SpringMVC中工作原理的示例分析

這篇文章主要介紹SpringMVC中工作原理的示例分析，文中介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

從一個項目開始

本文假定你已經能熟練的使用springmvc。為了展開后續的討論，假設我們新建了一個spring-mvc-demo的項目。并由此項目來展開討論。項目中有一個控制器，代碼如下：

@Controller
@RequestMapping("/app")
public class AppController {
 @RequestMapping(method=RequestMethod.GET,value="/hello")
  public @ResponseBody String hello(HttpServletRequest request,String name) {
  return "Hello,"+name;
 }
}

控制器寫好之后，我們將項目打車war包，放入tomcat容器中，并使用8080端口啟動tomcat，運行項目，然后在瀏覽器中輸入http://localhost:8080/app/hello?name=world.

我們在瀏覽器中可以看到：Hello,world的輸出。

我們先記住這個例子，下面我們帶著一些疑問繼續看，這個請求是怎么被接收到的？請求是怎么交給AppController處理的？

Servlet是Java Web應用的基石

當你在瀏覽器中輸入 http://loalhost:8080/ ，按下enter建，然后請求命中了服務器，這是怎么發生的？又如何從這個請求中得到瀏覽器中可見的頁面？

本例中，我們給出的是一個簡單的spring-mvc應用，并放入了tomcat中（springboot 內嵌tomcat啟動其實也是一樣的）。 Tomcat 是一個servlet容器，這點我想每個Java程序員都十分清楚，我們在沒有使用spring-mvc之前，就是使用servlet+jsp來開發web應用。

由于Tomcat是一個web容器，每一個發送給Tomcat服務器的HTTP請求自然會被一個Java Servlet處理。所以，SpringMvc 必定有一個servlet，SpringWeb應用的入口必定是一個Servlet，這應該不難想到。

簡單來說，Servlet是任何Java Web應用的核心組件(除非你不用servlet規范，比如你使用netty)。Servlet它是低層次的，并且不會像MVC那樣強加于特定的編程模式。它只是可以讓你寫一個偶一個Servlet，一個HTTP Servlet可以接受一個HTTP請求，然后處理它，并返回一個響應。

而springmvc 就是使用了一個大的servlet，下面我們就來說這個大的servlet。

DispatcherServlet是Spring MVC的核心

上面我們已經提到Servlet 是Java web應用的基石，Spring應用入口必定是一個Servlet，這個Servlet 其實就是DispatcherServlet。

作為WEB應用的開發人員，我們真正想做的是抽象出以下繁瑣和模板化的任務，并專注于有用的業務邏輯：

• 映射一個HTTP請求到某個處理方法。

• 將HTTP請求數據，和頭信息轉換成數據對象（DTO / domain object）。

• 模型 - 視圖 - 控制器 之間的交互。

• 從DTO，域對象等生成響應

Spring DispatcherServlet提供了這些。它是Spring Web MVC框架的核心， 這個核心組件接收所有請求到您的應用程序。
DispatcherServlet具有很強的可擴展性。 例如，它允許您插入不同的現有或新適配器以執行大量任務：

• 將請求映射到應該處理它的類或方法（HandlerMapping接口的實現）

• 使用特定模式處理請求，例如常規servlet，更復雜的MVC工作流或者POJO bean中的方法（HandlerAdapter接口的實現）

• 通過名稱解析視圖，允許您使用不同的模板引擎，XML，XSLT或任何其他視圖技術（ViewResolver接口的實現）

• 通過使用默認的Apache Commons文件上傳實現或編寫自己的MultipartResolver來解析multipart請求

• 使用任何LocaleResolver實現解決語言環境，包括Cookie，會話，Accept HTTP標頭或用于確定用戶期望的語言環境的任何其他方式

處理HTTP請求

首先，讓我們來追蹤一個簡單的HTTP請求到達controller中的方法，然后返回到 瀏覽器/客戶端的處理過程。
DispatcherServlet 有一個很長的繼承關系。它的繼承關系是這樣的：

GenericServlet <- HttpServlet <- HttpServletBean <- FreamworkServlet <- DispatcherServlet

GenericServlet

GenericServlet是Servlet規范的一部分，它并不直接關注HTTP。它定義了一個service()方法用來接收傳遞過來的請求，并產生響應。（這里的請求和響應不是指HTTP請求）

public abstract void service(ServletRequest req, ServletResponse res) 
 throws ServletException, IOException;

注意，這里的參數中的ServletRequest,ServletResponse并不是和HTTP協議綁定的，Http有具體協議Servlet。

HttpServlet

顧名思義，HttpServlet類就是規范中定義的基于HTTP的Servlet實現。

更實際的是，HttpServlet是一個具有service（）方法實現的抽象類，它通過HTTP方法類型分割請求，大致如下所示：

protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
  throws ServletException, IOException {

  String method = req.getMethod();
  if (method.equals(METHOD_GET)) {
    // ...
    doGet(req, resp);
  } else if (method.equals(METHOD_HEAD)) {
    // ...
    doHead(req, resp);
  } else if (method.equals(METHOD_POST)) {
    doPost(req, resp);
    // ...
  }

根據請求的不同， get,post方法會分別被不同方法處理。

HttpServletBean

上面我們展示過 DispatcherServlet的繼承關系，在這個繼承鏈中，HttpServletBean是進入spring的第一個層次。從HttpServletBean開始往下的幾個servlet都是spring中的類。HttpServletBean 就是一個servlet，它繼承自HttpServlet,就像是我們在使用servlet+jsp開發時候定義的servlet一樣。

根據servlet的生命周期我們知道，servlet會被容器初始化，初始化時候，其init()方法會被調用。在springmvc框架中 HttpServletBean使用從web.xml或WebApplicationInitializer收到的servlet init-param值來注入bean的屬性。
在請求應用程序的情況下，為這些特定的HTTP請求調用doGet（），doPost（）等方法。

FrameworkServlet

FrameworkServlet將Servlet功能與Web應用程序上下文集成，實現ApplicationContextAware接口。但它也能夠自行創建Web應用程序上下文。

正如上面所說，FrameworkServlet的超類HttpServletBean將init-param注入為bean屬性。所以，如果servlet的contextClass init-param中提供了context類的名字，那么這個context類的實例將會被創建，用作應用的context。否則，將會使用XmlWebApplicationContext作為默認的。

DispatcherServlet: 統一請求處理

有了上面鋪墊，我們這里可以開始關鍵的內容，即DispatcherServlet統一請求處理。在Springmvc的項目中，我們通常會在web.xml配置一個servlet，如下：

  <servlet>
    <servlet-name>spring</servlet-name>
    <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
    <init-param>
      <param-name>contextConfigLocation</param-name>
      <param-value>classpath:spring/spring-servlet.xml</param-value>
    </init-param>
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
  </servlet>

上面我們提到，DispatcherServlet繼承關系，其父類中正兒八經的servlet類是HttpServletBean這個servlet類是應用啟動入口。其生命周期的第一階段init()方法完成初始化工作。

doService()方法設置請求信息

DispatcherServlet 初始化之后，便可以工作了。當請求到達之時，會調用其doService()方法。doService()方法的代碼如下：

@Override
  protected void doService(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) 
   throws Exception {
  // 刪除一下‘非核心代碼'方便查看
    // Make framework objects available to handlers and view objects.
    request.setAttribute(WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, getWebApplicationContext());
    request.setAttribute(LOCALE_RESOLVER_ATTRIBUTE, this.localeResolver);
    request.setAttribute(THEME_RESOLVER_ATTRIBUTE, this.themeResolver);
    request.setAttribute(THEME_SOURCE_ATTRIBUTE, getThemeSource());   
  try {
      doDispatch(request, response);
    }
    finally {
      if (WebAsyncUtils.getAsyncManager(request).isConcurrentHandlingStarted()) {
        return;
      }
      // Restore the original attribute snapshot, in case of an include.
      if (attributesSnapshot != null) {
        restoreAttributesAfterInclude(request, attributesSnapshot);
      }
    }

 }

可以看到，doService()方法先設置一些 request信息，這些信息在后續的處理過程中會用到。設置完后，它調用doDispatch() 方法。

doDispatch()方法分發請求

doService()方法最終調用了doDispatch()，看名知意，這個方法是做分發工作的。其代碼如下：

protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) 
    throws Exception {
    //刪除一些代碼方便閱讀
    HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
    try {
      ModelAndView mv = null;
      Exception dispatchException = null;

      try {
        // 刪除一些代碼方便閱讀
       mappedHandler = getHandler(processedRequest, false);
       HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
        try {
          // Actually invoke the handler.
          mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
        }
        finally {
          if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
            return;
          }
        }
        applyDefaultViewName(request, mv);
        mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
      }
      catch (Exception ex) {
        dispatchException = ex; // 這里捕獲了異常TypeMismatchException
      }
      processDispatchResult(processedRequest, response, mappedHandler, mv,                                      dispatchException);
    }
    catch (Exception ex) {
    }
    finally {
      // 刪除一些代碼
    }
}

這個方法主要作用就是找到合適的 handler 來處理請求。handler通常是一個某個類型的對象，并且不限定特定的接口。因此spring需要找到這個handler的適配器。這個Handler通常是一個HandlerMethod實例，

為了找到與請求匹配handler，spring需要從已注冊的HandlerMapping接口實現類里邊去找。這個查找過程就是在上面的getHandler() 方法完成得到的是一個HandlerExecutionChain。 這里體現了責任鏈模式。

這個getHandler() 會遍歷一個HandlerMapping的map。由于我們一般都使用注解形式：@Controller,@RequestMapping注解。因此這里找到HandlerMapping實現就是RequestMappingHandlerMapping

HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());

getHandlerAdapter()方法找到最終的handler適配器，找到的適配器就是RequestMappingHandlerAdapter，（因為我們使用的是@RequestMapping注解形式）。

本例中，我們定義了AppController 的hello()方法，并用@Controller,@RequestMapping對其分別進行注解，因此這里得到的適配器HandlerAdapter 所適配HandlerMethod就是 AppController 的hello()方法的 。

HandlerAdapter處理請求

上面通過 確定了HandlerAdapter之后，就要執行handle() 方法了，即上面代碼中，try語句塊里邊的ha.handle()。handle()方法定義為：

ModelAndView handle(HttpServletRequest request, 
           HttpServletResponse response, 
           Object handler) throws Exception;

這個方法有兩種處理方式：

• 自己將數據寫到response，然后return null

• 返回一個ModelAndView 對象，讓DispatcherServlet自己來處理后面渲染工作。

HandlerAdapter有多重類型，例如

SimpleControllerHandlerAdapter處理spring mvc 的controller實例(注意，不要把這里的controller實例和@Controller注解POJO混淆，這里controller 指的是org.springframework.web.servlet.mvc.Controller )，并返回ModelAndView，代碼如下：

public ModelAndView handle(HttpServletRequest request, 
 HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
  return ((Controller) handler).handleRequest(request, response);
}

SimpleServletHandlerAdapter 適配的是 Servlet作為request handler的情況，Servlet是不知道MovelAndView的，所以，它的方法并不負責渲染頁面，因此沒有返回ModelAndView，只是返回null：

public ModelAndView handle(HttpServletRequest request, 
 HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
  ((Servlet) handler).service(request, response);
  return null;
}

RequestMappingHandlerAdapter 就是我們上面提到的，用來處理@Controller和@RequestMapping注解的handler。

渲染視圖

handle()方法調用之后， DispatcherServlet 可以得到一個ModelAndView，當然也可能是null。對于ModelAndView不為null的時候，DispatcherServlet 將會調用render()方法。ModelAndView中可能已經包含了一個view或者只是一個view的名字。如果controller方法指定的是一個字符串形式的視圖名字，那么就需要進行試圖查找：

for (ViewResolver viewResolver : this.viewResolvers) {
  View view = viewResolver.resolveViewName(viewName, locale);
  if (view != null) {
    return view;
  }
}

render()方法完成之后，最終的HTML頁面會被發送至瀏覽器端。

當然，springmvc不僅能渲染出頁面，也可以返回JSON形式或者XML形式。這種情況controller方法一般都是由@RequestBody標注的。這種情況就需要 HttpMessageConverter，例如渲染JSON的時候可以使用Jackson包，我們要返回的對象將由,MappingJackson2HttpMessageConverter來轉換。

到此，我們就大概說完了springmvc的整個流程。所以，springmvc其實就是一個大的Servlet，接收請求，分發執行請求，我們的每一個controller中的方法都是一個handler，然后最終渲染視圖。

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