书接上回，作为一个从.NET转Java的开发人员，Spring框架肯定是无法绕过的。在学习 Spring 框架的过程中，我们往往只是停留在"使用"层面，而对其底层实现机制知之甚少。但我始终觉得，学习框架的过程中，理解其设计思想和实现原理是非常重要的。因此，我决定手写一个微型的Spring框架，来深入理解Spring的核心设计思想。为了加深我对 Spring 的理解，并锻炼 Java 框架设计能力，我决定手写一个微型的 Spring 框架 ------ Javelin。
这篇文章我们将实现：
- 一个简单的 IoC 容器
JavelinContext，用于管理 Bean 实例的生命周期。 - 支持
@RestController、@GetMapping、@PostMapping等注解的自动扫描与注册。 - 基于
HttpServer的端口监听与请求路由分发。
本文适合有 Java 或 .NET 框架开发经验的读者，特别是希望深入理解 Spring、探索其核心设计思想的人群。
为什么要手写一个 Spring 框架？
首先Spring 是 Java 生态中最具代表性的框架之一，而作为一个搬砖多年的开发人员，CURD显然不再是我们的追求。但，学习框架的设计思想和实现原理还是非常有价值的。Sping框架核心理念在于控制反转（IoC）、面向切面编程（AOP）和基于注解的声明式编程。手写框架可以帮助我们：
- 理解 IoC 容器原理：Bean 是如何被发现、实例化、依赖注入的？
- 掌握路由注册机制：Spring MVC 如何基于注解将请求分发给具体的方法？
- 探索类扫描与反射机制：如何实现自动发现注解的类与方法？
- 对比 .NET ：Spring 与 ASP.NET Core 的设计思路在某些地方是相通的，比如
@RestController和[ApiController]，但实现方式有差异。
通过实战构建 Javelin，我们能够站在框架设计者的角度重新思考"约定优于配置"的设计哲学。
项目结构
我们手写的框架名叫 Javelin，目前已经实现了三个核心模块：
| 模块 | 功能 |
|---|---|
JavelinContext |
提供简化版 IoC 容器，实现基于注解的构造函数注入 |
Router |
自动扫描 @RestController，绑定 GET/POST 请求路径 |
AppStartup |
应用启动入口，配置端口监听、类扫描路径等 |
项目结构如下：
perl
javelin-core/
├── annotations/ // 自定义注解（@RestController, @Inject 等）
├── context/ // IoC 容器
├── rest/ // 路由注册
├── core/ // 类扫描器
└── startup/ // 启动类构建核心 IoC 容器 JavelinContext
我们首先需要一个容器类来负责扫描、实例化 Bean，并支持构造函数注入。代码结构如下：
java
public class JavelinContext {
private final Map<Class<?>, Object> singletonMap = new HashMap<>();
public <T> T getBean(Class<T> clazz) {
if (singletonMap.containsKey(clazz)) {
return (T) singletonMap.get(clazz);
}
T instance = (T) createBean(clazz);
singletonMap.put(clazz, instance);
return instance;
}
public <T> T createBean(Class<T> clazz) {
try {
Constructor<?>[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();
injectConstructor = clazz.getDeclaredConstructor();
// ...
return (T) injectConstructor.newInstance(args.toArray());
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("Failed to instantiate: " + clazz.getName(), e);
}
}
}这段代码的核心思路与 .NET Core 的构造函数注入类似（例如通过 IServiceCollection.AddTransient() 注册服务并注入）。
自动路由注册 Router
我们手动实现了基于注解的请求路由注册机制。Javelin 支持如下注解：
控制器注解
java
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface RestController {}请求映射注解
java
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface HttpMethodMapping {
String method();
}
@HttpMethodMapping(method = "POST")
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface PostMapping {
String value();
}
// ...而 Router 类的核心逻辑如下：
java
public class Router {
public void registerRoutes(HttpServer server, Set<Class<?>> classes, JavelinContext context) {
for (Class<?> clazz : classes) {
if (!clazz.isAnnotationPresent(RestController.class)) continue;
Object controller = context.getBean(clazz);
for (Method method : clazz.getDeclaredMethods()) {
HttpMethodMapping mapping = annotation.annotationType().getAnnotation(HttpMethodMapping.class);
if (mapping != null) {
String httpMethod = mapping.method();
try{
String path = (String) annotation.annotationType().getMethod("value").invoke(annotation);
registerHandler(server, path, httpMethod, controllerInstance, method);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
private void registerHandler(HttpServer server, String path, String expectedMethod, Object controllerInstance, Method method) {
server.createContext(path, exchange -> {
// 判断请求的合法性
try {
// 反射调用方法
} catch (Exception e) {
exchange.sendResponseHeaders(500, 0);
e.printStackTrace();
}
});
System.out.println("➡️ [" + httpMethod + "] " + path + " → " + controller.getClass().getSimpleName() + "." + method.getName());
}
}.NET 中这部分功能相当于 ASP.NET Core 中的 MapControllers() + [HttpGet("/api/foo")] 等特性。
启动类 AppStartup
java
public class AppStartup {
public static void run(Class<?> appClass, String[] args)
{
String basePackage = appClass.getPackage().getName(); // 自动获取包名
Set<Class<?>> controllers = ClassScanner.scan(basePackage);
int port = resolvePort(); // ✅ 获取端口号
HttpServer server;
try {
server = HttpServer.create(new InetSocketAddress(port), 0); // 默认端口8080
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException("Failed to start HTTP server", e);
}
JavelinContext context = new JavelinContext();
new Router().registerRoutes(server, controllers, context);
server.start();
System.out.println("🚀 Server started at http://localhost:" + port);
}
}Service 注入
java
@RestController
public class HelloController {
private UserService userService;
@Inject
public HelloController(UserService userService) {
this.userService = userService; // ✅ 注入UserService实例
}
@GetMapping("/hello")
public String hello() {
return "Hello World from " + userService.getUserById(1) ;
}
}接下面让我们看看我们的Hello World
当我们用get方式访问post时，会报405错误。
💡和 .NET 框架的对比分析
在开发 Javelin 的过程中，我时常联想到 .NET 的实现，尤其是 ASP.NET Core，它与 Spring 在设计理念上高度一致，但细节又有一些差异，下面进行系统性对比：
控制器与路由
| 特性 | Javelin (Java) | ASP.NET Core (.NET) |
|---|---|---|
| 控制器注解/特性 | @RestController | [ApiController] |
| 路由声明方式 | @GetMapping("/path") | [HttpGet("path")] |
| 路由注册机制 | 手动反射扫描注册 | 中间件动态注册至 EndpointRouting |
| 请求处理 | HttpExchangeHandler | ControllerInvoker 中间件链 |
依赖注入与服务容器
| 特性 | Javelin (Java) | ASP.NET Core (.NET) |
|---|---|---|
| 服务注册方式 | 自动递归构造，无需注册 | 显式调用 services.AddXyz() |
| 注入方式 | 构造函数 + @Inject | 构造函数 + 内建 IoC 容器 |
| 生命周期管理 | 默认单例 | 支持 Transient / Scoped / Singleton |
| 循环依赖检测 | 暂不支持 | 默认会在启动时检测并抛出异常 |
底层运行机制
| 特性 | Javelin | ASP.NET Core |
|---|---|---|
| HTTP 服务器 | com.sun.net.httpserver.HttpServer | Kestrel 内置服务器 |
| 请求派发模型 | 映射到类方法，反射调用 | 中间件链 + 路由匹配 + ControllerInvoker |
可以看出，Javelin 更加简洁直观，适合做教学或理解框架底层流程，而 ASP.NET Core 更加强大和工程化，适用于复杂企业级应用。
总结与下步计划
通过上面的内容，我们已经实现了 Spring 框架的三个关键能力：
- 简易 IoC 容器支持构造函数注入
- 使用
@RestController/@GetMapping/@PostMapping注解注册请求处理器 - 类似 Spring Boot 的端口监听启动类
后续我们将继续拓展：
- 参数绑定（如
@RequestParam,@RequestBody） - 中间件机制（如拦截器）
- 全局异常处理
- JSON 返回支持
- 生命周期管理
敬请期待下一篇：实现请求参数自动注入与 JSON 响应支持！
由于篇幅原因，示例中的代码仅展示了部分关键实现细节，完整代码请参考GitHub仓库。