Java高手提薪精选–Spring源码解析到手写核心组件 | 已完结

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Java高手提薪精选：从Spring源码解析到手写核心组件实战指南

在当今Java开发领域，Spring框架已成为企业级应用开发的基石，深入理解Spring源码并能够手写核心组件是Java开发者实现技术突破与薪资跃迁的关键路径。本文将系统性地剖析Spring框架的核心设计思想，通过源码解析与手写实现相结合的方式，带领开发者从理论到实践，构建完整的Spring知识体系，掌握高薪必备的核心竞争力。

一、Spring框架核心架构解析

1.1 Spring整体架构设计

Spring框架采用分层架构设计，各模块职责分明而又协同工作：

• 核心容器(Core Container) ：包含Beans、Core、Context和SpEL模块，提供IoC和DI基础功能
• AOP与Instrumentation：实现面向切面编程和类加载器实现
• 数据访问/集成(Data Access/Integration) ：包含JDBC、ORM、OXM、JMS和事务模块
• Web：包含Web、Web-MVC、Web-Socket和Web-Portlet模块
• Test：支持单元测试和集成测试

设计模式应用：

• 工厂模式：BeanFactory是典型的工厂模式实现
• 代理模式：AOP基于动态代理实现
• 模板方法：JdbcTemplate等模板类减少样板代码
• 观察者模式：ApplicationEvent机制实现事件驱动7

1.2 IoC容器核心实现原理

Spring IoC容器是框架的核心，其工作流程可分为四个关键阶段：

1. 资源定位：通过ResourceLoader定位配置文件（XML或注解）
2. Bean定义载入：将配置信息转换为BeanDefinition对象
3. 注册：将BeanDefinition注册到BeanDefinitionRegistry
4. 依赖注入：根据依赖关系完成Bean的实例化与装配10

关键数据结构：

java

// Bean定义存储
private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);

// 单例对象缓存
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);

二、手写Spring核心组件实战

2.1 自定义简易IoC容器

2.1.1 基础注解定义

实现IoC容器首先需要定义核心注解：

java

// 类级别注解，标识组件
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyComponent {
    String value() default "";
}

// 字段注入注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAutowired {
}

// 配置扫描路径注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyComponentScan {
    String value() default "";
}

38

2.1.2 包扫描与Bean定义

实现包扫描功能是IoC容器的基础：

java

public class PackageScanner {
    public static List<Class<?>> scan(String packageName) throws Exception {
        List<Class<?>> classes = new ArrayList<>();
        String path = packageName.replace('.', '/');
        ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
        URL url = classLoader.getResource(path);
        File dir = new File(url.getFile());
        for (File file : dir.listFiles()) {
            if (file.isDirectory()) {
                classes.addAll(scan(packageName + "." + file.getName()));
            } else if (file.getName().endsWith(".class")) {
                String className = packageName + "." + file.getName()
                    .substring(0, file.getName().length() - 6);
                classes.add(Class.forName(className));
            }
        }
        return classes;
    }
}

10

2.1.3 Bean工厂实现

简易Bean工厂核心逻辑：

java

public class MyBeanFactory {
    private Map<String, Object> beanMap = new ConcurrentHashMap<>();
    private Map<String, Class<?>> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>();

    public void registerBeans(List<Class<?>> classes) throws Exception {
        for (Class<?> clazz : classes) {
            if (clazz.isAnnotationPresent(MyComponent.class)) {
                String beanName = clazz.getAnnotation(MyComponent.class).value();
                if (beanName.isEmpty()) {
                    beanName = clazz.getSimpleName().toLowerCase();
                }
                beanDefinitionMap.put(beanName, clazz);
            }
        }
    }

    public void doAutowired() throws Exception {
        for (Map.Entry<String, Class<?>> entry : beanDefinitionMap.entrySet()) {
            String beanName = entry.getKey();
            Class<?> clazz = entry.getValue();
            Object instance = createBean(clazz);
            beanMap.put(beanName, instance);
        }
    }

    private Object createBean(Class<?> clazz) throws Exception {
        Object instance = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
        for (Field field : clazz.getDeclaredFields()) {
            if (field.isAnnotationPresent(MyAutowired.class)) {
                field.setAccessible(true);
                String fieldBeanName = field.getType().getSimpleName().toLowerCase();
                Object fieldBean = beanMap.get(fieldBeanName);
                if (fieldBean == null) {
                    fieldBean = createBean(field.getType());
                    beanMap.put(fieldBeanName, fieldBean);
                }
                field.set(instance, fieldBean);
            }
        }
        return instance;
    }
}

310

2.2 实现简易AOP框架

2.2.1 AOP核心概念实现

java

// 切面注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAspect {
    String value() default "";
}

// 前置通知
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyBefore {
    String value();
}

// 后置通知
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAfter {
    String value();
}

15

2.2.2 动态代理实现

java

public class MyAopProxy implements InvocationHandler {
    private Object target;
    private Map<Method, List<Method>> adviceMethods = new HashMap<>();

    public Object getProxy(Object target) {
        this.target = target;
        return Proxy.newProxyInstance(
            target.getClass().getClassLoader(),
            target.getClass().getInterfaces(),
            this);
    }

    public void addAdvice(Method pointcut, Method advice) {
        adviceMethods.computeIfAbsent(pointcut, k -> new ArrayList<>()).add(advice);
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        // 执行前置通知
        List<Method> beforeAdvices = adviceMethods.get(method);
        if (beforeAdvices != null) {
            for (Method advice : beforeAdvices) {
                advice.invoke(advice.getDeclaringClass().newInstance());
            }
        }
        
        // 执行目标方法
        Object result = method.invoke(target, args);
        
        // 执行后置通知
        // ...
        
        return result;
    }
}

15

2.3 实现简易MVC框架

2.3.1 控制器注解定义

java

// 控制器注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyController {
    String value() default "";
}

// 请求映射注解
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyRequestMapping {
    String value() default "";
}

// 请求参数注解
@Target(ElementType.PARAMETER)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyRequestParam {
    String value() default "";
}