SpringMVC工作原理 SpringMVC工作原理实例详解

时间:2021-04-21 逃离沙漠人气:0

介绍

SpringWeb MVC是Spring Framework中的一部分，当我们需要使用spring框架创建web应用的时候就需要引入springweb mvc。对于程序员来说，我们只需要增加@Controller ，@RequestMapping注解然后，浏览器中的请求就会到达springweb应用。我们只需要在 controller中编写相关逻辑即可。然而，请求是在哪里接收的？@Controller ，@RequestMapping注解做了什么？本文我们来探讨一下。

从一个项目开始

本文假定你已经能熟练的使用springmvc。为了展开后续的讨论，假设我们新建了一个spring-mvc-demo的项目。并由此项目来展开讨论。项目中有一个控制器，代码如下：

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

控制器写好之后，我们将项目打车war包，放入tomcat容器中，并使用8080端口启动tomcat，运行项目，然后在浏览器中输入http://localhost:8080/app/hello?name=world.

我们在浏览器中可以看到：Hello,world的输出。

我们先记住这个例子，下面我们带着一些疑问继续看，这个请求是怎么被接收到的？请求是怎么交给AppController处理的？

Servlet是Java Web应用的基石

当你在浏览器中输入 http://loalhost:8080/ ，按下enter建，然后请求命中了服务器，这是怎么发生的？又如何从这个请求中得到浏览器中可见的页面？

本例中，我们给出的是一个简单的spring-mvc应用，并放入了tomcat中（springboot 内嵌tomcat启动其实也是一样的）。 Tomcat 是一个servlet容器，这点我想每个Java程序员都十分清楚，我们在没有使用spring-mvc之前，就是使用servlet+jsp来开发web应用。

由于Tomcat是一个web容器，每一个发送给Tomcat服务器的HTTP请求自然会被一个Java Servlet处理。所以，SpringMvc 必定有一个servlet，SpringWeb应用的入口必定是一个Servlet，这应该不难想到。

简单来说，Servlet是任何Java Web应用的核心组件(除非你不用servlet规范，比如你使用netty)。Servlet它是低层次的，并且不会像MVC那样强加于特定的编程模式。它只是可以让你写一个偶一个Servlet，一个HTTP Servlet可以接受一个HTTP请求，然后处理它，并返回一个响应。

而springmvc 就是使用了一个大的servlet，下面我们就来说这个大的servlet。

DispatcherServlet是Spring MVC的核心

上面我们已经提到Servlet 是Java web应用的基石，Spring应用入口必定是一个Servlet，这个Servlet 其实就是DispatcherServlet。

作为WEB应用的开发人员，我们真正想做的是抽象出以下繁琐和模板化的任务，并专注于有用的业务逻辑：

映射一个HTTP请求到某个处理方法。
将HTTP请求数据，和头信息转换成数据对象（DTO / domain object）。
模型 - 视图 - 控制器之间的交互。
从DTO，域对象等生成响应

Spring DispatcherServlet提供了这些。它是Spring Web MVC框架的核心，这个核心组件接收所有请求到您的应用程序。
DispatcherServlet具有很强的可扩展性。例如，它允许您插入不同的现有或新适配器以执行大量任务：

将请求映射到应该处理它的类或方法（HandlerMapping接口的实现）
使用特定模式处理请求，例如常规servlet，更复杂的MVC工作流或者POJO bean中的方法（HandlerAdapter接口的实现）
通过名称解析视图，允许您使用不同的模板引擎，XML，XSLT或任何其他视图技术（ViewResolver接口的实现）
通过使用默认的Apache Commons文件上传实现或编写自己的MultipartResolver来解析multipart请求
使用任何LocaleResolver实现解决语言环境，包括Cookie，会话，Accept HTTP标头或用于确定用户期望的语言环境的任何其他方式

处理HTTP请求

首先，让我们来追踪一个简单的HTTP请求到达controller中的方法，然后返回到浏览器/客户端的处理过程。
DispatcherServlet 有一个很长的继承关系。它的继承关系是这样的：

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

GenericServlet

GenericServlet是Servlet规范的一部分，它并不直接关注HTTP。它定义了一个service()方法用来接收传递过来的请求，并产生响应。（这里的请求和响应不是指HTTP请求）

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

注意，这里的参数中的ServletRequest,ServletResponse并不是和HTTP协议绑定的，Http有具体协议Servlet。

HttpServlet

顾名思义，HttpServlet类就是规范中定义的基于HTTP的Servlet实现。

更实际的是，HttpServlet是一个具有service（）方法实现的抽象类，它通过HTTP方法类型分割请求，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);
    // ...
  }

根据请求的不同， get,post方法会分别被不同方法处理。

HttpServletBean

上面我们展示过 DispatcherServlet的继承关系，在这个继承链中，HttpServletBean是进入spring的第一个层次。从HttpServletBean开始往下的几个servlet都是spring中的类。HttpServletBean 就是一个servlet，它继承自HttpServlet,就像是我们在使用servlet+jsp开发时候定义的servlet一样。

根据servlet的生命周期我们知道，servlet会被容器初始化，初始化时候，其init()方法会被调用。在springmvc框架中 HttpServletBean使用从web.xml或WebApplicationInitializer收到的servlet init-param值来注入bean的属性。
在请求应用程序的情况下，为这些特定的HTTP请求调用doGet（），doPost（）等方法。

FrameworkServlet

FrameworkServlet将Servlet功能与Web应用程序上下文集成，实现ApplicationContextAware接口。但它也能够自行创建Web应用程序上下文。

正如上面所说，FrameworkServlet的超类HttpServletBean将init-param注入为bean属性。所以，如果servlet的contextClass init-param中提供了context类的名字，那么这个context类的实例将会被创建，用作应用的context。否则，将会使用XmlWebApplicationContext作为默认的。

DispatcherServlet: 统一请求处理

有了上面铺垫，我们这里可以开始关键的内容，即DispatcherServlet统一请求处理。在Springmvc的项目中，我们通常会在web.xml配置一个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>

上面我们提到，DispatcherServlet继承关系，其父类中正儿八经的servlet类是HttpServletBean这个servlet类是应用启动入口。其生命周期的第一阶段init()方法完成初始化工作。

doService()方法设置请求信息

DispatcherServlet 初始化之后，便可以工作了。当请求到达之时，会调用其doService()方法。doService()方法的代码如下：

@Override
  protected void doService(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) 
   throws Exception {
  // 删除一下‘非核心代码'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()方法先设置一些 request信息，这些信息在后续的处理过程中会用到。设置完后，它调用doDispatch() 方法。

doDispatch()方法分发请求

doService()方法最终调用了doDispatch()，看名知意，这个方法是做分发工作的。其代码如下：

protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) 
    throws Exception {
    //删除一些代码方便阅读
    HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
    try {
      ModelAndView mv = null;
      Exception dispatchException = null;

      try {
        // 删除一些代码方便阅读
       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; // 这里捕获了异常TypeMismatchException
      }
      processDispatchResult(processedRequest, response, mappedHandler, mv,                                      dispatchException);
    }
    catch (Exception ex) {
    }
    finally {
      // 删除一些代码
    }
}

这个方法主要作用就是找到合适的 handler 来处理请求。handler通常是一个某个类型的对象，并且不限定特定的接口。因此spring需要找到这个handler的适配器。这个Handler通常是一个HandlerMethod实例，

为了找到与请求匹配handler，spring需要从已注册的HandlerMapping接口实现类里边去找。这个查找过程就是在上面的getHandler() 方法完成得到的是一个HandlerExecutionChain。这里体现了责任链模式。

这个getHandler() 会遍历一个HandlerMapping的map。由于我们一般都使用注解形式：@Controller,@RequestMapping注解。因此这里找到HandlerMapping实现就是RequestMappingHandlerMapping

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

getHandlerAdapter()方法找到最终的handler适配器，找到的适配器就是RequestMappingHandlerAdapter，（因为我们使用的是@RequestMapping注解形式）。

本例中，我们定义了AppController 的hello()方法，并用@Controller,@RequestMapping对其分别进行注解，因此这里得到的适配器HandlerAdapter 所适配HandlerMethod就是 AppController 的hello()方法的。

HandlerAdapter处理请求

上面通过确定了HandlerAdapter之后，就要执行handle() 方法了，即上面代码中，try语句块里边的ha.handle()。handle()方法定义为：

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

这个方法有两种处理方式：

自己将数据写到response，然后return null
返回一个ModelAndView 对象，让DispatcherServlet自己来处理后面渲染工作。

HandlerAdapter有多重类型，例如

SimpleControllerHandlerAdapter处理spring mvc 的controller实例(注意，不要把这里的controller实例和@Controller注解POJO混淆，这里controller 指的是org.springframework.web.servlet.mvc.Controller )，并返回ModelAndView，代码如下：

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

SimpleServletHandlerAdapter 适配的是 Servlet作为request handler的情况，Servlet是不知道MovelAndView的，所以，它的方法并不负责渲染页面，因此没有返回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 就是我们上面提到的，用来处理@Controller和@RequestMapping注解的handler。

渲染视图

handle()方法调用之后， DispatcherServlet 可以得到一个ModelAndView，当然也可能是null。对于ModelAndView不为null的时候，DispatcherServlet 将会调用render()方法。ModelAndView中可能已经包含了一个view或者只是一个view的名字。如果controller方法指定的是一个字符串形式的视图名字，那么就需要进行试图查找：

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

render()方法完成之后，最终的HTML页面会被发送至浏览器端。

当然，springmvc不仅能渲染出页面，也可以返回JSON形式或者XML形式。这种情况controller方法一般都是由@RequestBody标注的。这种情况就需要 HttpMessageConverter，例如渲染JSON的时候可以使用Jackson包，我们要返回的对象将由,MappingJackson2HttpMessageConverter来转换。

到此，我们就大概说完了springmvc的整个流程。所以，springmvc其实就是一个大的Servlet，接收请求，分发执行请求，我们的每一个controller中的方法都是一个handler，然后最终渲染视图。

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