学习记录：DAY20
技术探索之旅：YAML配置，依赖注入、控制反转与Java注解
前言
最近有点懒了，太松懈可不行。为了让自己保持学习的动力，我决定将最近的学习内容整理成博客，目标是让未来的自己也能轻松理解。我会尽量以整体记录的方式呈现，所以一篇博客可能会分几天完成。今天，我们先来研究一下依赖注入和控制反转，顺便把昨天的 YAML 配置映射的博客补充一下。
日程
- 8点：中午稍微看了一点内容，先来写博客，再看看今天晚上能学到多少东西。
- 11点：下班吧，复习一会儿。
学习记录
操作系统
- 分段存储管理
- 段页式管理
学习内容
省流
- YAML 配置文件
- 依赖注入与控制反转
- Java 注解
1. YAML 配置文件
问题背景
在一轮项目中，我将一些配置相关的常量写到了单例里面。这种方法的优点是实现简单，但不利于更改，尤其是在将项目作为 JAR 包部署到服务器时。将配置信息写入 YAML 文件，主要就是为了解决这个问题。
实现方式
主要调用了 Jackson 的 YAML 解析依赖：
<!-- YAML 格式解析器 -->
<dependency><groupId>com.fasterxml.jackson.dataformat</groupId><artifactId>jackson-dataformat-yaml</artifactId><version>2.17.1</version>
</dependency>
以我现在的 YAML 配置文件为例：
# Tomcat 相关配置
tomcat:# 端口port: 8080# webapp 目录webappDir: "Anykat-application/src/webapp"# 扫描的目录classesDir: "Anykat-application/target/classes"# Jwt 相关配置
jwt:# Jwt 密钥secretKey: "ProjectAnykatKaCatIsMyLongLongSecretKeyTo256Bits"# 管理员 Jwt 密钥adminSecretKey: "ProjectAnykatKaCatIsMyLongLongSecretKeyTo256BitsUsingByAdmin"# 有效时间expireTime: 21600000 # 6h
通过一个单例来管理：
public class AppConfig {private TomcatConfig tomcat;private JwtConfig jwt;// 私有静态实例变量private static volatile AppConfig instance;// 私有构造函数防止外部实例化private AppConfig() throws FileNotFoundException {}// 获取单例的静态方法public static AppConfig getInstance() throws FileNotFoundException {if (instance == null) {...}return instance;}
}
在单例实例化时进行加载：
// 加载配置文件
Yaml yaml = new Yaml();
instance = yaml.loadAs(new FileInputStream("config.yml"),AppConfig.class
);
缺点
这种方法的实现比较粗糙简单，它对 YAML 字段的对应有严格要求，且必须有相应的实体类来接收 YAML 映射。因为通过单例进行加载，所以不支持热更新。
改进建议
- 通过反射和动态代理来生成对应字段的实体类，不依赖硬编码的实体类。
- 把单例模式换成其他模式，来支持配置的热更新。
2. 依赖注入与控制反转
作用分析
首先，我们来了解一下这是一种什么工作模式：
- 不直接创建实体类的对象，而是先把实体类交给 IoC 容器管理（控制反转），在需要使用时，再从容器中取出对应的对象（依赖注入）。
- 对比直接通过
new创建对象，这样做的好处包括：- 生命周期管理：自动处理对象销毁，避免内存泄漏；处理复杂的生命周期（单独实例/共享单例实例）。
- 依赖关系管理：装配时自动处理依赖的装配；解决循环依赖、嵌套依赖（三层缓冲）。
- 低耦合度：实例替换；单元测试（
mockBean替换）。 - 可配置性和灵活性：可以在不修改代码的情况下通过配置改变应用程序行为；支持运行时决定具体实现（如根据环境选择不同实现）。
- 集中管理：所有对象的创建和依赖关系在一个地方管理；便于维护和了解系统整体结构。
原理分析
Spring Boot 中的依赖注入主要有以下核心功能：
- 注册组件（类）
- 管理组件实例
- 自动解析依赖关系
- 提供获取 Bean 的接口
工作流程如下：
-
组件注册阶段：
- 启动时扫描配置的包路径。
- 将被注解的类转换为
BeanDefinition对象。 - 注册到
BeanDefinitionRegistry（由DefaultListableBeanFactory实现）：- 使用
beanDefinitionMap（ConcurrentHashMap）存储 Bean 的定义。 - 维护
beanDefinitionNames列表保持顺序。
- 使用
-
预处理阶段：
- 执行
BeanFactoryPostProcessor（可修改BeanDefinition）。 - 处理一些元数据相关的注解。
- 预解析依赖关系。
- 执行
-
实例化管理阶段（
DefaultListableBeanFactory）：- 按依赖顺序实例化：
- 通过
createBean()创建实例。 - 使用三级缓存解决循环依赖。
- 依赖注入（
@Autowired由AutowiredAnnotationBeanPostProcessor处理）。 - 调用初始化方法（
@PostConstruct）。
- 通过
- 存储单例 Bean 到
singletonObjects（ConcurrentHashMap）。
- 按依赖顺序实例化：
-
运行时阶段：
- 处理
getBean()请求。 - 管理生命周期（包括销毁过程）。
- 处理作用域（单例/原型/请求/会话等）。
- 处理
重要概念：
BeanDefinition不等同于 Bean 本身，它是 Bean 的解释。- 比如：Bean 是一道要做的菜，
BeanDefinition是这道菜的菜谱。 Registry是管理这些菜谱的管理员。Factory是负责做菜的那个厨神。
- 比如：Bean 是一道要做的菜，
流程图：
源码分析
这是不得不品鉴的一环。先 clone 一下 Spring Framework 的源码：Spring Framework 源码。然后我自己慢慢看源码（略过了哈）。
3. Java 注解
在正式编写自己的 BeanFactory 方法之前，先来了解一下关于 Java 注解的基本知识。
Java 提供了一些内置注解：
@Override：表示方法覆盖了父类中的方法。@Deprecated：表示元素已过时，不推荐使用。@SuppressWarnings：告诉编译器忽略特定警告。@SafeVarargs：断言方法或构造器不会对其可变参数执行不安全的操作。@FunctionalInterface：表示接口是函数式接口（Java 8）。
而实现自己的注解，则要用到 Java 的元注解：
@Target：指定注解可以应用的位置（如TYPE（类、接口、注解、枚举）、METHOD（方法）、FIELD（字段、常量）等）。@Retention：指定注解的保留策略（SOURCE（源码级，编译时丢弃）、CLASS（类文件，运行时不加载）、RUNTIME（运行时））。@Documented：表示注解应包含在 Javadoc 中。@Inherited：表示子类可以继承父类的注解。@Repeatable：表示注解可以在同一位置重复使用（Java 8）。
示例：
@Target({ElementType.CONSTRUCTOR, ElementType.FIELD, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Autowired {
}
重要说明：
注解的本身没有任何作用，它只是做了一个标记。例如，@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 以属性表的形式存储在 .class 文件中，在运行时可以通过反射扫描到对应的字段。
结语
真的快把我看麻了，距离能够自己实现一个依赖注入还有很长的路要走，加油吧！