用反射和内省技术实现简单 SpringIOC
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【文章标题】用反射和内省技术实现简单 SpringIOC
【文章作者】曾健生
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我们知道， spring 是个开源的控制反转（ Inversion of Control ， IoC ）和面向切片（ AOP ）的容器框架。所谓控制反转就是应用本身不负责依赖对象的创建和维护，依赖对象的创建及维护是由外部容器负责的。这样控制权就由应用转移到外部容器，控制权的转移就是所谓的反转。
我们把需要创建的对象信息写在一个 XML 文件中，每次需要维护对象时只需要修改 XML 文件中的配置信息，不需要重新更改和编译代码，为项目开发带来了极大的方便。
反射
在以前的文章《 JDK5.0 新特性（ 2 ）——反射》 ( http://blog.csdn.net/newjueqi , http://newjueqi.javaeye.com/) 中就已经介绍过反射技术，有了反射技术，就能方便地根据 XML 的配置创建对象。那对象的维护应该怎么实现呢？这就需要内省技术出马了 ^-^
内省
内省是 Java 中 Bean 类属性的一种缺省的处理方式。例如，有一个类 Person ，其中有个 age 属性，可通过 setAge （）和 getAge （）方法获取 / 设置 age 的值。通过 setAge（） /getAge （）获取 / 设置 age 的值是 Java 中的默认的处理规则， Java 提供了一套 API 来访问某个属性的 setAge （） /getAge （）。
通用的用法通过类 Introspector 来获取某个对象的 BeanInfo 信息，然后通过 BeanInfo 来获取属性的描述器（ PropertyDescriptor ），通过这个属性描述器就可以获取某个属性对应的 getter/setter 方法，然后通过反射机制来调用这些方法
实现简单 SpringIOC
通过反射技术，就能动态地创建对象；通过内省技术，就能方便地维护对象。通过以上的两个技术基础，就能实现简单的 SpringIOC 。
譬如， XML 文件中有如下的配置信息
< bean id = "personDAO" class = "org.petrelsky5.dao.impl.PersonDAOImpl" />
< bean id = "personService" class = "org.petrelsky5.service.impl.PersonServiceImpl" >
< property name = "personDAO" ref = "personDAO" />
< property name = "name" value = "Tom12345" ></ property >
< property name = "age" value = "12" ></ property >
</ bean >
其中 SpringTest.java 文件中 instanceSpring() 有如下测试代码：
ClassPathXmlApplicationContext ctx = null ;
ctx = new ClassPathXmlApplicationContext( "beans.xml" );
PersonDAO personService = (PersonDAO) ctx
.getBean( "personDAO" );
personService.add();
其中的调用关系如下图 1 ：
图 1
在 SpringTest.java 文件中 instanceSpring2() 有如下测试代码：
ClassPathXmlApplicationContext ctx = null ;
ctx = new ClassPathXmlApplicationContext( "beans.xml" );
PersonService personService = (PersonService) ctx
.getBean( "personService" );
personService.save();
其中的调用关系如下图 2 ：
图 2
由此可知道：
（1） 类 ClassPathXmlApplicationContext 相当于一个容器。
（2） 在 XML 文件的节点 bean 中，各部分的内容解释如下：
A． id ：类的标识。
B． class ：类的所在路径。
C． property ：属性信息
① name ：属性名称。
② value: 如果属性是值类型的，那么 value 是相应的属性值。
③ ref ：如果属性是引用类型（譬如 PersonServiceImpl 类中的属性 personDAO ，指向类 PersonDAO ），那么 ref 是所指向的对象。
我们根据在 XML 文件信息和 类 ClassPathXmlApplicationContext 的功能，讨论一下相关的数据怎么存储（即数据结构）。
（ 1 ）在 类 ClassPathXmlApplicationContext 中有个方法 getBean ，可根据 id 值获取一个实际的对象，即 id 和对象是一一对应的关系，所以定义一个 Map 集合：
Map<String,Object>
其中， 键为 id, 值 Object 为对应的对象。
（ 2 ） 虽然现在编写的 XMl 文件中只有两个 Bean 节点，但我们都必须用面向对象的思想把 Bean 节点对象化，每个 bean 有以下三个属性：
1. id
2. class
3. bean 节点（数量不确定）
由于 bean 节点的数量是不确定，对于数量不确定的数据的存储，自然地想到了用集合。
而每个 bean 又有三个属性：
1. name ：属性名称
2. value ：属性的数据值（可能有）
3. ref ：属性所指向的引用值（可能有）
所有的数据结构关系如图 3 所示：
图 3
现在数据的相互关系已经清楚了，接下来就是程序的流程。
我们在类 ClassPathXmlApplicationContext 初始化时只传入了 XML 文件的名称，以后只是在有需要时用 getBean （）获取 id 制定的对象，所以应该在类初始化时就把所有的对象创建完毕。
根据如上的描述，可以把初始化分为以下三步：
1. 把 XML 的信息保存到相关的类中
2. 初始化每个 Bean ， 把 id 值和 class 对应的对象保存在 Map 集合中
3. 设置 XMl 文件中每个 Bean 指定的值
这三步的代码如下：
1. 把 XML 的信息保存到相关的类中
// 把 XML 的信息保存到相关的类中
public void initXML( String fileName )
{
URL url= null ;
Document doc= null ;
// 获取 XML 文件的 url
url= this .getClass().getClassLoader().getResource( fileName );
SAXReader saxreader= new SAXReader();
try {
// 获取 XML 的文档对象
doc=saxreader.read( url);
} catch (DocumentException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
return ;
}
// 获取根节点
List<Element> beans=doc.getRootElement().elements( "bean" ) ;
// 遍历所有的 Bean 节点，把 class ， id ， property 保存起来
for ( Element ele: beans )
{
// 创建一个 BeanInfo 对象
BeanInfomation beanInfo= null ;
beanInfo= new BeanInfomation( ele.attributeValue( "class" ),
ele.attributeValue( "id" ) );
// 获取一个 Bean 中的所有 property
List<Element> properties=ele.elements( "property" ) ;
// 遍历所有的 property 信息
for ( Element pro: properties )
{
Property property= null ;
// 把 property 信息保存
property= new Property( pro.attributeValue( "name" ),
pro.attributeValue( "value" ),
pro.attributeValue( "ref" ) );
beanInfo.addProperty( property );
}
beanList .add( beanInfo );
}
}
2. 初始化每个 Bean ，把 id 值和 class 对应的对象保存在 Map 集合中
public void initBean ()
{
for ( BeanInfomation beaninfo: beanList )
{
String id=beaninfo.getId();
String className=beaninfo.getClassName();
Object obj= null ;
try {
// 用反射获取一个类的对象
obj=Class.forName ( className ).newInstance();
} catch ( Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
// 把 id 值和 class 对应的对象保存在 Map 集合中
objectMap .put( id, obj );
}
}
3. 设置 XMl 文件中每个 Bean 指定的值
public void initBeanProperty()
{
List<BeanInfomation> beanList=getBeanList();
List<Property> proList= null ;
// 遍历每个 Bean 类，读取其中的信息
for ( BeanInfomation beaninfo: beanList)
{
String id=beaninfo.getId();
// 根据 ID 值从 Map 集合中获取对象
Object obj= objectMap .get(id);
BeanInfo beanInfos= null ;
// 获取 bean 中的属性值集合
proList=beaninfo.getPerprotyList();
for ( Property pro: proList )
{
String name=pro.getName();
String ref=pro.getRef();
Object value= null ;
// 判断 ref 是否为空
if ( ref!= null )
{
value= objectMap .get( ref );
}
else
{
value=pro.getValue();
}
Class clazz=obj.getClass();
try {
beanInfos = Introspector.getBeanInfo (clazz);
} catch (IntrospectionException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
PropertyDescriptor[] propertyDescriptes=
beanInfos.getPropertyDescriptors();
for ( PropertyDescriptor propertyDescript:propertyDescriptes )
{
if ( name!= null && name.equals( propertyDescript.getName()))
{
try {
// 设置指定属性的值
propertyDescript.getWriteMethod().invoke( obj,value );
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
break ;
}
}
}
}
}
最后就是完成 getBean 函数
// 获取对象
public Object getBean( String beanName )
{
Object obj= null ;
obj= objectMap .get(beanName);
return obj;
}
测试：
1. 运行测试代码：
public void instanceSpring() {
ClassPathXmlApplicationContext ctx = null ;
ctx = new ClassPathXmlApplicationContext( "beans.xml" );
PersonDAO personService = (PersonDAO) ctx
.getBean( "personDAO" );
personService.add();
}
输出结果如图 4 ：
图 4
2. 运行测试代码：
public void instanceSpring2() {
ClassPathXmlApplicationContext ctx = null ;
ctx = new ClassPathXmlApplicationContext( "beans.xml" );
PersonService personService = (PersonService) ctx
.getBean( "personService" );
personService.save();
}
运行结果如图 5 ：
图 5
3. 运行测试代码：
public void instanceSpring3(){
ClassPathXmlApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext( "beans.xml" );
PersonServiceImpl ps = (PersonServiceImpl) ctx.getBean( "personService" );
ps.save();
String name = ps.getName();
System. out .println( "name: " + name);
System. out .println( "age: " + ps.getAge());
}
运行结果如图 6 ：
图 6
^-^ 结果证明代码编写正确！！！
源码下载地址：https://docs.google.com/leaf?id=0B3cFfe7PkmkxYzUwMGNkYzItMTUwNS00ZTAyLTg1YTctZmIxZGViZTgwZWJm&sort=name&layout=list&num=50