507. Java 反射 - 在 BeanFactory 中实现依赖注入

1. 什么是依赖注入？

在企业应用中，类往往不是孤立的，它们依赖于其他服务。例如：

• MyApplication 依赖于 DBService。
• 一个业务逻辑类可能依赖多个工具类（如日志、消息队列、配置服务）。

👉 如果由开发者手动 new 出这些依赖对象，代码会非常耦合，难以维护和测试。
👉 依赖注入 (DI) 的思想就是：对象不自己创建依赖，而是由 容器/工厂 负责初始化并注入。

这就是 Spring 框架的核心思想之一，我们这里通过 BeanFactory 实现一个简化版。

2. 定义 @Inject 注解

我们先定义一个标记注解，用来告诉工厂哪些字段需要被注入：

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Inject {
}

这样工厂在扫描类时，就知道该字段需要自动赋值。

3. 示例：应用类依赖 DBService

@Singleton
public class MyApplication {
    @Inject
    private DBService dbService;

    public boolean isDBServiceSet() {
        return dbService != null;
    }
}

说明：

• MyApplication 标记为 单例。
• dbService 字段使用 @Inject 标记，意味着 由工厂负责赋值。
• 应用启动时，工厂会帮我们把 DBService 实例注入到 dbService 中。

4. BeanFactory 的依赖注入逻辑

在 instantiateBeanClass() 方法中，添加了对字段的扫描和赋值逻辑：

private <T> T instantiateBeanClass(Class<T> beanClass, Object[] arguments)
        throws NoSuchMethodException, InstantiationException,
        IllegalAccessException, InvocationTargetException {

    // 1. 通过构造器创建 bean 实例
    Class<?>[] argumentsClasses =
            Arrays.stream(arguments).map(Object::getClass).toArray(Class<?>[]::new);
    Constructor<T> beanConstructor = beanClass.getConstructor(argumentsClasses);
    T bean = beanConstructor.newInstance(arguments);

    // 2. 获取所有字段，筛选出带有 @Inject 的字段
    Field[] injectableFields = Arrays.stream(beanClass.getDeclaredFields())
            .filter(field -> field.isAnnotationPresent(Inject.class))
            .toArray(Field[]::new);

    // 3. 为每个需要注入的字段创建实例并赋值
    for (Field injectableField : injectableFields) {
        Class<?> fieldClass = injectableField.getType();
        Object fieldValue = BeanFactory.INSTANCE.getInstanceOf(fieldClass);

        injectableField.setAccessible(true);  // 无视 private 修饰符
        injectableField.set(bean, fieldValue);
    }
    return bean;
}

5. 使用效果

void main() {
    BeanFactory beanFactory = BeanFactory.INSTANCE;

    MyApplication app = beanFactory.getInstanceOf(MyApplication.class);
    IO.println("App has been created with a DBService: " + app.isDBServiceSet());
}

运行结果：

App has been created with a DBService: true

说明：

• BeanFactory 自动创建了 DBService 实例。
• 通过 @Inject，它被赋值到 MyApplication 的 dbService 字段。
• 我们无需手动 new DBService()，解耦了应用类和依赖对象的关系。

6. 要点 🎓

• 解耦：MyApplication 不关心 DBService 如何创建，只关心它能否被注入。
• 自动化：以后要替换 DBService 实现，只需修改工厂逻辑或注解，不影响应用类。
• 对比 Spring：Spring 的 @Autowired 与我们自定义的 @Inject 类似，只是功能更强大（支持构造函数注入、方法注入、Qualifier 等）。
• 局限性：目前的实现只支持 字段注入，不支持构造函数或方法注入，但已经能展示 DI 的核心思想。