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深入分析Spring 與 Spring MVC容器

  Spring Framework本身沒有Web功能,Spring MVC使用WebApplicationContext類擴充ApplicationContext,使得擁有web功能。那麼,Spring MVC是如何在web環境中建立IoC容器呢?web環境中的IoC容器的結構又是什麼結構呢?web環境中,Spring IoC容器是怎麼啟動呢?

  以Tomcat為例,在Web容器中使用Spirng MVC,必須進行四項的配置:

修改web.xml,添加servlet定義;

編寫servletname-servlet.xml(servletname是在web.xm中配置DispactherServlet時使servlet-name的值)配置;

contextConfigLocation初始化參數、配置ContextLoaderListerner; 

Web.xml配置如下:

  在web.xml配置檔案中,有兩個主要的配置:ContextLoaderListener和DispatcherServlet。同樣的關于spring配置檔案的相關配置也有兩部分:context-param和DispatcherServlet中的init-param。那麼,這兩部分的配置有什麼差別呢?它們都擔任什麼樣的職責呢?

  在Spring MVC中,Spring Context是以父子的繼承結構存在的。Web環境中存在一個ROOT Context,這個Context是整個應用的根上下文,是其他context的雙親Context。同時Spring MVC也對應的持有一個獨立的Context,它是ROOT Context的子上下文。

  對于這樣的Context結構在Spring MVC中是如何實作的呢?下面就先從ROOT Context入手,ROOT Context是在ContextLoaderListener中配置的,ContextLoaderListener讀取context-param中的contextConfigLocation指定的配置檔案,建立ROOT Context。

Spring MVC啟動過程大緻分為兩個過程:

ContextLoaderListener初始化,執行個體化IoC容器,并将此容器執行個體注冊到ServletContext中;

DispatcherServlet初始化;

  Web容器調用contextInitialized方法初始化ContextLoaderListener,在此方法中,ContextLoaderListener通過調用繼承自ContextLoader的initWebApplicationContext方法執行個體化Spring Ioc容器。

  先看一下WebApplicationContext是如何擴充ApplicationContext來添加對Web環境的支援的。WebApplicationContext接口定義如下:

  下面看一下ContextLoaderListener中建立context的源碼:ContextLoader.java

  再看一下WebApplicationContext對象是如何建立的:ContextLoader.java

  ContextLoaderListener建構Root Context時序圖:

深入分析Spring 與 Spring MVC容器

  Spring MVC中核心的類是DispatcherServlet,在這個類中完成Spring context的加載與建立,并且能夠根據Spring Context的内容将請求分發給各個Controller類。DispatcherServlet繼承自HttpServlet,關于Spring Context的配置檔案加載和建立是在init()方法中進行的,主要的調用順序是init-->initServletBean-->initWebApplicationContext。

  1.先來看一下initWebApplicationContext的實作:FrameworkServlet.java

  通過initWebApplicationContext方法的調用,建立了DispatcherServlet對應的context,并将其放置到ServletContext中,這樣就完成了在web容器中建構Spring IoC容器的過程。

  2. DispatcherServlet建立context時序圖:

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  3. DispatcherServlet初始化的大體流程:

深入分析Spring 與 Spring MVC容器

  4. 控制器DispatcherServlet的類圖及繼承關系:

深入分析Spring 與 Spring MVC容器

  要想很好了解這三個上下文的關系,需要先熟悉Spring是怎樣在web容器中啟動起來的。Spring的啟動過程其實就是其IOC容器的啟動過程,對于web程式,IOC容器啟動過程即是建立上下文的過程。

Spring的啟動過程:

首先,對于一個web應用,其部署在web容器中,web容器提供其一個全局的上下文環境,這個上下文就是ServletContext,其為後面的spring IoC容器提供宿主環境;

其次,在web.xml中會提供有contextLoaderListener。在web容器啟動時,會觸發容器初始化事件,此時contextLoaderListener會監聽到這個事件,其contextInitialized方法會被調用,在這個方法中,spring會初始化一個啟動上下文,這個上下文被稱為根上下文,即WebApplicationContext,這是一個接口類,确切的說,其實際的實作類是XmlWebApplicationContext。這個就是spring的IoC容器,其對應的Bean定義的配置由web.xml中的context-param标簽指定。在這個IoC容器初始化完畢後,spring以WebApplicationContext.ROOTWEBAPPLICATIONCONTEXTATTRIBUTE為屬性Key,将其存儲到ServletContext中,便于擷取; 

再次,contextLoaderListener監聽器初始化完畢後,開始初始化web.xml中配置的Servlet,這個servlet可以配置多個,以最常見的DispatcherServlet為例,這個servlet實際上是一個标準的前端控制器,用以轉發、比對、處理每個servlet請求。DispatcherServlet上下文在初始化的時候會建立自己的IoC上下文,用以持有spring mvc相關的bean。在建立DispatcherServlet自己的IoC上下文時,會利用WebApplicationContext.ROOTWEBAPPLICATIONCONTEXTATTRIBUTE先從ServletContext中擷取之前的根上下文(即WebApplicationContext)作為自己上下文的parent上下文。有了這個parent上下文之後,再初始化自己持有的上下文。這個DispatcherServlet初始化自己上下文的工作在其initStrategies方法中可以看到,大概的工作就是初始化處理器映射、視圖解析等。這個servlet自己持有的上下文預設實作類也是mlWebApplicationContext。初始化完畢後,spring以與servlet的名字相關(此處不是簡單的以servlet名為Key,而是通過一些轉換,具體可自行檢視源碼)的屬性為屬性Key,也将其存到ServletContext中,以便後續使用。這樣每個servlet就持有自己的上下文,即擁有自己獨立的bean空間,同時各個servlet共享相同的bean,即根上下文(第2步中初始化的上下文)定義的那些bean。

在Web容器(比如Tomcat)中配置Spring時,你可能已經司空見慣于web.xml檔案中的以下配置代碼:

  以上配置首先會在ContextLoaderListener中通過<context-param>中的applicationContext.xml建立一個ApplicationContext,再将這個ApplicationContext塞到ServletContext裡面,通過ServletContext的setAttribute方法達到此目的,在ContextLoaderListener的源代碼中,我們可以看到這樣的代碼:

  以上由ContextLoaderListener建立的ApplicationContext是共享于整個Web應用程式的,而你可能早已經知道,DispatcherServlet會維持一個自己的ApplicationContext,預設會讀取/WEB-INFO/<dispatcherServletName>-servlet.xml檔案,而也可以重新配置:

  問題是:以上兩個ApplicationContext的關系是什麼,它們的作用作用範圍分别是什麼,它們的用途分别是什麼?

  ContextLoaderListener中建立ApplicationContext主要用于整個Web應用程式需要共享的一些元件,比如DAO,資料庫的ConnectionFactory等。而由DispatcherServlet建立的ApplicationContext主要用于和該Servlet相關的一些元件,比如Controller、ViewResovler等。

  對于作用範圍而言,在DispatcherServlet中可以引用由ContextLoaderListener所建立的ApplicationContext,而反過來不行。

在Spring的具體實作上,這兩個ApplicationContext都是通過ServletContext的setAttribute方法放到ServletContext中的。但是,ContextLoaderListener會先于DispatcherServlet建立ApplicationContext,DispatcherServlet在建立ApplicationContext時會先找到由ContextLoaderListener所建立的ApplicationContext,再将後者的ApplicationContext作為參數傳給DispatcherServlet的ApplicationContext的setParent()方法,在Spring源代碼中,你可以在FrameServlet.java中找到如下代碼:

  其中,wac即為由DisptcherServlet建立的ApplicationContext,而parent則為有ContextLoaderListener建立的ApplicationContext。此後,架構又會調用ServletContext的setAttribute()方法将wac加入到ServletContext中。

  當Spring在執行ApplicationContext的getBean時,如果在自己context中找不到對應的bean,則會在父ApplicationContext中去找。這也解釋了為什麼我們可以在DispatcherServlet中擷取到由ContextLoaderListener對應的ApplicationContext中的bean。