一个简易版的Spring框架

功能

支持singleton类型的bean，包括初始化、属性注入、以及依赖bean注入。
可从xml中读取配置。
可以使用Aspectj的方式进行AOP编写，支持接口和类代理。

说明

如果你有幸能看到

1、本文简易Spring框架参考Github,代码注释参考Github.
2、所有权归原作者，在这里自己只是临摹，参考注释还原过程。不懂的可以看作者的视频。
3、大家一起努力，一起学习，有兴趣的也可以看下我的Github。上传了Spring源码。大佬可以看看。
4、看本文之前希望你有一份Spring源码。对照着找你想要的接口和类。加深印象。
5、本文只为自己以后复习用，如果不对还请谅解。

tiny-spring是为了学习Spring的而开发的，可以认为是一个Spring的精简版。Spring的代码很多，层次复杂，阅读起来费劲。我尝试从使用功能的角度出发，参考Spring的实现，一步一步构建，最终完成一个精简版的Spring。有人把程序员与画家做比较，画家有门基本功叫临摹，tiny-spring可以算是一个程序的临摹版本-从自己的需求出发，进行程序设计，同时对著名项目进行参考。

第二部分：AOP及实现

AOP分为配置(Pointcut，Advice)，织入(Weave)两部分工作，当然还有一部分是将AOP整合到整个容器的生命周期中。

7.step7-使用JDK动态代理实现AOP织入

织入（weave）相对简单，我们先从它开始。Spring AOP的织入点是AopProxy，它包含一个方法Object getProxy()来获取代理后的对象。

在Spring AOP中，我觉得最重要的两个角色，就是我们熟悉的MethodInterceptor和MethodInvocation（这两个角色都是AOP联盟的标准），它们分别对应AOP中两个基本角色：Advice和Joinpoint。Advice定义了在切点指定的逻辑，而Joinpoint则代表切点

切点通知器相关接口

public interface MethodInterceptor extends Interceptor {

    Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable;
}

Spring的AOP只支持方法级别的调用，所以其实在AopProxy里，我们只需要将MethodInterceptor放入对象的方法调用即可。

使用jdk动态代理

public class JdkDynamicAopProxy extends AbstractAopProxy implements InvocationHandler {

    public JdkDynamicAopProxy(AdvisedSupport advised ) {
        super(advised);
    }

    @Override
    public Object getProxy() {
        return Proxy.newProxyInstance(getClass().getClassLoader(),advised.getTargetSource().getInterfaces(),this);
    }
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        //提取拦截的方法
        MethodInterceptor methodInterceptor = (MethodInterceptor) advised.getMethodInterceptor();
        //比较传入的方法和对象的方法是否一致，如果一致则调用传入的方法，
        if (advised.getMethodMatcher() != null
                && advised.getMethodMatcher().matches(method, advised.getTargetSource().getTarget().getClass())) {
            //这里应该是先调用拦截的方法，然后调用原始对象的方法。但是一般括号里的东西不是优先吗？括号里面好像就只有赋值操作而已。
            return methodInterceptor.invoke(new ReflectiveMethodInvocation(advised.getTargetSource().getTarget(),method, args));
        } else {
            return method.invoke(advised.getTargetSource().getTarget(), args);
        }
    }

我们称被代理对象为TargetSource，而AdvisedSupport就是保存TargetSource和MethodInterceptor的元数据对象。这一步我们先实现一个基于JDK动态代理的JdkDynamicAopProxy，它可以对接口进行代理。于是我们就有了基本的织入功能。

@Test
public void testInterceptor() throws Exception {
  // --------- helloWorldService without AOP
  ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("tinyioc.xml");
  HelloWorldService helloWorldService = (HelloWorldService) applicationContext.getBean("helloWorldService");
  helloWorldService.helloWorld();

  // --------- helloWorldService with AOP
  // 1. 设置被代理对象(Joinpoint)
  AdvisedSupport advisedSupport = new AdvisedSupport();
  TargetSource targetSource = new TargetSource(helloWorldService, HelloWorldServiceImpl.class,
      HelloWorldService.class);
  advisedSupport.setTargetSource(targetSource);

  // 2. 设置拦截器(Advice)
  TimerInterceptor timerInterceptor = new TimerInterceptor();
  advisedSupport.setMethodInterceptor(timerInterceptor);

  // 3. 创建代理(Proxy)
  JdkDynamicAopProxy jdkDynamicAopProxy = new JdkDynamicAopProxy(advisedSupport);
  HelloWorldService helloWorldServiceProxy = (HelloWorldService) jdkDynamicAopProxy.getProxy();

  // 4. 基于AOP的调用
  helloWorldServiceProxy.helloWorld();

}

8.step8-使用AspectJ管理切面

git checkout step-8-invite-pointcut-and-aspectj

完成了织入之后，我们要考虑另外一个问题：对什么类以及什么方法进行AOP？对于“在哪切”这一问题的定义，我们又叫做“Pointcut”。Spring中关于Pointcut包含两个角色：ClassFilter和MethodMatcher，分别是对类和方法做匹配。Pointcut有很多种定义方法，例如类名匹配、正则匹配等，但是应用比较广泛的应该是和AspectJ表达式的方式。

AspectJ是一个“对Java的AOP增强”。它最早是其实是一门语言，我们跟写Java代码一样写它，然后静态编译之后，就有了AOP的功能。下面是一段AspectJ代码：

aspect PointObserving {
    private Vector Point.observers = new Vector();

    public static void addObserver(Point p, Screen s) {
        p.observers.add(s);
    }
    public static void removeObserver(Point p, Screen s) {
        p.observers.remove(s);
    }
    ...
}

这种方式无疑太重了，为了AOP，还要适应一种语言？所以现在使用也不多，但是它的Pointcut表达式被Spring借鉴了过来。于是我们实现了一个AspectJExpressionPointcut：

    @Test
    public void testMethodInterceptor() throws Exception {
        String expression = "execution(* us.codecraft.tinyioc.*.*(..))";
        AspectJExpressionPointcut aspectJExpressionPointcut = new AspectJExpressionPointcut();
        aspectJExpressionPointcut.setExpression(expression);
        boolean matches = aspectJExpressionPointcut.getMethodMatcher().matches(HelloWorldServiceImpl.class.getDeclaredMethod("helloWorld"),HelloWorldServiceImpl.class);
        Assert.assertTrue(matches);
    }

public class AspectJExpressionPointcutTest {

    @Test
    public void testClassFilter() throws Exception {
        String expression = "execution(* us.codecraft.tinyioc.*.*(..))";
        AspectJExpressionPointcut aspectJExpressionPointcut = new AspectJExpressionPointcut();
        aspectJExpressionPointcut.setExpression(expression);
        boolean matches = aspectJExpressionPointcut.getClassFilter().matches(HelloWorldService.class);
        Assert.assertTrue(matches);
    }

    @Test
    public void testMethodInterceptor() throws Exception {
        String expression = "execution(* us.codecraft.tinyioc.*.*(..))";
        AspectJExpressionPointcut aspectJExpressionPointcut = new AspectJExpressionPointcut();
        aspectJExpressionPointcut.setExpression(expression);
        boolean matches = aspectJExpressionPointcut.getMethodMatcher().matches(HelloWorldServiceImpl.class.getDeclaredMethod("helloWorld"),HelloWorldServiceImpl.class);
        Assert.assertTrue(matches);
    }

9.step9-将AOP融入Bean的创建过程

git checkout step-9-auto-create-aop-proxy

万事俱备，只欠东风！现在我们有了Pointcut和Weave技术，一个AOP已经算是完成了，但是它还没有结合到Spring中去。怎么进行结合呢？Spring给了一个巧妙的答案：使用BeanPostProcessor。

BeanPostProcessor是BeanFactory提供的，在Bean初始化过程中进行扩展的接口。只要你的Bean实现了BeanPostProcessor接口，那么Spring在初始化时，会优先找到它们，并且在Bean的初始化过程中，调用这个接口，从而实现对BeanFactory核心无侵入的扩展。

那么我们的AOP是怎么实现的呢？我们知道，在AOP的xml配置中，我们会写这样一句话：

<aop:aspectj-autoproxy/>

它其实相当于：

<bean id="autoProxyCreator" class="org.springframework.aop.aspectj.autoproxy.AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator"></bean>

AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator就是AspectJ方式实现织入的核心。它其实是一个BeanPostProcessor。在这里它会扫描所有Pointcut，并对bean做织入。

为了简化xml配置，我在tiny-spring中直接使用Bean的方式，而不是用aop前缀进行配置：

    <bean id="autoProxyCreator" class="us.codecraft.tinyioc.aop.AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator"></bean>

    <bean id="timeInterceptor" class="us.codecraft.tinyioc.aop.TimerInterceptor"></bean>

    <bean id="aspectjAspect" class="us.codecraft.tinyioc.aop.AspectJExpressionPointcutAdvisor">
        <property name="advice" ref="timeInterceptor"></property>
        <property name="expression" value="execution(* us.codecraft.tinyioc.*.*(..))"></property>
    </bean>

TimerInterceptor实现了MethodInterceptor（实际上Spring中还有Advice这样一个角色，为了简单，就直接用MethodInterceptor了）。

至此，一个AOP基本完工。

10.step10-使用CGLib进行类的织入

git checkout step-10-invite-cglib-and-aopproxy-factory

前面的JDK动态代理只能对接口进行代理，对于类则无能为力。这里我们需要一些字节码操作技术。这方面大概有几种选择：ASM，CGLib和javassist，后两者是对ASM的封装。Spring中使用了CGLib。

在这一步，我们还要定义一个工厂类ProxyFactory，用于根据TargetSource类型自动创建代理，这样就需要在调用者代码中去进行判断。

另外我们实现了Cglib2AopProxy，使用方式和JdkDynamicAopProxy是完全相同的。

public class Cglib2AopProxy extends AbstractAopProxy {

	public Cglib2AopProxy(AdvisedSupport advised) {
		super(advised);
	}

	//通过cglib类库创建了一个代理类的实例
	@Override
	public Object getProxy() {
		Enhancer enhancer = new Enhancer();
		enhancer.setSuperclass(advised.getTargetSource().getTargetClass());
		enhancer.setInterfaces(advised.getTargetSource().getInterfaces());
		//设置代理类的通知方法，相当于设置拦截器方法
		enhancer.setCallback(new DynamicAdvisedInterceptor(advised));
		Object enhanced = enhancer.create();
		return enhanced;
	}

	//方法拦截器
	private static class DynamicAdvisedInterceptor implements MethodInterceptor {

		private AdvisedSupport advised;

		private org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor delegateMethodInterceptor;

		private DynamicAdvisedInterceptor(AdvisedSupport advised) {
			this.advised = advised;
			this.delegateMethodInterceptor = advised.getMethodInterceptor();
		}

		//调用代理类的方法（代理类与原始类是父子关系，还有一种是兄弟关系，调用实质是调用原始类的方法）
		@Override
		public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
			if (advised.getMethodMatcher() == null
					|| advised.getMethodMatcher().matches(method, advised.getTargetSource().getTargetClass())) {
				//这里也应该是先调用拦截方法，然后调用原始对象的方法
				return delegateMethodInterceptor.invoke(new CglibMethodInvocation(advised.getTargetSource().getTarget(), method, args, proxy));
			}
			return new CglibMethodInvocation(advised.getTargetSource().getTarget(), method, args, proxy).proceed();
		}
	}

	private static class CglibMethodInvocation extends ReflectiveMethodInvocation {

		private final MethodProxy methodProxy;

		public CglibMethodInvocation(Object target, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) {
			super(target, method, args);
			this.methodProxy = methodProxy;
		}

		@Override
		public Object proceed() throws Throwable {
			return this.methodProxy.invoke(this.target, this.arguments);
		}
	}

有一个细节是CGLib创建的代理是没有注入属性的， Spring的解决方式是：CGLib仅作代理，任何属性都保存在TargetSource中，使用MethodInterceptor=>TargetSource的方式进行调用。

至此，AOP部分完工。

1、通过AspectJ表达式处理AOP的主要类和关系

2、使用cglib动态代理

3、两种动态代理

一些总结：

一层一层的封装，合理运用组合、继承类或接口来赋予、增强类的相应功能
接口的运用：
- 通过暴露接口方法来进行非侵入式嵌入(例如：暴露BeanPostProcessor接口，实现该接口的类会优先于普通bean的实例化并可在bean实例化前对bean做一些初始化操作,例：aop织入)
- BeanFactoryAware接口暴露了获取beanFactory的能力，继承该接口的类拥有操作beanFactory的能力，也就能具体的操作bean了。
模板方法模式以及hook方法的应用：例如: 在AbstractBeanFactory中规范了bean的加载，实例化，初始化，获取的过程。AutowireCapableBeanFactory里实现了hook方法(applyPropertyValues方法)，该方法在AbstractBeanFactory#initializeBean方法中调用，AbstractBeanFactory中有默认的hook方法空实现。
工厂方法模式的应用：例如：BeanFactory#getBean，由子类决定怎样去获取bean并在获取时进行相关操作。工厂方法把实例化推迟到子类。
外观(门面)模式的运用：ClassPathXmlApplicationContext对 Resouce 、 BeanFactory、BeanDefinition 进行了功能的封装，解决根据地址获取资源通过 IoC 容器注册bean定义并实例化，初始化bean的问题，并提供简单运用他们的方法。
代理模式的运用：
- 通过jdk的动态代理：jdk的动态代理是基于接口的，必须实现了某一个或多个任意接口才可以被代理，并且只有这些接口中的方法会被代理。
- 通过cglib动态代理：cglib是针对类来实现代理的，他的原理是对指定的目标类生成一个子类，并覆盖其中的方法实现增强，但因为采用的是继承，所以不能对final修饰的类进行代理。
单例模式的运用：
- tiny-spring默认是单例bean，在AbstractApplicationContext#refresh里注册bean定义，初始化后，默认用单例形式实例化bean：preInstantiateSingletons方法里获取beanDefinition的name后通过getBean(name)方法实例化bean，下次再getBean(name)时会先检查该name的beanDefinition里的bean是否已经实例化，如果已经实例化了，则返回那个bean的引用而不是再实例化一个新的bean返回
- 标准单例模式中一般的实现方式是：第一次通过getInstance(双重检查)实例化该类的对象并保存，下次再getInstance时返回该对象。
策略模式：这里有个想法，看ClassPathXMLApplicationContext构造方法可以知道是默认用自动装配的策略，在这里可以另外自己写个类继承AbstractBeanFactory，重写applyPropertyValues方法实现装配策略，在初始化的时候就可以选择不同的装配策略了。

简易版的Spring框架之AOP简单实现(对我来说不简单啊)