技術探索之旅：YAML配置，依賴注入、控制反轉與Java注解
前言
最近有點懶了，太松懈可不行。為了讓自己保持學習的動力，我決定將最近的學習內容整理成博客，目標是讓未來的自己也能輕松理解。我會盡量以整體記錄的方式呈現，所以一篇博客可能會分幾天完成。今天，我們先來研究一下依賴注入和控制反轉，順便把昨天的 YAML 配置映射的博客補充一下。
日程
- 8點：中午稍微看了一點內容，先來寫博客，再看看今天晚上能學到多少東西。
- 11點：下班吧，復習一會兒。
學習記錄
操作系統
- 分段存儲管理
- 段頁式管理
學習內容
省流
- YAML 配置文件
- 依賴注入與控制反轉
- Java 注解
1. YAML 配置文件
問題背景
在一輪項目中，我將一些配置相關的常量寫到了單例里面。這種方法的優點是實現簡單，但不利于更改，尤其是在將項目作為 JAR 包部署到服務器時。將配置信息寫入 YAML 文件，主要就是為了解決這個問題。
實現方式
主要調用了 Jackson 的 YAML 解析依賴：
<!-- YAML 格式解析器 -->
<dependency><groupId>com.fasterxml.jackson.dataformat</groupId><artifactId>jackson-dataformat-yaml</artifactId><version>2.17.1</version>
</dependency>
以我現在的 YAML 配置文件為例：
# Tomcat 相關配置
tomcat:# 端口port: 8080# webapp 目錄webappDir: "Anykat-application/src/webapp"# 掃描的目錄classesDir: "Anykat-application/target/classes"# Jwt 相關配置
jwt:# Jwt 密鑰secretKey: "ProjectAnykatKaCatIsMyLongLongSecretKeyTo256Bits"# 管理員 Jwt 密鑰adminSecretKey: "ProjectAnykatKaCatIsMyLongLongSecretKeyTo256BitsUsingByAdmin"# 有效時間expireTime: 21600000 # 6h
通過一個單例來管理：
public class AppConfig {private TomcatConfig tomcat;private JwtConfig jwt;// 私有靜態實例變量private static volatile AppConfig instance;// 私有構造函數防止外部實例化private AppConfig() throws FileNotFoundException {}// 獲取單例的靜態方法public static AppConfig getInstance() throws FileNotFoundException {if (instance == null) {...}return instance;}
}
在單例實例化時進行加載：
// 加載配置文件
Yaml yaml = new Yaml();
instance = yaml.loadAs(new FileInputStream("config.yml"),AppConfig.class
);
缺點
這種方法的實現比較粗糙簡單，它對 YAML 字段的對應有嚴格要求，且必須有相應的實體類來接收 YAML 映射。因為通過單例進行加載，所以不支持熱更新。
改進建議
- 通過反射和動態代理來生成對應字段的實體類，不依賴硬編碼的實體類。
- 把單例模式換成其他模式，來支持配置的熱更新。
2. 依賴注入與控制反轉
作用分析
首先，我們來了解一下這是一種什么工作模式：
- 不直接創建實體類的對象，而是先把實體類交給 IoC 容器管理（控制反轉），在需要使用時，再從容器中取出對應的對象（依賴注入）。
- 對比直接通過
new創建對象，這樣做的好處包括：- 生命周期管理：自動處理對象銷毀，避免內存泄漏；處理復雜的生命周期（單獨實例/共享單例實例）。
- 依賴關系管理：裝配時自動處理依賴的裝配；解決循環依賴、嵌套依賴（三層緩沖）。
- 低耦合度：實例替換；單元測試（
mockBean替換）。 - 可配置性和靈活性：可以在不修改代碼的情況下通過配置改變應用程序行為；支持運行時決定具體實現（如根據環境選擇不同實現）。
- 集中管理：所有對象的創建和依賴關系在一個地方管理；便于維護和了解系統整體結構。
原理分析
Spring Boot 中的依賴注入主要有以下核心功能：
- 注冊組件（類）
- 管理組件實例
- 自動解析依賴關系
- 提供獲取 Bean 的接口
工作流程如下：
-
組件注冊階段：
- 啟動時掃描配置的包路徑。
- 將被注解的類轉換為
BeanDefinition對象。 - 注冊到
BeanDefinitionRegistry（由DefaultListableBeanFactory實現）：- 使用
beanDefinitionMap（ConcurrentHashMap）存儲 Bean 的定義。 - 維護
beanDefinitionNames列表保持順序。
- 使用
-
預處理階段：
- 執行
BeanFactoryPostProcessor（可修改BeanDefinition）。 - 處理一些元數據相關的注解。
- 預解析依賴關系。
- 執行
-
實例化管理階段（
DefaultListableBeanFactory）：- 按依賴順序實例化：
- 通過
createBean()創建實例。 - 使用三級緩存解決循環依賴。
- 依賴注入（
@Autowired由AutowiredAnnotationBeanPostProcessor處理）。 - 調用初始化方法（
@PostConstruct）。
- 通過
- 存儲單例 Bean 到
singletonObjects（ConcurrentHashMap）。
- 按依賴順序實例化：
-
運行時階段：
- 處理
getBean()請求。 - 管理生命周期（包括銷毀過程）。
- 處理作用域（單例/原型/請求/會話等）。
- 處理
重要概念：
BeanDefinition不等同于 Bean 本身，它是 Bean 的解釋。- 比如：Bean 是一道要做的菜，
BeanDefinition是這道菜的菜譜。 Registry是管理這些菜譜的管理員。Factory是負責做菜的那個廚神。
- 比如：Bean 是一道要做的菜，
流程圖：
源碼分析
這是不得不品鑒的一環。先 clone 一下 Spring Framework 的源碼：Spring Framework 源碼。然后我自己慢慢看源碼（略過了哈）。
3. Java 注解
在正式編寫自己的 BeanFactory 方法之前，先來了解一下關于 Java 注解的基本知識。
Java 提供了一些內置注解：
@Override：表示方法覆蓋了父類中的方法。@Deprecated：表示元素已過時，不推薦使用。@SuppressWarnings：告訴編譯器忽略特定警告。@SafeVarargs：斷言方法或構造器不會對其可變參數執行不安全的操作。@FunctionalInterface：表示接口是函數式接口（Java 8）。
而實現自己的注解，則要用到 Java 的元注解：
@Target：指定注解可以應用的位置（如TYPE（類、接口、注解、枚舉）、METHOD（方法）、FIELD（字段、常量）等）。@Retention：指定注解的保留策略（SOURCE（源碼級，編譯時丟棄）、CLASS（類文件，運行時不加載）、RUNTIME（運行時））。@Documented：表示注解應包含在 Javadoc 中。@Inherited：表示子類可以繼承父類的注解。@Repeatable：表示注解可以在同一位置重復使用（Java 8）。
示例：
@Target({ElementType.CONSTRUCTOR, ElementType.FIELD, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Autowired {
}
重要說明：
注解的本身沒有任何作用，它只是做了一個標記。例如，@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 以屬性表的形式存儲在 .class 文件中，在運行時可以通過反射掃描到對應的字段。
結語
真的快把我看麻了，距離能夠自己實現一個依賴注入還有很長的路要走，加油吧！
