写在前面

用过Spring的朋友应该都会知道IOC这个概念，但是不见得能理解其中的原理，于是很多人使用中就会遇到对象的生命周期把控不了，对象不注入等等的问题。本篇就要实现IOC容器，并简单实现一下MVC容器。对于Spring的其他功能，AOP、REST等暂不讨论。

读这篇文章之前，你至少使用过IOC框架，比如 Spring，知道怎么创建一个 bean，怎么给字段注入对象。有一定的Java反射基础，因为这里的源码是使用Java反射实现的。知道Java注解，因为需要注入的变量是用Java注解标注的。

IOC是什么

IOC ( Inverts Of Control ) 中文名叫控制反转。举例说明就是如果你有一个bean，在使用这个 bean 的时候你不需要使用new创建这个bean的对象，而是交给IOC容器帮你创建对象，并把对象传递给你的变量。使用案例如下：

class Example{
  @Autowired
  private final Bird bird;
  
  public void doFly(){
    bird.fly();
  }
}

注意，这里的bird只声明，并没有初始化对象。因为IOC容器会帮你初始化对象，如果你在这里手工创建了对象，就会出现对象的生命周期混乱的问题。

再看Bird类的定义：

@Bean
class Bird{
  public void fly(){
    System.out.println("I am flying!");
  }
} 

使用@Bean注解标注这个类的对象是别的类要注入的对象，也就是Bird类的对象可以注入到Example类的bird字段里面。

怎么实现

通过分析上面的使用案例，我们大概需要做以下东西：

• 创建@Autowired注解，@Bean注解
• 扫描类
• 创建对象，注入对象
• IOC容器启动

创建一个@Autowired注解

注解是JDK1.5之后版本引入的一个特性，与类、接口、枚举是在同一个层次。它可以声明在包、类、字段、方法、局部变量、方法参数等的前面，用来对这些元素进行说明，注释。

直接上代码，注解的相关事宜这里不多阐述。

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Autowired {
}

扫描类

对一个IOC容器来说，并不确定要往哪个类里面的哪个变量里面注入哪个对象，唯一的依赖的标识就是上面创建的@Autowired注解，和@Bean注解。使用场景是在多个类，多个对象之下的，所以我们需要扫描到所有标注@Bean注解或者有字段标注@Autowired注解的类。

如何通过扫描拿到项目中的所有类，这部分代码太长，也有很多解决方案，这里就不贴了，与本篇的内容偏差太大。

扫描的结果是拿到所有标注@Bean注解或者有字段标注@Autowired注解的类。

创建对象，注入对象

先分析一下正常创建对象的方法：

private final Bird bird = new Bird();

使用new关键字调用Bird类的构造方法，返回Bird类的对象给等号左边的bird变量。

通过上面的几个步骤我们拿到了所有标注@Bean注解或者有字段标注@Autowired注解的类，然后我们就需要遍历这些类，创建对象，注入对象，实现如下：

// IOC容器所有的实例
private Map<Class<?>, Object> beanInstances=new HashMap<>();

public void init(){
  // 所有被@Bean标注或者字段被@Autowired标注的类
  List<Class<?>> beanClasses=searchAllClasses();

  // 创建对象单例模式
  for (Class<?> beanClass : beanClasses) {
    Object instance=beanClass.newInstance();
    beanInstances.put(beanClass, instance);
  }

  // 把对象注入标记@Autowired的字段
  for (Class<?> autowiredClass : beanClasses) {
    Field[] fields=autowiredClass.getDeclaredFields();
    for (Field field : fields) {
      if (field.isAnnotationPresent(Autowired.class)) {
        Class<?> fieldType=field.getType();
        Object value=beans.get(fieldType);
        field.setAccessible(true);
        Object toWiredBean=beans.get(autowiredClass);
        field.set(toWiredBean, value);
      }
    }
  }
}

IOC容器启动

上面创建的所有对象都是储存在私有字段beanInstances的一个HashMap里面，这个HashMap里面所有的对象的@Autowired都是已经被初始化过的了，这里没问题。当然前提是IOC容器已经被初始化过了。

但是对于程序的入口来说，比如你创建一个static void main(String[] arges)方法，你不能使用new关键字创建被IOC容器管理的类，因为你用new创建的对象跟IOC容器维护的对象完全是两个不同的对象。在这种情况下你想要获得IOC容器维护的对象，可以对外开放这个HashMap或者使用静态的字段，让IOC容器注入一个可以供static方法访问的对象来实现。

Web容器方面，Servlet的创建与销毁是Web容器去维护的。那么假设你在IndexServlet里面让IOC容器注入了一个IndexService的对象，当你运行Web容器的时候，这个IndexService的对象肯定是为空的，原因跟上面的static main(String[] args)的问题差不多，IOC容器维护的是一套对象，Web容器创建的是另外的对象，而Servlet的对象创建不会交给IOC容器的，那么这种情况下怎么做呢？

可选的做法是创建一个代理Servlet，这个代理Servlet获取请求的URL信息，然后根据URL信息转发到不同的Servlet或者方法，这又是做了类似MVC框架的东西，这里不多说，只要理解了IOC
容器的原理，做一套简单的MVC并没有什么复杂的地方。最后会贴上我的做法。

Web容器的IOC容器初始化，可以选用Listener实现。因为Listener是在项目启动的时候就开始加载，在Servlet创建之前。

context-param => Listener => Filter => Servlet

JunitTest的实现方法跟main方法差不多，这里不多阐述。

与本篇关系不大的简单MVC实现

创建@Mapping注解

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Mapping {
  public String path() default "";
  public enum METHOD {GET,POST}
  METHOD method() default METHOD.GET;
}

在扫描类加入对@Mapping注解的扫描

private Map<String, Object> servletInstances=new HashMap<>();

Method[] methods=autowiredClass.getDeclaredMethods();
  for (Method method : methods) {
    if (method.isAnnotationPresent(Mapping.class)) {
      Annotation annotation=method.getAnnotation(Mapping.class);
      Method annoMethod=annotation.getClass().getDeclaredMethod("path",new Class<?>[0]);
        String mappingUrl= (String) annoMethod.invoke(annotation, new Object[0]);
        servletInstances.put(mappingUrl, method);
    }
  }

代理Servlet

String url=request.getPathInfo();
Method method=IocContainer.getMethod(url);
Object instance=IocContainer.getInstance(method.getDeclaringClass());
method.invoke(instance, req,resp);

处理请求的方法

@Mapping(path="/index.html")
public void index(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response){
}

PS

自己实现的这套IOC与MVC已经在项目中实践了，用起来确实比Spring的东西爽的多，虽然是参照Spring的实现，但是用这套自己做的东西一言不合就可以改源码，而且真的很小很轻便。

要不要在github维护个项目？