引言

對于SpringMVC相信諸位并不陌生，這是Java開發過程中使用最頻繁的架構，在你的項目中可能不一定用MyBatis，但絕對會使用SpringMVC，因為操作資料庫還有Hibernate、JPA等其他ORM架構選擇，但SpringMVC這個架構在其領域中，可謂是獨領風騷，是以在面試中也會常常問到一些與之相關的面試題，其中最為經典的則是那道：

SpringMVC在啟動後是如何工作的？（工作原理）

對于這題的答案，相信大家在“Java面試八股文”中絕對背過，但之前大多數小夥伴應該也隻是死記，并未真正的了解其核心原理，那本篇的目的就在于讓諸位真正的掌握SpringMVC原理。當然，為了更好地了解，咱們也不會以之前分析底層時的那種源碼方式，對其進行長篇概述，本次則使用一種新的方式來對其進行原理講解。

那新的方式是什麼呢？那就是自己手寫架構，真正的了解就是自己能夠把輪子重新造一次，這原本源碼的方式更加形象，也能夠更加讓我們對其原理印象深刻。

在之後有可能會寫的《源碼分析》專題中，會再次詳細剖析一些常用開源架構的源碼實作，同時為了加深對每個技術棧的了解，在剖析清楚源碼實作後，也會以本文這種形式，對架構進行迷你版的手寫實戰，是以本文也算是一個新的嘗試。

一、SpringMVC架構的概述與回憶

SpringMVC是Spring家族中的元老之一，它是一個基于MVC三層架構模式的Web應用架構，它的出現也一統了JavaWEB應用開發的項目結構，進而避免将所有業務代碼都糅合在同一個包下的複雜情況。在該架構中通過把Model、View、Controller分離，如下：

M/Model模型：由service、dao、entity等JavaBean構成，主要負責業務邏輯處理。
V/View視圖：負責向使用者進行界面的展示，由jsp、html、ftl....等組成。
C/Controller控制器：主要負責接收請求、調用業務服務、根據結果派發頁面。

SpringMVC貫徹落實了MVC思想，以分層工作的模式，把整個較為複雜的web應用拆分成邏輯清晰的幾部分，從很大程度上也簡化了開發工作，減少了團隊協作開發時的出錯幾率。

回想最初的servlet開發，或者說最初我們學習Java時，如稚子般的操作，當時也不會劃分子產品、劃分包，所有代碼一股腦的全都放在少數的幾個包下。但不知從何時起，慢慢的，每當有一個新的項目需求出現時，我們都會先對其劃分子產品，再劃分層次，SpringMVC這個架構已經讓每位Java開發徹底将MVC思想刻入到了DNA中，無論是最初的單體開發，亦或是如今主流的分布式、微服務開發，相信大家都已經遵守着這個思想。

SpringMVC架構的設計，是以請求為驅動，圍繞Servlet設計的，将請求發給控制器，然後通過模型對象，分派器來展示請求結果的視圖。SpringMVC的核心類是DispatcherServlet，它是一個Servlet子類，頂層是實作的Servlet接口。

當然，此刻暫且避開其原理不談，先回想最初的SpringMVC是如何使用的呢？一起來看看。

1.1、SpringMVC的使用方式

對于SpringMVC架構的原生使用方式，估計大部分小夥伴都已經忘了，尤其是近些年SpringBoot架構的流行，由于其簡化配置的特性，讓我們幾乎無需再關注最初那些繁雜的XML配置。

說到這塊就引起了我早些年那些痛苦的回憶，在SpringBoot還未那麼流行之前，幾乎所有的配置都是基于XML來弄的，而且每當引入一個新的技術棧，都需要配置一大堆檔案，比如Spring、SpringMVC、MyBatis、Shiro、Quartz、EhCache....，這個整合過程無疑是痛苦的。

但随着後續的SpringBoot流行，這些問題則無需開發者再關注，不過成也SpringBoot，敗也SpringBoot，尤其是近幾年新入行的Java程式員，正是由于未曾有過之前那種繁重的XML配置經曆，是以對于application.yml中很多技術棧的配置項也并不是特别了解，項目開發中需要引入一個新的技術棧時，幾乎靠在網上copy他人的配置資訊，也就成了“知其然而不知其是以然”，這對後續想要深入研究底層也成了一道新的屏障。

就此打住，感慨也不多說了，咱們先來回憶回憶最初SpringMVC的使用方式：基于最普通的maven-web工程建構。

在使用SpringMVC架構時，一般會首先配置它的核心檔案：springmvc-servlet.xml，如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
		http://www.springframework.org/schema/context
		http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-4.3.xsd 
		http://www.springframework.org/schema/mvc
		http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc.xsd">
    
    <!-- 通過context:component-scan元素掃描指定包下的控制器-->
    <!-- 掃描com.xxx.xxx及子孫包下的控制器(掃描範圍過大，耗時)-->
    <context:component-scan base-package="com.xxx.controller"/>
    
    <!-- ViewResolver -->
    <bean class="org.springframework.web.servlet.view.InternalResourceViewResolver">
        <!-- viewClass需要在pom中引入兩個包：standard.jar and jstl.jar -->
        <property name="viewClass"
                  value="org.springframework.web.servlet.view.JstlView"></property>
        <property name="prefix" value="/WEB-INF/jsp/"/>
        <property name="suffix" value=".jsp"/>
    </bean>
    
    <!-- 省略其他配置...... -->
</beans>

在springmvc-servlet.xml這個核心配置檔案中，最重要的其實是配置Controller類所在的路徑，即包掃描的路徑，以及配置一個視圖解析器，主要用于解析請求成功之後的視圖資料。

OK~，配置好了springmvc-servlet.xml檔案後，緊接着我們會再修改maven-web項目核心檔案web.xml中的配置項：

<!DOCTYPE web-app PUBLIC
 "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
 "http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd" >

<web-app>
  <display-name>Archetype Created Web Application</display-name>

  <!-- 再這裡會添加一個SpringMVC的servlet配置項 -->
  <servlet>
  <!-- 首先指定SpringMVC核心控制器所在的位置 -->
    <servlet-name>SpringMVC</servlet-name>
    <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
    <!-- DispatcherServlet啟動時，從哪個檔案中加載元件的初始化資訊 -->
    <!--此參數可以不配置，預設值為：/WEB-INF/springmvc-servlet.xml-->
    <init-param>
      <param-name>contextConfigLocation</param-name>
      <param-value>/WEB-INF/springmvc-servlet.xml</param-value>
    </init-param>
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
    <!--web.xml 3.0的新特性，是否支援異步-->
    <!--<async-supported>true</async-supported>-->
  </servlet>
  <!-- 配置路由比對規則，/ 代表比對所有，類似于nginx的location規則 -->
  <servlet-mapping>
    <servlet-name>SpringMVC</servlet-name>
    <url-pattern>/</url-pattern>
  </servlet-mapping>
</web-app>

修改web.xml中的配置時，主要就幹了一件事情，也就是為SpringMVC添加了一對servlet的配置項，主要指定了幾個值：

①指定了SpringMVC中DispatcherServlet類的全路徑。
②指定DispatcherServlet初始化元件時，從哪個檔案中加載元件的配置資訊。
③配置了一條值為/的路由比對規則，/代表所有請求路徑都比對。

經過上述配置後，伺服器啟動後，所有的請求都會根據配置好的路由規則，先去到DispatcherServlet中處理。

至此，大概的配置就弄好了，緊接着是在前面配置的com.xxx.controller包中編寫對應的Controller類，如下：

package com.xxx.controller;

@Controller("/user")
public class UserController{
    // 省略......
}

一切就緒後，一般都會将WEB應用打成war包，然後放入到Tomcat中運作，而當Tomcat啟動時，首先會找到對應的WEB程式，緊接着會去加載web.xml，加載web.xml時，由于前面在其中配置了DispatcherServlet，是以此時會先去加載DispatcherServlet，而加載這個類時，又會觸發它的初始化方法，會調用initStrategies()方法對元件進行初始化，如下：

// DispatcherServlet類 → initStrategies()方法
protected void initStrategies(ApplicationContext context) {
        // 在這裡面初始化SpringMVC工作時，需要用到的各大元件
        initMultipartResolver(context);
        initLocaleResolver(context);
        initThemeResolver(context);
        initHandlerMappings(context);
        initHandlerAdapters(context);
        initHandlerExceptionResolvers(context);
        initRequestToViewNameTranslator(context);
        initViewResolvers(context);
        initFlashMapManager(context);
    }

那初始化元件時，肯定需要一些加載一些對應的元件配置，這些配置資訊從哪兒來呢？也就是根據我們指定的<init-param></init-param>配置項，讀取之前的核心檔案：springmvc-servlet.xml中所配置的資訊，對各大元件進行初始化。

是以，當Tomcat啟動成功後，SpringMVC的各大元件也會初始化完成。

當然，DispatcherServlet除開是SpringMVC的初始化建構器外，還是SpringMVC的元件調用器，因為前面在web.xml還配置了一條路由規則，所有的請求都會先進入DispatcherServlet中處理，那既然所有的請求都進入了這個類，此時究竟該如何分發請求，就可以任由SpringMVC排程了。

但SpringMVC内部究竟是如何調用各大元件對請求進行處理的，這就涉及到了本文開頭抛出的面試題了，也就是SpringMVC的工作原理，接下來我們簡單聊一聊。

二、SpringMVC工作原理詳解

在了解SpringMVC的工作原理之前，首先認識一些常用元件：

DispatcherServlet前端控制器：接收請求，響應結果，相當于轉發器，是整個流程控制的中心，由它調用其它元件處理使用者的請求，是以也可稱為中央處理器。有了它之後，可以很大程度上減少其它元件之間的耦合度。

HandlerMapping處理映射器：主要負責根據請求路徑查找Handler處理器，也就是根據使用者的請求路徑找到具體的Java方法，具體是如何找到的呢？是根據映射關系查找的，SpringMVC提供了不同的映射器實作不同的映射方式，例如：配置檔案方式，實作接口方式，注解方式等。

HandlerAdapter處理擴充卡：就是一個用于執行Handler處理器的元件，會根據用戶端不同的請求方式（get/post/...），執行對應的Handler。說人話就是前面的元件定位到具體Java方法後，用來執行Java方法的元件。

Handler處理器：其實這也就是包含具體業務操作的Java方法，在SpringMVC中會被包裝成一個Handler對象。

ViewResolver視圖解析器：：對業務代碼執行完成之後的結果進行視圖解析，根據邏輯視圖名解析成真正的視圖，比如controller方法執行完成之後，return的值是index，那麼會對這個結果進行解析，将結果生成例如index.jsp這類的View視圖。

ViewResolver工作時，會首先根據邏輯視圖名解析成實體視圖名，即具體的頁面位址，然後再生成View視圖對象，最後對視圖進行渲染，将處理結果通過頁面展示給使用者。

SpringMVC提供了很多的View視圖類型，如：jstlView、freemarkerView、pdfView等，前面我們配置的JSP視圖解析器則是JstlView，這裡也可以根據模闆引擎的不同，選擇不同的解析器。

View視圖：View在SpringMVC中是一個接口，實作類支援不同的類型，例如jsp、freemarker、ftl...，不過現在一般都是前後端分離的項目，是以也很少再用到這塊内容，視圖一般都成了html頁面，資料結果的渲染工作也交給了前端完成。

SpringMVC的核心就是DispatcherServlet，由它去調用各類元件完成工作。而DispatcherServlet其實本質上就是一個Servlet子類，一般WEB層架構本質上都離不開Servlet，就好比ORM架構離不開JDBC，比如Zuul、GateWay等架構，本質上也是依賴于Servlet技術作為底層的。

三、手寫Mini版SpringMVC架構

到目前為止，相對來說已經将SpringMVC的工作原理做了簡單概述，接下來就來到本文的核心：自己手寫一個Mini版的SpringMVC架構。步驟主要分為五步：

①自定義相關注解。
②實作核心元件。
③實作DispatcherServlet。
④編寫相關的視圖（jsp網頁）。
⑤編寫測試用例。

3.1、自定義相關注解

SpringMVC中的注解實際上并不少，是以在這裡不會全部實作，重點就自定義@Controller、@RequestMapping、@ResponseBody這幾個常用的核心注解。

3.1.1、@Controller注解的定義

// 聲明注解的生命周期：RUNTIME表示運作時期有效
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
// 注解的生效範圍：隻能生效于類上面
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface Controller {
    //@interface是元注解：JDK封裝的專門用來實作自定義注解的注解
}

這個注解稍後會加載咱們要掃描的Controller類上，主要是為了标注出掃描時的目标類。

3.1.2、@RequestMapping注解的定義

// 聲明注解的生命周期：RUNTIME表示運作時期有效
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
// 注解的生效範圍：可應用在類上面、方法上面
@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
public @interface RequestMapping {
    // 允許該注解可以填String類型的參數，預設為空
    String value() default "";
}

這個注解可以加在類或方法上，主要是用來給類或方法映射請求路徑。

3.1.3、@ResponseBody注解的定義

// 聲明注解的生命周期：RUNTIME表示運作時期有效
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
// 注解的生效範圍：隻能應用在方法上面
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface ResponseBody {
}

這個注解的作用是在于控制傳回時的響應方式，不加該注解的方法，預設會跳轉頁面，也加了該注解的方法，則會直接響應資料。

OK~，在上面定義了三個注解，其中使用到了兩個JDK提供的元注解：@Retention、@Target，前者用于控制注解的生命周期，表示自定義的注解在何時生效。後者則控制了注解的生效範圍，可以控制自定義注解在類、方法、屬性上生效。

不過在這裡并未對這些注解進行處理，隻是簡單的定義，如果想要注解生效，一般有兩種方式：①使用AOP切面對注解進行處理。②使用反射機制對注解進行處理。

稍後我們會采用上述的第二種方式對自定義的注解進行處理。

3.2、實作核心元件

自定義注解的工作完成後，緊接着再來實作一些運作時需要用到的核心元件。當然，這裡也不會将之前SpringMVC擁有的所有元件全部實作，僅實作幾個核心的元件，能夠達到效果即可。

3.3、實作DispatcherServlet中央控制器

public class DispacherServlet extends HttpServlet {

    // 定義一個 Map 容器，存儲映射關系
    private static Map<String, InvocationHandler> HandlerMap;

    @Override
    public void init() throws ServletException {
        System.out.println("項目啟動了.....");
        // 指定要掃描的包路徑（原本是從xml檔案中讀取的）
        String packagePath = "com.xxx.controller";
        // 在指定的包路徑下掃描帶有@Controller注解的類
        Set<Class<?>> classSet = ClassUtil.
                scanPackageByAnnotation(packagePath, Controller.class);
        System.out.println("掃描到類的數量為:" + classSet.size());
        // 建立一個HandlerMapping并調用urlMapping()方法
        HandlerMapping handlerMapping = new HandlerMapping();
        HandlerMap = handlerMapping.urlMapping(classSet);
        // 最終擷取到一個帶有所有映射關系的 Map 集合
        System.out.println("HandlerMap的長度：" + HandlerMap.size());
    }

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
            throws ServletException, IOException {
        doPost(req,resp);
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
            throws ServletException, IOException {
        // 擷取用戶端的請求路徑
        StringBuffer requestURL = req.getRequestURL();
        System.out.println("用戶端請求路徑：" + requestURL);
        // 判斷請求路徑中是否包含項目名，包含的話使用空字元替換掉
        String path = new String(requestURL).replace("http://" +
                req.getServerName() + ":" + req.getServerPort(), "");
        System.out.println("處理後的用戶端請求路徑：" + path);
        // 根據處理好的 path 作為條件去map中查找對應的方法
        InvocationHandler handler = HandlerMap.get(path);
        // 擷取到對應的類執行個體對象和Java方法
        Object object = handler.getObject();
        Method method = handler.getMethod();

        // 判斷該方法上是否添加了@ResponseBody注解：
        //      true：直接傳回資料  false：跳轉頁面
        boolean f = method.isAnnotationPresent(ResponseBody.class);
        System.out.println("是否添加了@ResponseBody注解：" + f);
        // 如果方法上存在@ResponseBody注解
        if (f){
            try {
                // 通過反射的方式調用方法并執行
                Object invoke = method.invoke(object);
                // 将結果通過Response直接寫回給用戶端
                resp.getWriter().print(invoke.toString());
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } else{
            // 擷取用戶端的請求路徑作為傳回時的前路徑
            String URL = "http://" + req.getServerName() + ":" +
                    req.getServerPort() + "/" + req.getContextPath();
            System.out.println("URL:" + URL);
            // 自定義的前字尾（原本也是在xml中讀取）
            String prefix = "";
            String suffix = ".jsp";
            try {
                // 通過反射機制，執行對應的Java方法
                Object invoke = method.invoke(object);
                if(invoke instanceof ModelAndView){
                    // 如果是傳回的ModelAndView對象，這裡做額外處理....
                } else{
                    // 擷取Java方法執行之後的傳回結果
                    String str = (String)invoke;
                    // 如果指定了跳轉方法為 forward: 轉發
                    if(str.contains("forward:")){
                        System.out.println("以轉發的方式跳轉頁面...");
                        req.getRequestDispatcher("index.jsp").forward(req,resp);
                    }
                    // 如果指定了跳轉方法為 redirect: 重定向
                    if(str.contains("redirect:")){
                        System.out.println("以重定向的方式跳轉頁面...");
                        resp.sendRedirect(URL + prefix +
                            str.replace("redirect:","") + suffix);
                    }
                    // 如果沒有指定，則預設使用轉發的方式跳轉頁面
                    if(!str.contains("forward:") && !str.contains("redirect:")){
                        resp.sendRedirect(URL + prefix + str + suffix);
                    }
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }
}

由于DispacherServlet實作了HttpServlet抽象類，是以也重寫了它的三個方法：init()、doGet()、doPost()，其中init()方法會在項目啟動時執行，而doGet()、doPost()則會在用戶端請求時被觸發。

總結一下上述DispacherServlet所做的工作：

①初始化所有請求路徑與Java方法之間的映射關系。
②根據用戶端的請求路徑，查找對應的Java方法并執行。
③判斷方法上是否添加了@ResponseBody注解：添加了：直接向用戶端傳回資料。未添加：跳轉對應的頁面。
④以重定向或轉發的方式跳轉對應的頁面。

OK~，最後也不要忘了在web.xml配置一下我們自己的DispacherServlet：

<!DOCTYPE web-app PUBLIC
 "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
 "http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd" >

<web-app>
  <display-name>Archetype Created Web Application</display-name>

  <servlet>
    <servlet-name>dispacherServlet</servlet-name>
    <!-- 這裡配置的DispacherServlet是我們自己的 -->
    <servlet-class>com.xxx.DispacherServlet</servlet-class>
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
  </servlet>

  <servlet-mapping>
    <servlet-name>dispacherServlet</servlet-name>
    <!-- 比對規則依舊是所有請求路徑都會比對 -->
    <url-pattern>/</url-pattern>
  </servlet-mapping>
</web-app>

3.4、編寫View視圖

3.5、編寫測試用例

四、手寫SpringMVC架構總結

最後結合手寫SpringMVC的過程，再談談SpringMVC工作流程的了解，其實在咱們把一個JavaWeb程式打成war包丢入Tomcat後，當啟動Tomcat時，它就會先去加載web.xml檔案，而加載web.xml檔案時，會碰到DispacherServlet需要被加載，是以又會去加載它，當加載DispacherServlet時，其實本質上會把SpringMVC的元件初始化，然後将所有Controller的URL資源都映射到一個容器中存儲。

當後續用戶端發生請求時，首先會根據配置好的路由規則，所有請求會先進入DispacherServlet，DispacherServlet會先解析用戶端的請求路徑，然後根據路徑去容器中找到該Url對應的Java方法，找到之後再調用元件去執行具體的Controller方法，當執行完之後，又會将結果傳回給DispacherServlet，此時又會去調用相關元件處理執行後的結果，最後才将渲染後的結果響應。

如果面試碰到這樣的問題，也可以結合本文去回答。

你面試時，如果回答能比他人更有深度以及你自己的思考，自然你就比其他候選者的機會更大，畢竟當下内卷越來越嚴重，一個能讓面試官眼前一亮的候選者，自然也會給面試官帶來不同的體驗，是以你收到Offer的幾率也會更高。

深入了解SpringMVC工作原理，手寫SpringMVC架構沒那麼難

引言

一、SpringMVC架構的概述與回憶

1.1、SpringMVC的使用方式

二、SpringMVC工作原理詳解

三、手寫Mini版SpringMVC架構

3.1、自定義相關注解

3.1.1、@Controller注解的定義

3.1.2、@RequestMapping注解的定義

3.1.3、@ResponseBody注解的定義

3.2、實作核心元件

3.3、實作DispatcherServlet中央控制器

3.4、編寫View視圖

3.5、編寫測試用例

四、手寫SpringMVC架構總結

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