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《从零构建一个简易的IOC容器，理解Spring的核心思想》

news 来源：原创 2025/7/26 15:00:07

大家好呀！今天我们要一起探索Java开发中最神奇的魔法之一 —— Spring框架的IOC容器！🧙‍♂️ 我会用最最最简单的方式，让你彻底明白这个看似高深的概念。准备好了吗？Let’s go! 🚀

一、什么是IOC容器？🍯

想象你有一个超级大的玩具箱🎁，里面装满了各种玩具。以前你要玩某个玩具时，得自己伸手进去找（new 对象()）。现在有了IOC容器，就像有个智能机器人🤖帮你管理玩具箱，你只需要说：“我要玩小汽车！🚗”，机器人就会自动找到并递给你 —— 这就是IOC（控制反转）！

专业点说：IOC(Inversion of Control)控制反转就是把创建和管理对象的控制权从程序员手中"反转"给了容器。

二、为什么要用IOC？🤔

举个生活中的例子🌰：

没有IOC时：

// 你要喝咖啡，得自己种咖啡豆、磨粉、冲泡...
Coffee coffee = new Coffee();
coffee.drink();

有IOC时：

// 只需要去咖啡店说"我要一杯咖啡"
@Autowired
Coffee coffee;  // 咖啡自动送到你面前
coffee.drink();

IOC的好处：

  1. 不用自己new对象了，省事！😌
  2. 方便统一管理对象
  3. 降低代码耦合度（类之间不那么依赖了）
  4. 更容易测试和维护

三、手写迷你IOC容器实战 ✍️

现在，让我们从零开始造一个超简易IOC容器！分三步走：

第1步：创建容器类 🏗️

public class MyMiniContainer {// 用来存放所有bean的Map，key是名字，value是对象private Map beans = new HashMap<>();// 注册bean的方法public void registerBean(String name, Object bean) {beans.put(name, bean);}// 获取bean的方法public Object getBean(String name) {return beans.get(name);}
}

第2步：测试我们的容器 🧪

public class Test {public static void main(String[] args) {// 1. 创建容器MyMiniContainer container = new MyMiniContainer();// 2. 创建对象并放入容器UserService userService = new UserServiceImpl();container.registerBean("userService", userService);// 3. 需要时从容器获取UserService service = (UserService) container.getBean("userService");service.sayHello();  // 输出: Hello World!}
}

第3步：实现自动依赖注入 🎯

上面的容器太简单了，我们来升级它，实现自动"@Autowired"功能！

public class EnhancedContainer {private Map beans = new HashMap<>();// 新增：根据类型自动注入依赖public void autowire(Object bean) throws Exception {Field[] fields = bean.getClass().getDeclaredFields();for (Field field : fields) {if (field.isAnnotationPresent(Autowired.class)) {// 获取字段类型Class fieldType = field.getType();// 从容器找对应类型的实例Object dependency = findBeanByType(fieldType);// 设置字段值field.setAccessible(true);field.set(bean, dependency);}}}// 根据类型查找beanprivate Object findBeanByType(Class type) {for (Object bean : beans.values()) {if (type.isAssignableFrom(bean.getClass())) {return bean;}}throw new RuntimeException("找不到类型为 " + type.getName() + " 的bean");}
}

四、Spring IOC容器的完整实现思路 🧩

现在让我们看看真正的Spring IOC是怎么做的（简化版）：

  1. 配置读取阶段 📖

    • 读取XML配置或扫描注解
    • 识别哪些类需要被管理

  2. 实例化阶段 🏭

    • 通过反射创建Bean实例
    • 放到一个叫"BeanFactory"的大Map里

  3. 依赖注入阶段 💉

    • 检查每个Bean的@Autowired注解
    • 把依赖的其他Bean注入进去

  4. 初始化阶段 🎉

    • 调用初始化方法
    • 处理AOP代理等增强功能

五、完整手写IOC容器代码 🖥️

下面是一个相对完整的简易IOC容器实现：

// 自定义Autowired注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAutowired {
}// 自定义Component注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyComponent {String value() default "";
}// IOC容器核心类
public class MyIOCContainer {private Map beans = new ConcurrentHashMap<>();// 初始化容器public void init(String basePackage) throws Exception {// 1. 扫描包路径下的所有类Set> classes = scanPackage(basePackage);// 2. 创建所有带有@MyComponent注解的类的实例createBeans(classes);// 3. 自动注入依赖autowireBeans();}// 扫描包路径下的所有类private Set> scanPackage(String basePackage) {// 实现略，可以使用反射工具包return new HashSet<>();}// 创建Bean实例private void createBeans(Set> classes) throws Exception {for (Class clazz : classes) {if (clazz.isAnnotationPresent(MyComponent.class)) {MyComponent component = clazz.getAnnotation(MyComponent.class);String beanName = component.value().isEmpty() ? clazz.getSimpleName() : component.value();Object instance = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();beans.put(beanName, instance);}}}// 自动注入依赖private void autowireBeans() throws Exception {for (Object bean : beans.values()) {autowireBean(bean);}}// 为单个Bean注入依赖private void autowireBean(Object bean) throws Exception {Field[] fields = bean.getClass().getDeclaredFields();for (Field field : fields) {if (field.isAnnotationPresent(MyAutowired.class)) {Object dependency = findBeanByType(field.getType());field.setAccessible(true);field.set(bean, dependency);}}}// 根据类型查找Beanprivate Object findBeanByType(Class type) {for (Object bean : beans.values()) {if (type.isAssignableFrom(bean.getClass())) {return bean;}}throw new RuntimeException("找不到类型为 " + type.getName() + " 的bean");}// 获取Beanpublic Object getBean(String name) {return beans.get(name);}
}

六、Spring IOC的更多魔法 ✨

真正的Spring IOC容器比我们的简易版强大得多，它还有：

  1. Bean作用域 🔍

    • Singleton：单例（默认）
    • Prototype：每次获取新实例
    • Request/Session/Application：Web相关作用域

  2. 生命周期回调 ⏳

    • @PostConstruct：初始化方法
    • @PreDestroy：销毁前方法

  3. 条件化Bean ☑️

    • @Conditional：满足条件才创建Bean

  4. Bean后处理器 🔧

    • BeanPostProcessor：对Bean进行额外处理

七、面试常问的IOC问题 💼

  1. IOC和DI有什么区别？

    • IOC是思想（控制反转）
    • DI是实现方式（依赖注入）
    • 好比：IOC是"不用自己做饭"，DI是"外卖送到家" 🍔

  2. Spring容器启动流程是怎样的？

    1. 加载配置
    2. 解析成BeanDefinition
    3. 注册到BeanFactory
    4. 实例化非懒加载的单例Bean
    5. 发布容器启动事件

  3. 循环依赖怎么解决？

    • Spring使用三级缓存：
      • 一级缓存：完整Bean
      • 二级缓存：早期暴露的Bean（还没注入属性）
      • 三级缓存：Bean工厂（能创建Bean）

八、实际项目中的应用案例 🏢

假设我们在开发一个电商系统🛒：

@MyComponent
public class OrderService {@MyAutowiredprivate PaymentService paymentService;@MyAutowired private InventoryService inventoryService;public void placeOrder(Order order) {inventoryService.checkStock(order);paymentService.processPayment(order);// 创建订单...}
}// 使用时：
public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {MyIOCContainer container = new MyIOCContainer();container.init("com.ecommerce");OrderService orderService = (OrderService) container.getBean("orderService");orderService.placeOrder(new Order());}
}

九、性能优化小贴士 ⚡

  1. 合理使用作用域：

    • 无状态服务用Singleton
    • 有状态服务考虑Prototype

  2. 延迟加载：

    • @Lazy注解减少启动时间

  3. 避免过度依赖注入：

    • 一个类最好不要超过5个依赖

  4. 使用构造器注入：

    • 比字段注入更利于测试和不变性

十、常见错误排查 🚨

  1. NoSuchBeanDefinitionException：

    • 检查是否加了@Component
    • 扫描包路径是否正确

  2. BeanCurrentlyInCreationException（循环依赖）：

    • 使用@Lazy打破循环
    • 重构代码解耦

  3. 注入的Bean为null：

    • 检查是否在容器外使用@Autowired
    • 字段是否是private

十一、总结 🎓

今天我们从小白的角度，一步步揭开了Spring IOC容器的神秘面纱：

  1. IOC就像智能玩具箱🤖，帮你管理所有对象
  2. 核心思想是"控制反转"和"依赖注入"
  3. 自己动手实现了一个迷你IOC容器
  4. 了解了Spring容器的更多高级特性

记住，理解IOC的关键是明白：不要来找我，我会去找你 —— 这就是控制反转的精髓！💡

希望这篇文章能让你对Spring IOC有全新的认识！如果有任何问题，欢迎留言讨论~ 😊

思考题：如果让你给这个迷你容器添加AOP功能，你会怎么设计呢？🤔

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编程日记 2025/7/25 9:48:34

全模态具身智能：从 VLM 到 MLLM

写在前面 人工智能的感知边界正在以前所未有的速度扩展。最初，我们惊叹于大型语言模型（LLM）对文本的深刻理解和流畅生成。很快，视觉语言模型（Vision-Language Models, VLM） 登场，让 AI 第一次真正“看见”了世界，能够理解图像内容并将其与语言关联，实现了“看图说话”…...

编程日记 2025/7/24 8:10:21

C++入门小馆： 二叉搜索树

嘿&#xff0c;各位技术潮人&#xff01;好久不见甚是想念。生活就像一场奇妙冒险&#xff0c;而编程就是那把超酷的万能钥匙。此刻&#xff0c;阳光洒在键盘上&#xff0c;灵感在指尖跳跃&#xff0c;让我们抛开一切束缚&#xff0c;给平淡日子加点料&#xff0c;注入满满的pa…...

编程日记 2025/7/25 22:03:16

C++.IP协议通信

C++IP协议通信 1. TCP协议通信1.1 服务端实现创建套接字绑定地址监听连接接受连接数据传输关闭连接1.2 客户端实现创建套接字连接服务器数据传输关闭连接1.3 示例代码服务端代码示例客户端代码示例绑定地址接收数据发送数据关闭套接字2.2 客户端实现创建套接字发送数据接收数据…...

编程日记 2025/7/24 13:44:57

虚幻引擎5-Unreal Engine笔记之UE编辑器退出时的保存弹框

虚幻引擎5-Unreal Engine笔记之UE编辑器退出时的保存弹框 code review! 文章目录 虚幻引擎5-Unreal Engine笔记之UE编辑器退出时的保存弹框1. 退出编辑器时弹出的“Save Content”窗口2. File 菜单中的保存选项3. 区别总结 1. 退出编辑器时弹出的“Save Content”窗口 退出时…...

编程日记 2025/7/22 22:07:41

【KEIL】更新AC6编译器

看过部分的文章&#xff0c;Arm Compiler 6&#xff08;AC6&#xff09;编译器&#xff0c;相比AC5在编译速度和代码优化上提升了。因此&#xff0c;笔者决定升级到AC6的最新版本。可以更新keil5到最新版本&#xff0c;上面集成AC6编译器的版本&#xff0c;与最新版相差不远。假…...

编程日记 2025/7/26 14:00:05

Mosquitto MQTT库实战指南

目录 1. MQTT协议简介2. Mosquitto概述3. 开源MQTT实现对比4. 为什么选择Mosquitto5. Mosquitto的交叉编译6. MQTT发布订阅实战7. 进阶应用与最佳实践8. 总结 1. MQTT协议简介 MQTT&#xff08;Message Queuing Telemetry Transport&#xff09;是一种基于发布/订阅模式的轻…...

编程日记 2025/7/25 7:47:53

C语音学习---函数指针

目录 1. 函数指针解析 2. 自定义实现&#xff08;函数指针赋值&#xff09; 利用下面一段例子来解析&#xff1a; int (*set_slave)(modbus_t *ctx, int slave); 1. 函数指针解析 set_slave 是一个 函数指针&#xff0c;指向一个函数。 该函数接受两个参数&#xff1a; mo…...

编程日记 2025/7/23 5:02:27

04.three官方示例+编辑器+AI快速学习webgl_animation_skinning_additive_blending

本实例主要讲解内容 这个示例展示了Three.js中**骨骼动画的叠加混合(Additive Animation Blending)**技术。通过加载一个机器人模型&#xff0c;演示了如何在基础动画(如站立、行走、跑步)之上叠加额外的动画效果(如潜行姿态、悲伤表情、点头同意等)&#xff0c;实现更丰富的角…...

编程日记 2025/7/25 22:36:22

WSL配置docker启动nacos容器load derby-schema.sql error.问题解决方案

nacos配置问题 问题再现查看错误logsQWEN的解答不挂载/data结论 问题再现 本来想要本地跑一下nacos,之前都是直接在Linux环境下面&#xff0c;现在就使用windows的wsl跑一下nacos,之前是需要先配置/conf文件下面的porperties文件以及构建对应的nacos-config数据库。所以我使用…...

编程日记 2025/7/25 14:32:49

游戏引擎学习第272天:显式移动转换

回顾并为今天的内容铺垫背景 我们刚开始为游戏主角编写一些程序逻辑&#xff0c;因为我们之前已经完成了大部分引擎方面的开发&#xff0c;现在可以专注在角色身上。这个角色的移动方式会有些特别&#xff0c;与大多数游戏角色的运动机制不太一样。我们当前正在实现的控制方式…...

编程日记 2025/7/24 15:24:23

AVL树解析

插入操作 // 插入操作 bool insert(const pair<K, V>& kv) {// 若树为空&#xff0c;直接构造&#xff0c;new一个if (_root nullptr) {_root new Node(kv);return true;}// 用于遍历树的当前节点Node* cur _root;// 用于记录当前节点的父节点Node* parent n…...

编程日记 2025/7/23 8:39:00

vue 中的数据代理

在 Vue 中&#xff0c;数据代理&#xff08;Data Proxy&#xff09; 是 Vue 实现 MVVM 模式 的关键技术之一。Vue 使用数据代理让你可以通过 this.message 访问 data.message&#xff0c;而不需要写 this.data.message —— 这大大简化了模板和逻辑代码。 我们来深入理解它的本…...

编程日记 2025/7/26 7:04:31