手写一个简单的spring框架(二、IOC)

思路

在上一节我们实现了bean的强依赖注入，接下来我们要实现的便是弱依赖的注入，也就是字段和setter方法的注入。
我们首先进行注入，但是不进行init的使用

// 在当前类及父类进行字段和方法注入:
void injectProperties(BeanDefinition def, Class clazz, Object bean) {
    // 在当前类查找Field和Method并注入:
    for (Field f : clazz.getDeclaredFields()) {
        tryInjectProperties(def, clazz, bean, f);
    }
    for (Method m : clazz.getDeclaredMethods()) {
        tryInjectProperties(def, clazz, bean, m);
    }
    // 在父类查找Field和Method并注入:
    Class superClazz = clazz.getSuperclass();
    if (superClazz != null) {
        // 递归调用:
        injectProperties(def, superClazz, bean);
    }
}

在注入单个属性中，

• 要注意检查属性的表示，比如要禁止静态方法或者字段的注入，以及final方法和字段的注入。

• 同时要注意开启暴力反射

等到所有的属性注入完成之后，开始调用init方法

void initBean(BeanDefinition def) {
    // 调用init方法:
    callMethod(def.getInstance(), def.getInitMethod(), def.getInitMethodName());
}

实现BeanPostProcessor
我们已经完成了扫描Class名称、创建BeanDefinition、创建Bean实例、初始化Bean，理论上一个可用的IoC容器就已经就绪。但是对于spring来说，还有一项能力，就是替换是一种特殊Bean，它的作用是根据条件替换某些Bean。

现在的问题在于那个部分要注入代理，那个部分要注入原始bean

两条原则
一个Bean如果被Proxy替换，则依赖它的Bean应注入Proxy，即上图的MvcController应注入UserServiceProxy；
一个Bean如果被Proxy替换，如果要注入依赖，则应该注入到原始对象，即上图的JdbcTemplate应注入到原始的UserService。

基于这个原则，要满足条件1是很容易的，因为只要创建Bean完成后，立刻调用BeanPostProcessor就实现了替换，后续其他Bean引用的肯定就是Proxy了。先改造创建Bean的流程，在创建@Configuration后，接着创建BeanPostProcessor，再创建其他普通Bean：

// 创建Bean实例:
    Object instance = ...;
    def.setInstance(instance);

    // 调用BeanPostProcessor处理Bean:
    for (BeanPostProcessor processor : beanPostProcessors) {
        Object processed = processor.postProcessBeforeInitialization(def.getInstance(), def.getName());
        // 如果一个BeanPostProcessor替换了原始Bean，则更新Bean的引用:
        if (def.getInstance() != processed) {
            def.setInstance(processed);
        }
    }··

加入创建beanPostProcessor

// 创建BeanPostProcessor类型的Bean:
    List processors = this.beans.values().stream()
            // 过滤出BeanPostProcessor:
            .filter(this::isBeanPostProcessorDefinition)
            // 排序:
            .sorted()
            // 创建BeanPostProcessor实例:
            .map(def -> {
                return (BeanPostProcessor) createBeanAsEarlySingleton(def);
            }).collect(Collectors.toList());
    this.beanPostProcessors.addAll(processors);

    // 创建其他普通Bean:
    createNormalBeans();

同时将createBeanAsEarlySingleton修改，在创建了bean实例之后，调用BeanPostProcessor。

// 创建Bean实例:
    Object instance = ...;
    def.setInstance(instance);

    // 调用BeanPostProcessor处理Bean:
    for (BeanPostProcessor processor : beanPostProcessors) {
        Object processed = processor.postProcessBeforeInitialization(def.getInstance(), def.getName());
        // 如果一个BeanPostProcessor替换了原始Bean，则更新Bean的引用:
        if (def.getInstance() != processed) {
            def.setInstance(processed);
        }
    }
    return def.getInstance();

但是这么写有一个问题，就是所有的bean的在此之后，如果有代理，他的实例都是代理类，如果我们想注入原始的bean，该怎么实现呢？

对于代理类，我们要求他保存原始的bean方法

public interface BeanPostProcessor {
    // 注入依赖时,应该使用的Bean实例:
    default Object postProcessOnSetProperty(Object bean, String beanName) {
        return bean;
    }
}

public class FirstProxyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
    // 保存原始Bean:
    Map originBeans = new HashMap<>();

    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) &#123;
        if (OriginBean.class.isAssignableFrom(bean.getClass())) &#123;
            // 检测到OriginBean,创建FirstProxyBean:
            var proxy = new FirstProxyBean((OriginBean) bean);
            // 保存原始Bean:
            originBeans.put(beanName, bean);
            // 返回Proxy:
            return proxy;
        &#125;
        return bean;
    &#125;

    @Override
    public Object postProcessOnSetProperty(Object bean, String beanName) &#123;
        Object origin = originBeans.get(beanName);
        if (origin != null) &#123;
            // 存在原始Bean时,返回原始Bean:
            return origin;
        &#125;
        return bean;
    &#125;
&#125;

// 代理Bean:
class FirstProxyBean extends OriginBean &#123;
    final OriginBean target;

    public FirstProxyBean(OriginBean target) &#123;
        this.target = target;
    &#125;
&#125;

同时，对于依赖注入的bean中，我们要注入bean的原始类

Object getProxiedInstance(BeanDefinition def) {
    Object beanInstance = def.getInstance();
    // 如果Proxy改变了原始Bean，又希望注入到原始Bean，则由BeanPostProcessor指定原始Bean:
    List reversedBeanPostProcessors = new ArrayList<>(this.beanPostProcessors);
    Collections.reverse(reversedBeanPostProcessors);
    for (BeanPostProcessor beanPostProcessor : reversedBeanPostProcessors) &#123;
        Object restoredInstance = beanPostProcessor.postProcessOnSetProperty(beanInstance, def.getName());
        if (restoredInstance != beanInstance) &#123;
            beanInstance = restoredInstance;
        &#125;
    &#125;
    return beanInstance;
&#125;

疑惑，为什么排序就能找到原始的bean去了
处理多次代理的情况，即一个原始Bean，比如UserService，被一个事务处理的BeanPostProcsssor代理为UserServiceTx，又被一个性能监控的BeanPostProcessor代理为UserServiceMetric，还原的时候，对BeanPostProcsssor做一个倒序，先还原为UserServiceTx，再还原为UserService。

spring为什么使用的是三级缓存
bean的标准生命周期是如下

有循环依赖的bean的生命周期是

也就是说，其实在spring的设计中，BeanPostProcessor的代理，要求的是在bean完成初始化之后再生成代理类。

具体代码如下：

//设置实例
def.setInstance(instance);
//直接开始了检查代理
for (BeanPostProcessor processor : beanPostProcessors) {
    Object processed = processor.postProcessBeforeInitialization(def.getInstance(), def.getName());
    // 如果一个BeanPostProcessor替换了原始Bean，则更新Bean的引用:
    // 具体的判断是否是代理类的方式放在每个代理类中
    if (def.getInstance() != processed) {
        def.setInstance(processed);
    }
}
return def.getInstance();

总结
而对于我们的这个小的spring来说，设计思路上就跟原始的spring不同，这份spring的代码对于自动注入的处理，加载逻辑和原始的spring是不同的，原始的springbean加载要更加类似于一个bean一个bean的处理，直到这个bean处理完初始化之后，才会处理下一个。

但对于我们的spring-mini来说，之所以没有那么多的缓存，只使用了一个set加一个map便完成了循环注入的解决。是思路上的不同，我们会先将所有bean实例化，再去注入内容，这也就导致了我们不需要那么多的缓存，同时也给我们带来了AOP代理失效等之类的隐患。