Spring越来越强，而我们越来越快餐！离开了Spring，居然API都写不出来了！
公众号程序猿DD
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2021-05-19 23:18
Spring 的崛起以及其功能的完善，现在可能绝大部分项目的开发都是使用 Spring（全家桶） 来进行开发，Spring也确实和其名字一样，是开发者的春天，Spring 解放了程序员的双手，而等到 SpringBoot出来之后配置文件大大减少，更是进一步解放了程序员的双手，但是也正是因为Spring家族产品的强大，使得我们习惯了面向 Spring 开发，那么假如有一天没有了 Spring，是不是感觉心里一空，可能一下子连最基本的接口都不会写了，尤其是没有接触过Servlet编程的朋友。因为加入没有了 Spring 等框架，那么我们就需要利用最原生的 Servlet 来自己实现接口路径的映射，对象也需要自己进行管理。Spring 能帮我们做什么
Spring 是为解决企业级应用开发的复杂性而设计的一款框架，Spring 的设计理念就是：简化开发。Spring 框架中，一切对象都是 bean，所以其通过面向 bean 编程（BOP），结合其核心思想依赖注入（DI）和面向切面(（AOP）编程，Spring 实现了其伟大的简化开发的设计理念。控制反转（IOC）
IOC 全称为：Inversion of Control。控制反转的基本概念是：不用创建对象，但是需要描述创建对象的方式。new 关键字，而使用了 Spring 之后，我们不在需要自己去 new 一个对象了，而是直接通过容器里面去取出来，再将其自动注入到我们需要的对象之中，即：依赖注入。Spring 进行管理，程序要只需要注入就可以了，所以才称之为控制反转。依赖注入（DI）
Spring 为了实现控制反转的一种实现方式，所有有时候我们也将控制反转直接称之为依赖注入。面向切面编程（AOP）
AOP 全称为：Aspect Oriented Programming。AOP是一种编程思想，其核心构造是方面（切面），即将那些影响多个类的公共行为封装到可重用的模块中，而使原本的模块内只需关注自身的个性化行为。AOP 编程的常用场景有：Authentication（权限认证）、Auto Caching（自动缓存处理）、Error Handling（统一错误处理）、Debugging（调试信息输出）、Logging（日志记录）、Transactions（事务处理）等。利用 Spring 来完成 Hello World
Spring 需要较多的配置文件，而 SpringBoot 省略了许多配置，相比较于原始的 Spring 又简化了不少，在这里我们就以 SpringBoot 为例来完成一个简单的接口开发。1、新建一个 maven项目，pom文件中引入依赖（省略了少部分属性）：
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.4.0</version>
<relativePath/>
</parent>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
2、新建一个 HelloController类：
package com.lonely.wolf.note.springboot.demo;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
@RequestMapping("/hello")
public class HelloController {
@GetMapping("/demo")
public String helloWorld(String name){
return "Hello：" + name;
}
}
3、最后新建一个 SpringBoot启动类：
package com.lonely.wolf.note.springboot;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication(scanBasePackages = "com.lonely.wolf.note.springboot")
class MySpringBootApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(MySpringBootApplication.class, args);
}
}
4、现在就可以输入测试路径： http://localhost:8080/hello/demo?name=双子孤狼进行测试，正常输出：Hello：双子孤狼。
SpringBoot 来完成一个简单的应用开发非常简单，可以不需要任何配置完成一个简单的应用，这是因为 SpringBoot 内部已经做好了约定（约定优于配置思想），包括容器 Tomcat 都被默认集成，所以我们不需要任何配置文件就可以完成一个简单的 demo 应用。假如没有了 Spring
Spring 来完成一个 Hello World 非常简单，但是假如没有了 Spring，我们又该如何完成这样的一个 Hello World 接口呢？基于 Servlet 开发
Servlet 进行开发，下面我们就基于原生的 Servlet 来完成一个简单的接口调用。1、 pom文件引入依赖，需要注意的是，package属性要设置成war包，为了节省篇幅，这里没有列出pom完整的信息：
<packaging>war</packaging>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>javax.servlet</groupId>
<artifactId>servlet-api</artifactId>
<version>2.4</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.commons</groupId>
<artifactId>commons-lang3</artifactId>
<version>3.7</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>fastjson</artifactId>
<version>1.2.72</version>
</dependency>
</dependencies>
2、在 src/main下面新建文件夹webapp/WEB-INF，然后在WEB-INF下面新建一个web.xml文件：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee" xmlns:javaee="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"
xmlns:web="http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd"
xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee http://java.sun.com/xml/ns/j2ee/web-app_2_4.xsd"
version="2.4">
<display-name>Lonely Wolf Web Application</display-name>
<servlet>
<servlet-name>helloServlet</servlet-name>
<servlet-class>com.lonely.wolf.mini.spring.servlet.HelloServlet</servlet-class>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>helloServlet</servlet-name>
<url-pattern>/hello/*</url-pattern>
</servlet-mapping>
</web-app>
selvlet 和 servlet-mapping 两个标签，这两个标签必须一一对应，上面的标签定义了 servlet 的位置，而下面的 servlet-mapping 文件定义了路径的映射，这两个标签通过 servlet-name 标签对应。3、新建一个 HelloServlet类继承HttpServlet：
package com.lonely.wolf.mini.spring.servlet;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
/**
* 原始Servlet接口编写，一般需要实现GET和POST方法，其他方法可以视具体情况选择性继承
*/
public class HelloServlet extends HttpServlet {
@Override
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
this.doPost(request,response);
}
@Override
protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
response.getWriter().write("Hello：" + request.getParameter("name"));
}
}
4、执行 maven打包命令，确认成功打包成war包：
5、 RUN-->Edit Configurations，然后点击左上角的+号，新建一个Tomcat Server，如果是第一次配置，默认没有Tomcat Server选项，需要点击底部的xx more items...：
6、点击右边的 Deployment，然后按照下图依次点击，最后在弹框内找到上面打包好的war包文件：
7、选中之后，需要注意的是，下面 Application Context默认会带上war包名，为了方便，我们需要把它删掉，即不用上下文路径，只保留一个根路径/（当然上下文也可以保留，但是每次请求都要带上这一部分）， 再选择Apply，点击OK，即可完成部署：
8、最后我们在浏览器输入请求路径 http://localhost:8080/hello?name=双子孤狼，即可得到返回：Hello：双子孤狼。
Servlet 的接口开发，可以看到，配置非常麻烦，每增加一个 Servlet 都需要增加对应的配置，所以才会有许多框架的出现来帮我们简化开发，比如原来很流行的 Struts2 框架，当然现在除了一些比较老的项目，一般我们都很少使用，而更多的是选择 Spring 框架来进行开发。模仿Spring
Spring 的源码体系非常庞大，大部分人对其源码都敬而远之。确实，Spring 毕竟经过了这么多年的迭代，功能丰富，项目庞大，不是一下子就能看懂的。虽然 Spring 难以理解，但是其最核心的思想仍然是我们上面介绍的几点，接下来就基于 Spring 最核心的部分来模拟，自己动手实现一个超级迷你版本的 Spring（此版本并不包含 AOP 功能）。1、 pom依赖和上面保持不变，然后web.xml作如下改变，这里会拦截所有的接口/*，然后多配置了一个参数，这个参数其实也是为了更形象的模拟Spring：
<servlet>
<servlet-name>myDispatcherServlet</servlet-name>
<servlet-class>com.lonely.wolf.mini.spring.v1.MyDispatcherServlet</servlet-class>
<init-param>
<param-name>defaultConfig</param-name>
<param-value>application.properties</param-value>
</init-param>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>myDispatcherServlet</servlet-name>
<url-pattern>/*</url-pattern>
</servlet-mapping>
2、在 respurces下面新建一个配置文件application.properties，用来定义扫描的基本路径：
basePackages=com.lonely.wolf.mini.spring
3、创建一些相关的注解类：
package com.lonely.wolf.mini.spring.annotation;
import java.lang.annotation.*;
@Target({ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface WolfAutowired {
String value() default "";
}
package com.lonely.wolf.mini.spring.annotation;
import java.lang.annotation.*;
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface WolfController {
String value() default "";
}
package com.lonely.wolf.mini.spring.annotation;
import java.lang.annotation.*;
@Target({ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface WolfGetMapping {
String value() default "";
}
package com.lonely.wolf.mini.spring.annotation;
import java.lang.annotation.*;
@Target({ElementType.PARAMETER})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface WolfRequestParam {
String value() default "";
}
package com.lonely.wolf.mini.spring.annotation;
import java.lang.annotation.*;
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface WolfService {
String value() default "";
}
4、这个时候最核心的逻辑就是 MyDispatcherServlet类了：
package com.lonely.wolf.mini.spring.v1;
import com.lonely.wolf.mini.spring.annotation.*;
import com.lonely.wolf.mini.spring.v1.config.MyConfig;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import javax.servlet.ServletConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.net.URL;
import java.util.*;
public class MyDispatcherServlet extends HttpServlet {
private MyConfig myConfig = new MyConfig();
private List<String> classNameList = new ArrayList<String>();
private Map<String,Object> iocContainerMap = new HashMap<>();
private Map<String,HandlerMapping> handlerMappingMap = new HashMap<>();
@Override
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
this.doPost(request,response);
}
@Override
protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
try {
this.doDispatch(request, response);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
private void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception{
String requestUrl = this.formatUrl(request.getRequestURI());
HandlerMapping handlerMapping = handlerMappingMap.get(requestUrl);
if (null == handlerMapping){
response.getWriter().write("404 Not Found");
return;
}
//获取方法中的参数类型
Class<?>[] paramTypeArr = handlerMapping.getMethod().getParameterTypes();
Object[] paramArr = new Object[paramTypeArr.length];
for (int i=0;i<paramTypeArr.length;i++){
Class<?> clazz = paramTypeArr[i];
//参数只考虑三种类型，其他不考虑
if (clazz == HttpServletRequest.class){
paramArr[i] = request;
}else if (clazz == HttpServletResponse.class){
paramArr[i] = response;
} else if (clazz == String.class){
Map<Integer,String> methodParam = handlerMapping.getMethodParams();
paramArr[i] = request.getParameter(methodParam.get(i));
}else{
System.out.println("暂不支持的参数类型");
}
}
//反射调用controller方法
handlerMapping.getMethod().invoke(handlerMapping.getTarget(), paramArr);
}
private String formatUrl(String requestUrl) {
requestUrl = requestUrl.replaceAll("/+","/");
if (requestUrl.lastIndexOf("/") == requestUrl.length() -1){
requestUrl = requestUrl.substring(0,requestUrl.length() -1);
}
return requestUrl;
}
@Override
public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
//1.加载配置文件
try {
doLoadConfig(config.getInitParameter("defaultConfig"));
} catch (Exception e) {
System.out.println("加载配置文件失败");
return;
}
//2.根据获取到的扫描路径进行扫描
doScanPacakge(myConfig.getBasePackages());
//3.将扫描到的类进行初始化，并存放到IOC容器
doInitializedClass();
//4.依赖注入
doDependencyInjection();
System.out.println("DispatchServlet Init End..." );
}
private void doDependencyInjection() {
if (iocContainerMap.size() == 0){
return;
}
//循环IOC容器中的类
Iterator<Map.Entry<String,Object>> iterator = iocContainerMap.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()){
Map.Entry<String,Object> entry = iterator.next();
Class<?> clazz = entry.getValue().getClass();
Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
//属性注入
for (Field field : fields){
//如果属性有WolfAutowired注解则注入值（暂时不考虑其他注解）
if (field.isAnnotationPresent(WolfAutowired.class)){
String value = toLowerFirstLetterCase(field.getType().getSimpleName());//默认bean的value为类名首字母小写
if (field.getType().isAnnotationPresent(WolfService.class)){
WolfService wolfService = field.getType().getAnnotation(WolfService.class);
value = wolfService.value();
}
field.setAccessible(true);
try {
Object target = iocContainerMap.get(beanName);
if (null == target){
System.out.println(clazz.getName() + "required bean:" + beanName + ",but we not found it");
}
field.set(entry.getValue(),iocContainerMap.get(beanName));//初始化对象，后面注入
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//初始化HanderMapping
String requestUrl = "";
//获取Controller类上的请求路径
if (clazz.isAnnotationPresent(WolfController.class)){
requestUrl = clazz.getAnnotation(WolfController.class).value();
}
//循环类中的方法，获取方法上的路径
Method[] methods = clazz.getMethods();
for (Method method : methods){
//假设只有WolfGetMapping这一种注解
if(!method.isAnnotationPresent(WolfGetMapping.class)){
continue;
}
WolfGetMapping wolfGetMapping = method.getDeclaredAnnotation(WolfGetMapping.class);
requestUrl = requestUrl + "/" + wolfGetMapping.value();//拼成完成的请求路径
//不考虑正则匹配路径/xx/* 的情况，只考虑完全匹配的情况
if (handlerMappingMap.containsKey(requestUrl)){
System.out.println("重复路径");
continue;
}
Annotation[][] annotationArr = method.getParameterAnnotations();//获取方法中参数的注解
Map<Integer,String> methodParam = new HashMap<>();//存储参数的顺序和参数名
retryParam:
for (int i=0;i<annotationArr.length;i++){
for (Annotation annotation : annotationArr[i]){
if (annotation instanceof WolfRequestParam){
WolfRequestParam wolfRequestParam = (WolfRequestParam) annotation;
methodParam.put(i,wolfRequestParam.value());//存储参数的位置和注解中定义的参数名
continue retryParam;
}
}
}
requestUrl = this.formatUrl(requestUrl);//主要是防止路径多了/导致路径匹配不上
HandlerMapping handlerMapping = new HandlerMapping();
handlerMapping.setRequestUrl(requestUrl);//请求路径
handlerMapping.setMethod(method);//请求方法
handlerMapping.setTarget(entry.getValue());//请求方法所在controller对象
handlerMapping.setMethodParams(methodParam);//请求方法的参数信息
handlerMappingMap.put(requestUrl,handlerMapping);//存入hashmap
}
}
}
/**
* 初始化类，并放入容器iocContainerMap内
*/
private void doInitializedClass() {
if (classNameList.isEmpty()){
return;
}
for (String className : classNameList){
if (StringUtils.isEmpty(className)){
continue;
}
Class clazz;
try {
clazz = Class.forName(className);//反射获取对象
if (clazz.isAnnotationPresent(WolfController.class)){
String value = ((WolfController)clazz.getAnnotation(WolfController.class)).value();
//如果直接指定了value则取value，否则取首字母小写类名作为key值存储类的实例对象
iocContainerMap.put(StringUtils.isBlank(value) ? toLowerFirstLetterCase(clazz.getSimpleName()) : value,clazz.newInstance());
}else if(clazz.isAnnotationPresent(WolfService.class)){
String value = ((WolfService)clazz.getAnnotation(WolfService.class)).value();
iocContainerMap.put(StringUtils.isBlank(value) ? toLowerFirstLetterCase(clazz.getSimpleName()) : value,clazz.newInstance());
}else{
System.out.println("不考虑其他注解的情况");
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("初始化类失败，className为" + className);
}
}
}
/**
* 将首字母转换为小写
* @param className
* @return
*/
private String toLowerFirstLetterCase(String className) {
if (StringUtils.isBlank(className)){
return "";
}
String firstLetter = className.substring(0,1);
return firstLetter.toLowerCase() + className.substring(1);
}
/**
* 扫描包下所有文件获取全限定类名
* @param basePackages
*/
private void doScanPacakge(String basePackages) {
if (StringUtils.isBlank(basePackages)){
return;
}
//把包名的.替换为/
String scanPath = "/" + basePackages.replaceAll("\\.","/");
URL url = this.getClass().getClassLoader().getResource(scanPath);//获取到当前包所在磁盘的全路径
File files = new File(url.getFile());//获取当前路径下所有文件
for (File file : files.listFiles()){//开始扫描路径下的所有文件
if (file.isDirectory()){//如果是文件夹则递归
doScanPacakge(basePackages + "." + file.getName());
}else{//如果是文件则添加到集合。因为上面是通过类加载器获取到的文件路径，所以实际上是class文件所在路径
classNameList.add(basePackages + "." + file.getName().replace(".class",""));
}
}
}
/**
* 加载配置文件
* @param configPath - 配置文件所在路径
*/
private void doLoadConfig(String configPath) {
InputStream inputStream = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(configPath);
Properties properties = new Properties();
try {
properties.load(inputStream);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("加载配置文件失败");
}
properties.forEach((k, v) -> {
try {
Field field = myConfig.getClass().getDeclaredField((String)k);
field.setAccessible(true);
field.set(myConfig,v);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("初始化配置类失败");
return;
}
});
}
}
5、这个 Servlet相比较于上面的HelloServlet多了一个init方法，这个方法中主要做了以下几件事情：
doLoadConfig）。1 步加载出来的配置文件，获取到需要扫描的包路径，然后将包路径进行转换成实际的磁盘路径，并开始遍历磁盘路径下的所有 class 文件，最终经过转换之后得到扫描路径下的所有类的全限定类型，存储到全局变量 classNameList 中（对应方法：doScanPacakge）。2 步中得到的全局变量 classNameList 中的类通过反射进行初始化（需要注意的是只会初始化加了指定注解的类）并将得到的对应关系存储到全局变量 iocContainerMap 中（即传说中的 IOC 容器），其中 key 值为注解中的 value 属性，如 value 属性为空，则默认取首字母小写的类名作为 key 值进行存储（对应方法：doInitializedClass）。IOC 容器中的所有类的属性进行赋值并且需要对 Controller 中的请求路径进行映射存储，为了确保最后能顺利调用 Controller 中的方法，还需要将方法的参数进行存储 。对属性进行映射时只会对加了注解的属性进行映射，映射时会从 IOC 容器中取出第 3 步中已经初始化的实例对象进行赋值，最后将请求路径和 Controller 中方法的映射关系存入变量 handlerMappingMap，key 值为请求路径，value 为方法的相关信息 （对应方法：doDependencyInjection）。6、存储请求路径和方法的映射关系时，需要用到 HandlerMapping类来进行存储：
package com.lonely.wolf.mini.spring.v1;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Map;
//省略了getter/setter方法
public class HandlerMapping {
private String requestUrl;
private Object target;//保存方法对应的实例
private Method method;//保存映射的方法
private Map<Integer,String> methodParams;//记录方法参数
}
7、初始化完成之后，因为拦截了 /*，所以调用任意接口都会进入MyDispatcherServlet，而且最终都会执行方法doDispatch，执行这个方法时会拿到请求的路径，然后和全局变量handlerMappingMap进行匹配，匹配不上则返回404，匹配的上则取出必要的参数进行赋值，最后通过反射调用到Controller中的相关方法。8、新建一个 HelloController和HelloService来进行测试：
package com.lonely.wolf.mini.spring.controller;
import com.lonely.wolf.mini.spring.annotation.WolfAutowired;
import com.lonely.wolf.mini.spring.annotation.WolfController;
import com.lonely.wolf.mini.spring.annotation.WolfGetMapping;
import com.lonely.wolf.mini.spring.annotation.WolfRequestParam;
import com.lonely.wolf.mini.spring.service.HelloService;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
@WolfController
public class HelloController {
@WolfAutowired
private HelloService helloService;
@WolfGetMapping("/hello")
public void query(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response, @WolfRequestParam("name") String name) throws IOException {
response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
response.getWriter().write("Hello：" + name);
}
}
package com.lonely.wolf.mini.spring.service;
import com.lonely.wolf.mini.spring.annotation.WolfService;
@WolfService(value = "hello_service")//为了演示能否正常取value属性
public class HelloService {
}
9、输入测试路径： http://localhost:8080////hello?name=双子孤狼， 进行测试发现可以正常输出：Hello：双子孤狼。
Spring 的核心思想，并了解 Spring 到底帮助我们做了什么，实际上 Spring 能帮我们做的事情远比这个例子中多得多，Spring 体系庞大，设计优雅，经过了多年的迭代优化，是一款非常值得研究的框架。总结
Spring 核心功能开始入手，从如何利用 Spring 完成一个应用开发，讲述到假如没有 Spring 我们该如何基于 Servlet 进行开发，最后再通过一个简单的例子体验了 Spring 的核心思想。往期推荐
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