手写简易SpringMVC框架(二):bean实例化、MappingHandler

   第二部分紧接第一部分。我们在第一部分中讲到了这个mini框架的几个注解,嵌入的tomcat服务器,以及执行类扫描和DispatcherSevlet。需要的话可以根据下面的链接回看一下~

友情链接
手写简易SpringMVC框架(一):注解、内嵌Tomcat、类扫描
手写简易SpringMVC框架(三):极其简单的应用

1.6 BeanFactory实例化bean并管理

public class BeanFactory {
    private static Map<Class<?>, Object> classToBean = new ConcurrentHashMap<>();

    public static Object getBean(Class<?> cls) {
        return classToBean.get(cls);
    }

    public static void initBean(List<Class<?>> classList) throws Exception {
        //xxxxxxxxxxxxxxx
    }

    private static boolean notNeedCreateBean(Class<?> aClass) {
        //xxxxxxxxxxxxxxxxx
    }
    private static boolean finishCreateBean(Class<?> aClass, Map<Class<?>, Object> notCreateFinishedBeanMap)
            throws IllegalAccessException, InstantiationException {
       //xxxxxxxxxxxxxxx
    }
}

  classToBean记录了每个类型class及其对应的实例对象,相当于容器。getBean方法会返回对应的bean实例。initBean方法(诶?好像在哪见过??对了,是在手写简易SpringMVC框架(一)中1.2节的第3个步骤中出现过,有印象了吗)负责实例化bean并将其放入classToBean容器中。我们重点来看一下initBean(List<Class<?>> classList)方法。

   initBean方法中需要进行bean的实例化,1 当实例化一个bean的时候,需要首先实例化它所依赖的bean,例如A中有个字段指向B实例,那么应当首先实例化B,然后在实例化A。2 另外还需要考虑到循环依赖的问题,简单说就是A依赖于B但是B有依赖于A,结果这就导致没法实例化这俩实例。结合这两点,我们的程序如下(代码中做了注释,可以直接看注释,仔细体味一下这段代码):

public static void initBean(List<Class<?>> classList) throws Exception {
        //toCreate存放了所有类的类型
        List<Class<?>> toCreate = new ArrayList<>(classList);
        //用于存放那些还没创建成功的bean,比如按照顺序先要实例化A,但是A依赖B,B却没有被实例化,那么A
        //自然就没法实例化,所以会把A对象暂时存放在这里。 class<A> --> 未创建完成的A对象
        Map<Class<?>, Object> notCreateFinishedBeanMap = new HashMap<>();
        while (toCreate.size() != 0) {
            //在这一轮创建之前,先记录列表里面还有多少个类
            int size = toCreate.size();

            //下面就是遍历toCreate中的每一个class,如果它不需要实例化或者能对其实例化成功就将其移除出队列,
            //不行的话就保留并添加到notCreateFinishedBeanMap中。
            //注意这里涉及到删除操作,所以就不能简单的使用for循环了。
            int i = 0;
            while (toCreate.size() > i) {
                if (notNeedCreateBean(toCreate.get(i)) || finishCreateBean(toCreate.get(i), notCreateFinishedBeanMap)) {
                    toCreate.remove(i);
                } else {
                    // 这个i记录了,没有被实例化的class的数量
                    i++;
                }
            }
            //这一轮创建完成后,查看是否列表中的元素有减少,减少了说明这一轮有bean创建成功,
            //没有减少说明没有bean可以被成功创建 (也就是出现了cycle dependency)
            if (toCreate.size() == size) {
                throw new Exception("cycle dependency");
            }
        }
    }

   上面这段代码的最终结束循环的条件toCreate队列为空,也就是不需要实例化的对象移除出了队列,然后需要实例化的对象全部实例化完成。

   notNeedCreateBean方法十分简单:class没有注解的话,我们就不需要实例化这些对象

private static boolean notNeedCreateBean(Class<?> aClass) {
        return !(aClass.isAnnotationPresent(MyBean.class) || aClass.isAnnotationPresent(MyController.class));
    }

   finishCreateBean方法的主要思路是:如果能够实例化当前对象,则完成实例化并添加到classToBean容器中,返回true。 如果当前类实例依赖于其他对象但是此对象还没有出现在容器中,那么当前类实例添加到notCreateFinishedBeanMap,返回false,等待后续创建完成。

private static boolean finishCreateBean(Class<?> aClass, Map<Class<?>, Object> notCreateFinishedBeanMap)
            throws IllegalAccessException, InstantiationException {
        //首先检查一下这个类的对象是否出存在于notCreateFinishedBeanMap中
        Object instance = notCreateFinishedBeanMap.get(aClass);
        if (instance == null) {
            instance = aClass.newInstance();
        }
        Field[] fields = aClass.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            if (field.isAnnotationPresent(MyAutoWired.class)) {
                Object bean = BeanFactory.getBean(field.getType());
                //判断容器中是否已有它所依赖的实例
                if (bean == null) {
                    //there not exist the dependent bean in bean factory, then we can not create bean for this aClass
                    //put the not completely-created bean(instance) into notCreateFinishedBeanMap
                    notCreateFinishedBeanMap.put(aClass, instance);
                    //只要出现依赖的bean还未存在,那么就直接返回false
                    return false;
                }
                //如果已经存在它所依赖的bean,那么就注入它
                field.setAccessible(true);
                field.set(instance, bean);

            }
        }
        //将这个类实例化成功的实例对象放入容器
        classToBean.put(aClass, instance);
        return true;
    }

1.7 MappingHandler和MappingHandlerManager

   至此我们的程序还差一部分,那就是目前系统还不知道哪个请求uri应该映射到哪个方法中去执行呢。还记得1.2中提到的springmvc的入口类的执行流程吧,这个十分重要,记得回看一下。在第4步:

MyMappingHandlerManager.resolveMappingHandler(classList);

这里面就建立了请求uri和对应的方法之间的映射关系。我们先点进MyMappingHandlerManager看一看。

public class MyMappingHandlerManager {
    /**
     * MappingHandler列表,一个MappingHandler可以认为是一对 请求uri-->执行方法 的封装
     */
    public static List<MyMappingHandler> mappingHandlerList = new ArrayList<>();

    /**
     * 在解析mapping的时候,只会讲controller进行解析
     * @param classList 是类扫描时扫描到的所有的类。
     */
    public static void resolveMappingHandler(List<Class<?>> classList) {
        for (Class<?> aClass : classList) {
            if (aClass.isAnnotationPresent(MyController.class)) {
                parseMappingHandlerFromController(aClass);
            }
        }
    }

    /**
     *
     * @param controllerClass
     */
    private static void parseMappingHandlerFromController(Class<?> controllerClass) {
        // get all methods
        Method[] methods = controllerClass.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods) {
            if (method.isAnnotationPresent(MyRequestMapping.class)) {
                //获取到当前方法上@MyRequestMapping注解中的请求uri
                String mappingUri = method.getDeclaredAnnotation(MyRequestMapping.class).value();
                List<String> requestParamList = new LinkedList<>();
                for (Parameter parameter : method.getParameters()) {
                    if (parameter.isAnnotationPresent(MyRequestParam.class)) {
                        //获取到当前方法中@MyRequestParam所需要的请求参数的名字,并将其添加到当前方法的请求参数列表中
                        requestParamList.add(parameter.getDeclaredAnnotation(MyRequestParam.class).value());
                    } else {
                        //如果没有用@MyRequestParam注解,那使用方法参数的名字
                        requestParamList.add(parameter.getName());
                    }
                }
                String[] requestParams = requestParamList.toArray(new String[requestParamList.size()]);
                //对每一个uri和method的映射封装一个MyMappingHandler对象(其中还包括了方法所述的controller以及方法需要的参数名列表),
                // 并放入mappingHandlerList中。
                MyMappingHandler mappingHandler = new MyMappingHandler(mappingUri, method, controllerClass, requestParams);
                mappingHandlerList.add(mappingHandler);
            }
        }
    }
}

   好的,现在映射关系也已经建立好了,但是还差一丢丢,大家还记得当时讲MyDispatcherServlet的时候,我提到了一句,它只负责分发请求,不负责具体执行的,那么到底是谁在执行请求呢,

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        String requestURI = req.getRequestURI();

        for (MyMappingHandler mappingHandler : MyMappingHandlerManager.mappingHandlerList) {
            if(requestURI.equals(mappingHandler.getUri())){
                try {
                    mappingHandler.handle(req, resp);
                } catch (IllegalAccessException | InstantiationException | InvocationTargetException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                break;
            }
        }
    }

   没错,就是这个MyMappingHandler这个玩意儿。也就是说它除了负责建立uri和method的映射(mapping)之外,还负责执行请求(handler),大概这也就是为啥给他起了名字叫MappingHandler吧~(我猜的)。那我们就不得不来看一看这个MyMappingHandler了。

public class MyMappingHandler {
    private String uri;
    private Method method;
    private Class<?> controllerClass;
    private String[] requestParams;

    public MyMappingHandler(String uri, Method method, Class<?> controllerClass, String[] requestParams) {
        this.uri = uri;
        this.method = method;
        this.controllerClass = controllerClass;
        this.requestParams = requestParams;
    }

    public String getUri() {
        return uri;
    }

    public Method getMethod() {
        return method;
    }

    public Class<?> getControllerClass() {
        return controllerClass;
    }

    public String[] getRequestParams() {
        return requestParams;
    }

    public void handle(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
            throws IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException, IOException {
        String[] args = new String[this.requestParams.length];
        for (int i = 0; i < args.length; i++) {
            //根据方法需要的参数的名称去从request中获取对应的参数值
            args[i] = req.getParameter(requestParams[i]);
        }
        Object controller = BeanFactory.getBean(controllerClass);
        //反射的方式执行方法时需要方法所处的对象实例,也就是我们已经创建好的Controller bean
        Object result = this.method.invoke(controller, (Object[]) args);
        String resultString = result.toString();
        //将结果返回。这里返回的方式也很简单,直接写入字符串
        resp.getWriter().print(resultString);
    }
}

2 梳理一下这个简单框架的执行流程

  让我们再来看一下MVCApplication这个入口类的执行流程,唉,我都已经不知道多少次提起它了,应该就结束了了吧~

public class MVCApplication {
    public static void run(Class<?> cls) {
        System.out.println("=============================start!!!!==========================");

        TomcatServer tomcatServer = new TomcatServer();
        try {
            tomcatServer.startServer();

            List<Class<?>> classList = ClassScanner.scanClasses(cls.getPackage().getName());
            BeanFactory.initBean(classList);
            MyMappingHandlerManager.resolveMappingHandler(classList);

            for (MyMappingHandler myMappingHandler : MyMappingHandlerManager.mappingHandlerList) {
                System.out.println(myMappingHandler.getUri() + ":" + myMappingHandler.getMethod());
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

   1首先就是要配置(端口,主机名,注册servlet等)并启动tomcat;
   2扫描用户的应用程序中的类
   3将需要实例化的bean实例化,其中解决了bean的依赖以及注意循环依赖问题。
   4MappingHandlerManager解析请求和method之间的映射,同时解析出每个方法需要哪些参数名称,MappingHandler对象还具有执行对应的请求的逻辑。

这样整个系统就启动初始化并配置完成了,下面的第三部分,将结合一个十分简单的应用来验证一下这个微小框架的正确性。

最后依然甩一下链接:
·手写简易SpringMVC框架(一):注解、内嵌Tomcat、类扫描
·手写简易SpringMVC框架(三):极其简单的应用

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