SpringMVC加载流程

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

编程

 这节介绍SpringMVC，SpringMVC是一种基于Java的实现MVC设计模式的请求驱动类型的轻量级Web框架。本章会介绍相关概念，流程，再从源码进行讲解。

1. MVC

 MVC(Model View Controller)是一种软件设计的框架模式，它采用模型(Model)-视图(View)-控制器(controller)的方法把业务逻辑、数据与界面显示分离。MVC框架模式是一种复合模式，MVC的三个核心部件分别是

  • Model(模型)：所有的用户数据、状态以及程序逻辑，独立于视图和控制器

  • View(视图)：呈现模型，类似于Web程序中的界面，视图会从模型中拿到需要展现的状态以及数据，对于相同的数据可以有多种不同的显示形式(视图)

  • Controller(控制器)：负责获取用户的输入信息，进行解析并反馈给模型，通常情况下一个视图具有一个控制器

2. SpringMVC流程

 基本上大家都会在网上看到这张图：

这个图描述了SpringMVC处理一个Http请求的基本流程，对应的流程为：

  • 用户发送请求至前端控制器DispatcherServlet。

  • DispatcherServlet收到请求调用HandlerMapping处理器映射器。

  • 处理器映射器找到具体的处理器(可以根据xml配置、注解进行查找)，生成处理器对象及处理器拦截器(如果有则生成)一并返回给DispatcherServlet。

  • DispatcherServlet调用HandlerAdapter处理器适配器。

  • HandlerAdapter经过适配调用具体的处理器(Controller，也叫后端控制器)。

  • Controller执行完成返回ModelAndView。

  • HandlerAdapter将controller执行结果ModelAndView返回给DispatcherServlet。

  • DispatcherServlet将ModelAndView传给ViewReslover视图解析器。

  • ViewReslover解析后返回具体View.

  • DispatcherServlet根据View进行渲染视图（即将模型数据填充至视图中）。

  • DispatcherServlet响应用户。

 还有大家都会接触到的demo:

web.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">
    <context-param>
        <param-name>contextConfigLocation</param-name>
        <param-value>/WEB-INF/applicationContext.xml</param-value>
    </context-param>
    <listener>
        <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
    </listener>
    <servlet>
        <servlet-name>dispatcher</servlet-name>
        <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>dispatcher</servlet-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

在applicationContext.xml，指定包的扫描访问并添加标签

<context:component-scan base-package="xxx" />
<mvc:annotation-driven />

添加Controller

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class HelloController {
    @RequestMapping("/hello")
    public String excute() {
        return "hello";
    }
}

上面表示的意思为：

  • 开启ContextLoaderListener加载Spring根Context，对应的配置文件为applicationContext.xml

  • 开启DispatcherServlet监听/*下的所有请求，加载WebContext，对应的配置文件为dispatcher-servlet.xml

  • 指定扫描包路径，并开启mvc注解支持

  • 添加对应的Controller，使用@RestController标记为Controller对象并使用@RequestMapping标记处理的请求路径

3. SpringMVC加载流程

 SpringMVC的加载是依赖Servlet切入的，主要依赖两个技术点：Listener和Servlet。

3.1. ContextLoaderListener的加载

 从web.xml中可以知道，ContextLoaderListener依赖于Servlet的Listener技术。Listener是在servlet2.3中加入的，主要用于对session、request、context等进行监控。使用Listener需要实现相应的接口。触发Listener事件的时候，tomcat会自动调用相应的Listener的方法。常用的监听接口包括：

  • HttpSessionListener:监听session的创建和销毁。

  • ServletRequestListener:监听request的创建和销毁

  • ServletContextListener:监听context的创建和销毁。

这里主要使用了ServletContextListener，用于在Servlet初始化前执行自定义动作。

 ContextLoaderListener的定义如下：

public class ContextLoaderListener extends ContextLoader implements ServletContextListener {
	public ContextLoaderListener() {
	}
	public ContextLoaderListener(WebApplicationContext context) {
		super(context);
	}
	@Override
	public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
		initWebApplicationContext(event.getServletContext());
	}
	@Override
	public void contextDestroyed(ServletContextEvent event) {
		closeWebApplicationContext(event.getServletContext());
		ContextCleanupListener.cleanupAttributes(event.getServletContext());
	}
}

该类继承了ContextLoader，并通过contextInitialized方法执行了初始化(传入ServletContext)，通过contextDestroyed方法进行资源销毁回收。重点看ContextLoader方法。

 ContextLoader在初始化时，会先执行内部的一个静态代码块：

private static final Properties defaultStrategies;
static {
	try {
		ClassPathResource resource = new ClassPathResource(DEFAULT_STRATEGIES_PATH, ContextLoader.class);
		defaultStrategies = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
	}
	catch (IOException ex) {
		throw new IllegalStateException("Could not load "ContextLoader.properties": " + ex.getMessage());
	}
}

这一步会加载classpath下的配置文件ContextLoader.properties，该文件将作为默认配置用于初始化Properties对象defaultStrategies。

3.1.1. contextInitialized

 contextInitialized方法的主要内容如下：

过程为：

(1) 判断当前Context是否已经初始化过

 通过判断ServletContext中是否存在key为org.springframework.web.context.ROOT的值

  • 初始化WebApplicationContext：从ContextLoader.properties中查找WebApplicationContext的具体实现，如下：

org.springframework.web.context.WebApplicationContext=org.springframework.web.context.support.XmlWebApplicationContext

即XmlWebApplicationContext，然后初始化该类

(2) 配置并刷新该XMLWebApplicationContext

 XMLWebApplicationContext继承简图如下：

层级比较明显，本身也是一个RefreshableConfigApplicationContext(具体内容可以看往期内容)。其父类保存了ServletContext和ServletConfig两个Web Context相关的对象，其本身也维持了一些默认属性，如

DEFAULT_CONFIG_LOCATION = "/WEB-INF/applicationContext.xml";

这个属性就是默认的Spring配置文件的路径。

 需要指出的是XMLWebApplicationContext重写了父类的loadBeanDefinitions方法

@Override
protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException {
	// Create a new XmlBeanDefinitionReader for the given BeanFactory.
	XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);
	// Configure the bean definition reader with this context"s
	// resource loading environment.
	beanDefinitionReader.setEnvironment(getEnvironment());
	beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
	beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));
	// Allow a subclass to provide custom initialization of the reader,
	// then proceed with actually loading the bean definitions.
	initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
	loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
}
protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws IOException {
	String[] configLocations = getConfigLocations();
	if (configLocations != null) {
		for (String configLocation : configLocations) {
			reader.loadBeanDefinitions(configLocation);
		}
	}
}
@Override
protected String[] getDefaultConfigLocations() {//Tip:返回配置文件路径
	if (getNamespace() != null) {
		return new String[] {DEFAULT_CONFIG_LOCATION_PREFIX + getNamespace() + DEFAULT_CONFIG_LOCATION_SUFFIX};
	}
	else {
		return new String[] {DEFAULT_CONFIG_LOCATION};
	}
}

这里用了XmlBeanDefinitionReader来解析Bean定义，且指定了配置文件的加载逻辑，getConfigLocations方法：如果父类的configLocations不为空，则返回该值，否则返回getDefaultConfigLocations的值。而getDefaultConfigLocations方法逻辑为：如果存在命名空间，则返回/WEB_INF/namespace.xml作为配置文件，否则返回/WEB-INF/applicationContext.xml。对应上面的demo，将返回配置中的文件（同默认值相同）。

 XMLWebApplicationContext的初始化步骤为：

  • 读取contextId配置，进行设置

  • 读取contextConfigLocation配置，使用指定的配置文件，若没有则使用上面提到的默认配置文件DEFAULT_CONFIG_LOCATION

  • 加载contextInitializerClasses指定的class，用于在context刷新前执行自定义处理

  • 调用XMLWebApplicationContext的refresh方法

(3)标记已经初始化

 通过将该根Context存在ServletContext中，并设置值为org.springframework.web.context.ROOT，用于第(1)步的判断

3.1.2. contextDestroyed

 销毁过程比较简单，首先调用WebApplicationContext的close方法销毁该Context，然后移除ServletContex中的org.springframework.web.context.ROOT属性值，最后清除ServletContext中所有org.springframework.开头的属性值。

3.2. DispatcherServlet的加载

 同ContextLoaderListener类似，DispatcherServlet依赖于Servlet进行扩展。DispatcherServlet的结构如下：

如上，DispatcherServlet继承自HttpServlet，并重写了doService方法，用于处理http请求，其中：

3.2.1. HttpServletBean

 在HttpServlet的继承上增加了ConfigurableEnvironment属性，用于存放Servlet的配置项。通过重写init方法，在初始化时将servlet配置项添加到上下文环境变量中，并在该方法中开放了initBeanWrapper和initServletBean方法给子类。

3.2.2. FrameworkServlet

 基于Servlet实现的Web框架，每个Servlet内部都对应一个XmlWebApplicationContext对象，且namespace格式为ServletName-servlet。上面说了在没显示设定配置文件路径的情况下，且存在namespace时，会使用/WEB-INF/namespace.xml作为Spring配置文件，对应到demo即为/WEB-INF/dispatcher-servlet.xml。FrameworkServlet重写了父类的intServletBean方法，对XmlWebApplicationContext的初始化工作。Servlet在初始化XmlWebApplicationContext时，会尝试从ServletContext中获取根Context(上面提到的，会将根Ccontext放到ServletContext中以标记已经初始化过)并设置为当前Context的父Context，然后再按照雷士根Contextde 的初始化过程对其进行初始化。不同的是，会在refresh前开放口子进行扩展，包括:

  • 对内通过重写子类的postProcessWebApplicationContext方法

  • 对外通过加载并执行globalInitializerClasses中配置的ApplicationContextInitializer类

FrameworkServlet还重写了父类的各doXXX方法，都交给processService方法，以处理Http请求。processService最终委托给了doService方法。

3.2.3. DispatchdrServlet

 是SpringMVC处理Http请求的主要实现，主要完成了两件事：

3.1. 重写了onRefresh方法

 初始化时设置了众多默认处理策略，包括：文件处理策略、HandlerMapping处理策略、HandlerAdapter处理策略、HandlerException处理策略、View解析策略等。SpringMVC在处理Http的每个步骤上，都提供了类似filter的机制，每个步骤都能够注册多个策略处理器，按照顺序选择出能够处理当前请求的策略并交给其处理。而大部分的默认策略来至于spring-mvc模块下的org/springframework/web/servlet/DispatcherServlet.properties文件，如下：

下面为本人demo（SpringBoot）运行时DispatcherServlet各属性以及注册的各策略的情况

主要关注handlerMappings中的RequestMappingHandlerMapping和handlerAdapters中的RequestMappingHandlerAdapter。这两个都不是在DispatcherServlet.properties文件中指定的，而是在开启<mvc:annotation-driven />后自动注册的，这个后面会介绍。

3.1.1 RequestMappingHandlerMapping初始化

 RequestMappingHandlerMapping主要用于查找@RequestMapping注解的handler，其继承关系如下：

  • AbstractHandlerMapping：实现了HandlerMapping接口，提供了获取handler的主要实现。getHandler方法的实现为，将具体handler的查找委托给了子类的getHandlerInternal方法，然后跟当前请求路径相关的interceptor一起包装为一个HandlerExecutionChain返回。interceptor为所有实现了MappedInterceptor接口的bean，会在AbstractHandlerMapping初始化的时候遍历上下文进行查找。

  • AbstractHandlerMethodMapping：在AbstractHandlerMapping的基础上，主要提供了根据请求查找对应handler method的实现，即getHandlerInternal方法。该类会在初始化时遍历上下文中所有的Bean，然后符合条件的Bean（通过isHandler方法），遍历当前Bean符合条件的方法（通过getMappingForMethod方法），每个方法都有一个对应的path，称为lookUpPath。getHandlerInternal实现上也是通过请求的HttpServletRequest得到对应的lookUpPath，然后从内存缓存中获取对应的handler。

  • RequestMappingHandlerMapping：@RequestMapping的实现，主要实现了 isHandler和getMappingForMethod。

  • isHandler：判断是否出现@Controller注解或者@RequestMapping注解

  • getMappingForMethod：根据@RequestMapping注解返回RequestMappingInfo实例。

    3.1.2 RequestMappingHandlerAdapter初始化

  RequestMappingHandlerAdapter主要完成HandlerMethod的执行，，其继承关系如下：

  • AbstractHandlerMethodAdapter：用于判断是否支持Handler的执行，需要传入的handler是否为HandlerMethod实例，同时将handler的执行委托给子类的handleInternal方法。

  • RequestMappingHandlerAdapter：真正执行handler对应的Method对象，会调用各种resolvers解析参数，用于在反射时作为入参传入；调用各种converter用于对结果进行加工等操作。

3.2. 重写doService方法

 实现了Http请求的处理过程，具体流程如下图，即开头提及的SpringMVC处理Http请求的过程，前面已经介绍过流程，这里不再赘述。

3.3. mvc:annotation-driven

 按照之前说的，先看resource/META-INF/spring.handlers文件，这个配置在spring-webmvc模块下，内容为：

http://www.springframework.org/schema/mvc=org.springframework.web.servlet.config.MvcNamespaceHandler

支持的标签如下：

annotation-driven的解析类为：AnnotationDrivenBeanDefinitionParser，该类主要自动做了如下动作：

  • 注入了RequestMappingHandlerMapping和BeanNameUrlHandlerMapping两个HandlerMapping实现

  • 注入了RequestMappingHandlerAdapter、HttpRequestHandlerAdapter和SimpleControllerHandlerAdapter三个HandlerAdapter实现。需要指出的是对于RequestMappingHandlerAdapter，如果没有配置message-converters标签指定消息处理器的话，会根据classpath中存在的包自动注入处理器，包括：

  • ByteArrayHttpMessageConverter

  • StringHttpMessageConverter

  • ResourceHttpMessageConverter

  • SourceHttpMessageConverter

  • AllEncompassingFormHttpMessageConverter

  • 如果存在com.rometools.rome.feed.WireFeed类，则增加AtomFeedHttpMessageConverter、RssChannelHttpMessageConverter

  • 如果存在com.fasterxml.jackson.dataformat.xml.XmlMapper类，则增加MappingJackson2XmlHttpMessageConverter

  • 如果存在javax.xml.bind.Binder类，则增加Jaxb2RootElementHttpMessageConverter

  • 如果存在com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper和com.fasterxml.jackson.core.JsonGenerator，则增加MappingJackson2HttpMessageConverter

  • 如果存在com.google.gson.Gson，则增加GsonHttpMessageConverter

  • 注入了ExceptionHandlerExceptionResolver用于实现@ExceptionHandler注解、注入了ResponseStatusExceptionResolver用于实现@ResponseStatus和DefaultHandlerExceptionResolver

  • 注入了AntPathMatcher和UrlPathHelper用于路径解析

 上面介绍了SpringMVC大体流程的实现，当然还有很多细节没有进行说明，如@Param,HttpServletRequest等各种参数的解析和注入，响应结果转为json等各种结果的加工，详细内容可以根据上面介绍再进行深入。

4. WebApplicationInitializer

 Servlet3.0+提供了ServletContainerInitializer接口，用于在web容器启动时为提供给第三方组件机会做一些初始化的工作，例如注册servlet或者filtes等。

 每个框架要使用ServletContainerInitializer就必须在对应的jar包的META-INF/services 目录创建一个名为javax.servlet.ServletContainerInitializer的文件，文件内容指定具体的ServletContainerInitializer实现类。spring-web模块下便存在该配置：

内容为:

org.springframework.web.SpringServletContainerInitializer

SpringServletContainerInitializer的主要功能是加载classpath下的所有WebApplicationInitializer实现类（非接口、非抽象类），按照@Order进行排序后依次执行WebApplicationInitializer的onStartup方法。

 spring-web模块提供的抽象类实现AbstractContextLoaderInitializer能够不用web.xml配置增加RootContext；提供的抽象类实现AbstractDispatcherServletInitializer能够不用web.xml配置增加DispatcherServlet。当然更重要的实现是SpringBoot中的实现，这个后续介绍SpringBoot时再提。

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以上是 SpringMVC加载流程 的全部内容， 来源链接： utcz.com/z/512476.html

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