓存到beanDefinitionMap内存中。

上述的代码中，我们发现创建BeanDefinition类时，封装了class类，beanName,scope三个主要属性。用于创建bean的时候，提供class类进行初始化和属性的注入，创建单例类或原型类提供数据依据。

4 初始化Bean和依赖注入

接下来，在上面的扫描操作完成后，所有待初始化的bean数据存储beanDefinitionMap中。我们只需要遍历beanDefinitionMap数据进行逐个初始化和属性的注入。

上述代码中，对bean进行初始化时候，从beanDefinition中获取要初始化的class，通过反射机构进行无参初始化。

初始化完成后，再对有Autowired注解的属性进行依赖注入，Autowired注解没有传递value值时默认取属性名称作为beanName，通过getBean方法获取bean实例。

getBean方法会通过beanName，从beanDefinitionMap中取得beanDefinition数据。通过beanDefinition确认该bean为单例类原型类

如果为原型类，直接调用createBean方法进行bean初始化。

如果为单例类，首先从singletonBeanMap缓存中获取bean实例。如果未获取到，调用createBean方法获取bean实例，同时将已创建bean实例缓存到singletonBeanMap缓存中。

此时，在上述的功能中，依赖注入简易版本已实现。同时我们注意到UserService和OrderService可能会产生循环依赖的问题，在这里如何解决呢？

问题代码如下 ： 上图就是循环依赖问题代码导致的异常。重复创建bean进入死循环。

在初始化bean和属性注入之间，我们可以增加二级缓存作为突破口，解决死循环问题。

userService初始化后，需要注入orderService,通过getBean方法获取，因为orderService没有在singletonBeanMap缓存中，也需要初始化并注入userService属性, 同时userService还在初始化过程中，不能缓存到singletonBeanMap缓存中。造成彼此循环等待属性的注入。为解决此问题，我们只需要设立初始化过程中缓存到creatingBeanMap中，在userService初始化过后，未进行属性注入前缓存到creatingBeanMap中，userService需要的orderService属性在创建bean实例过程中，优先从creatingBeanMap缓存中得到userService实例，来完成bean实例的创建过程。orderService完成bean实例创建后，userService也相应的完成实例创建。

5 实现InitializingBean接口

在createBean过程中，我们可以对外提供初始化扩展接口InitializingBean接口。只要实现该接口，我们就可以针对bean的初始化进行扩展功能实现。 ![]

6 实现BeanPostProcessor接口模拟AOP

首先创建BeanPostProcessor接口，作为所有bean实例的对外扩展接口创建BeanPostProcessor接口实现类，模拟AOP功能，指定userService类进行切面。 在扫描类的时候，将已实现BeanPostProcessor接口类缓存到beanPostProcessorList中。 通过上面的扫描，beanPostProcessorList已缓存所有的BeanPostProcessor实现类。在createBean的时候，对已创建的bean实例进行预处理扩展。 通过上述代码的实现效果如下： 源代码：

https://3.cn/109Aj-Zok

7 总结

在上述的讲解中，我们对Spring底层原理进行简单的实现，通过对类的扫描，注解标识的判断，beanDefinition的定义和缓存。通过反射和代理进行bean实例的创建和扩展。相信大家也看出来在实现过程中，有很多地方需要改进，还可以继续扩展Spring很多其它功能。例如扩展beanDefinition的注册，引入Bean工厂，延迟加载等。