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面试题:Java注解在框架整合中的应用及实现

在常见的Java框架(如Spring)中,注解发挥了重要作用。假设要开发一个简单的依赖注入框架,使用注解来标识需要注入的对象,描述你将如何设计和实现这些注解,以及框架如何利用这些注解完成依赖注入功能。
36.8万 热度难度
编程语言Java

知识考点

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面试题答案

一键面试

1. 设计注解

  1. 定义一个用于标识需要注入对象的注解
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface InjectObject {
}
  • @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 表示该注解在运行时可用,这样框架在运行时可以通过反射获取到注解信息。
  • @Target(ElementType.FIELD) 表示该注解只能用于字段上,说明我们将在类的字段上标识需要注入的对象。

2. 实现依赖注入框架

  1. 创建一个容器来管理对象实例
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class ObjectContainer {
    private static final Map<Class<?>, Object> objectMap = new HashMap<>();

    public static <T> void register(Class<T> clazz, T instance) {
        objectMap.put(clazz, instance);
    }

    public static <T> T get(Class<T> clazz) {
        return (T) objectMap.get(clazz);
    }
}
  • ObjectContainer 类使用一个 Map 来存储已注册的对象实例,register 方法用于向容器中注册对象,get 方法用于从容器中获取对象。
  1. 实现依赖注入逻辑
import java.lang.reflect.Field;

public class DependencyInjector {
    public static void inject(Object target) {
        Class<?> clazz = target.getClass();
        for (Field field : clazz.getDeclaredFields()) {
            if (field.isAnnotationPresent(InjectObject.class)) {
                field.setAccessible(true);
                try {
                    Class<?> fieldType = field.getType();
                    Object instance = ObjectContainer.get(fieldType);
                    if (instance != null) {
                        field.set(target, instance);
                    }
                } catch (IllegalAccessException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}
  • DependencyInjector 类的 inject 方法接收一个目标对象。
  • 通过反射获取目标对象的所有字段,检查是否有 InjectObject 注解。
  • 如果有,尝试从 ObjectContainer 中获取该字段类型对应的实例,并通过反射将实例注入到目标对象的字段中。

3. 使用示例

  1. 定义一些示例类
public class ExampleService {
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello from ExampleService!");
    }
}

public class ExampleController {
    @InjectObject
    private ExampleService exampleService;

    public void doSomething() {
        if (exampleService != null) {
            exampleService.sayHello();
        }
    }
}
  1. 使用框架进行依赖注入
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ExampleService service = new ExampleService();
        ObjectContainer.register(ExampleService.class, service);

        ExampleController controller = new ExampleController();
        DependencyInjector.inject(controller);

        controller.doSomething();
    }
}
  • main 方法中,先注册 ExampleServiceObjectContainer 中。
  • 创建 ExampleController 实例,并调用 DependencyInjector.inject 方法进行依赖注入。
  • 最后调用 controller.doSomething 方法,此时 exampleService 字段应该已经被正确注入。