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SpringMVC底層原理

作者:程式猿波哥

筆者的專業是軟體技術,主修java,記得剛開始寫web應用的時候,都是直接寫Servlet,有多少個請求服務就寫多少個Servlet,于是一個系統中出現了一堆的Servlet,記得那會jsp也很流行,後來又經曆了Struts1、Struts2,到現在前後端技術分離了,則更多是用SpringMVC。随着技術的發展,你會發現寫代碼變得越來越簡單,當然這個簡單是建立在前輩大神們深邃的設計思想上的,今天我們就來詳細聊聊SpringMVC,學習SpringMVC底層原理的同時,感受下大神們的設計思想。

我們先來通過一張圖了解下SpringMVC處理請求的整體流程:

SpringMVC底層原理

使用過SpringMVC的老鐵們都知道,在SpringMVC中最核心的就是DispatcherServlet類,接下來筆者将從DispatcherServlet如何處理請求的整體流程來闡述它的底層實作。

DispatcherServlet毫無疑問是一個HttpServlet,居于此可以追蹤到所有的請求都會進入到doDispatch方法中,而這個方法就是咱們要解剖的方法:

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該方法主要有幾條主線:擷取HandlerExecutionChain、擷取HandlerAdapter、調用Adapter的handle方法、視圖處理器處理。下面我們将從這幾個主線逐一分析。

一、擷取HandlerExecutionChain

首先說明下這個HandlerExecutionChain,它裡面封裝了一堆的Interceptor攔截器,以及Handler,它是一個處理鍊,通過getHandler方法擷取得到:

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從代碼中我看看到,這裡循環handlerMappings,調用HandlerMapping的getHandler方法來擷取HandlerExecutionChain對象,擷取到了就傳回,那這個handlerMappings都包含了哪些HandlerMapping呢?它們是什麼時候被塞到handlerMappings集合中去的?

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在DispatcherServlet的initStrategies方法中,會初始化一堆的資料,其中就有調用initHandlerMappings方法來初始化HandlerMapping,放到handlerMappings集合中,至于initStrategies方法是怎麼被調用的,大家看下DispatcherServlet的繼承結構圖,然後根據Servlet的生命周期跟蹤下相信就知道了。

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我們來看下initHandlerMappings方法:

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從方法中可以看出,從Spring的Bean工廠中擷取HandlerMapping.class類型的Bean,以得到handlerMappings,在實際過程中,和咱們實際應用相關的HandlerMapping主要包括:BeanNameUrlHandlerMapping、SimpleUrlHandlerMapping、RequestMappingHandlerMapping這三類,當然還有其他。

是以我們就知道了,上面是調用上面這三個HandlerMapping的getHandler方法來擷取HandlerExecutionChain對象。我們大概猜想,這個getHandler方法是根據請求的URL路徑,來擷取到處理的對象或者方法,這個是順理成章的,因為我們在開發的時候,就是通過配置path路徑來明确請求的路徑和方法或類的對應關系的。

我們先來看它們内部到底存放了什麼,以及getHandler方法的具體邏輯,我們主要看BeanNameUrlHandlerMapping和RequestMappingHandlerMapping。

  • BeanNameUrlHandlerMapping
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從它的繼承關系圖中可以看到,它是Aware的實作類,跟蹤它的生命周期,Spring會調用initApplicationContext方法,然後調用detectHandlers方法來找到對應的Handler,并調用registerHandler方法将找到的Handler添加到handlerMap這個Map集合中去。

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那上面"對應的Handler"需要滿足什麼條件呢?

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看上面的判斷邏輯,表明如果bean的名稱是以"/"開頭,則滿足條件,然後從Spring的Bean工廠中擷取到對應的Bean執行個體,添加到handlerMap集合。

在具體使用時,可以實作Controller和HttpRequestHandler接口,同時Component注解的value值以"/"開頭。

好,資料準備完成,接下來就是getHandler方法:

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跟蹤代碼可以看出,就是根據URL從handlerMap擷取到對應的執行個體,随後再将handler和HandlerInterceptor封裝成HandlerExecutionChain對象:

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  • RequestMappingHandlerMapping
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RequestMappingHandlerMapping是InitializingBean的實作類,在bean的初始化階段,它的afterPropertiesSet方法會被Spring調用,跟蹤該方法:

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發現擷取所有的bean執行個體,然後循環調用processCandidateBean方法:

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必須滿足一定條件的執行個體才會被處理,這個條件就是類上面包含Controller或者RequestMapping注解:

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對于滿足上述條件的bean,會在detectHandlerMethods方法中将RequestMapping注解中的路徑和對應的方法封裝成HandlerMethod,并添加到mappingLookup集合中。

然後調用getHandler方法,根據請求URL從mappingLookup集合中取出HandlerMethod,并封裝成HandlerExecutionChain對象。

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二、擷取HandlerAdapter

在上述調用getHandler方法,擷取到HandlerExecutionChain對象後,接下來調用getHandlerAdapter方法擷取HandlerAdapter:

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循環所有的HandlerAdapter,調用supports方法判斷HandlerAdapter是否支援處理Handler。這裡有兩個問題:第一、HandlerAdapter有哪些?它們是什麼時候被初始化的?第二、每個HandlerAdapter的supports方法的具體實作;

  • HandlerAdapter有哪些?它們是什麼時候被添加到handlerAdapters的?

同上,HandlerAdapter的初始化也是在initStrategies方法中發起的,在initHandlerAdapters方法中完成具體的添加:

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可以看到,從Spring容器中擷取所有的HandlerAdapter類型的Bean添加到handlerAdapters中,預設情況下包括:

RequestMappingHandlerAdapter、HandlerFunctionAdapter、HttpRequestHandlerAdapter、SimpleControllerHandlerAdapter四個實作類的Bean執行個體。

  • HandlerAdapter的supports方法的具體實作

我們這裡主要講下RequestMappingHandlerAdapter、SimpleControllerHandlerAdapter和HttpRequestHandlerAdapter的supports實作邏輯:

1.RequestMappingHandlerAdapter

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Handler是HandlerMethod類型,則由RequestMappingHandlerAdapter處理。

2.SimpleControllerHandlerAdapter

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如果handler是Controller的實作類,則會由SimpleControllerHandlerAdapter處理。

3.HttpRequestHandlerAdapter

如果handler是HttpRequestHandler的實作類,則會由HttpRequestHandlerAdapter處理。

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三、調用HandlerAdapter的handle方法

在擷取到HandlerAdapter後,還會調用interceptor的preHandle方法,這裡就不較長的描述了。這裡咱們直接看HandlerAdapter的handle方法的具體實作。

1.RequestMappingHandlerAdapter

相對于其他Adapter的處理方法,RequestMappingHandlerAdapter要複雜的的多。

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顯示建立ServletInvocableHandlerMethod對象,然後往對象中添加HandlerMethodArgumentResolvers和HandlerMethodReturnValueHandlers,這兩個東西很重要,是SpringMVC的兩個重要擴充點。

随後開始處理,總結來說主要做了兩件事:

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擷取方法參數值,然後調用方法:

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執行方法相對簡單,咱們主要來看看是如何擷取方法參數值的:

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先擷取到方法上的所有參數資訊MethodParameter,然後調用resolvers.supportsParameter方法來判斷是否支援對參數類型進行轉換,那這個resolvers是啥?它是一個HandlerMethodArgumentResolver,裡面包含了一堆的HandlerMethodArgumentResolver,而這個HandlerMethodArgumentResolver就是專門負責參數轉換用的:

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除了SpringMVC自己提供的HandlerMethodArgumentResolver外,還支援讓咱們自己來提供,隻要實作HandlerMethodArgumentResolver即可。SpringMVC通過調用HandlerMethodArgumentResolver類的supportsParameter方法來找到一個适合處理的HandlerMethodArgumentResolver,找到了合适的Resolver後,調用它的resolveArgument方法來進行參數轉換,最終得到所有的參數值。

對傳回值進行處理

在調用方法完成後,如果有傳回值,則調用returnValueHandlers.handleReturnValue來處理傳回值,這個returnValueHandlers是HandlerMethodReturnValueHandler類型的執行個體,它包含了一堆的HandlerMethodReturnValueHandler,HandlerMethodReturnValueHandler就是專門處理傳回值的實作類,除了預設的HandlerMethodReturnValueHandler外,SpringMVC還允許咱們自己實作HandlerMethodReturnValueHandler。

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首先SpringMVC會擷取一個最合适的HandlerMethodReturnValueHandler:

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選擇的邏輯就是循環調用所有HandlerMethodReturnValueHandler的supportsReturnType方法,傳回為true的就是最合适的:

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得到HandlerMethodReturnValueHandler後,調用它的handleReturnValue方法來完成傳回值的處理。

2.SimpleControllerHandlerAdapter

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SimpleControllerHandlerAdapter的handle方法,就是執行Controller實作類的handleRequest方法。

3.HttpRequestHandlerAdapter

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HttpRequestHandlerAdapter的handle方法,就是執行HttpRequestHandler實作類的handleRequest方法。

四、視圖渲染

上述完成Adapter的handle方法後,會執行過濾器HandlerInterceptor的postHandle方法,這裡不再描述。如果傳回值是ModelAndView,則會調用processDispatchResult,來完成視圖渲染:

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這裡會先得到以一個View,也就是視圖器,然後調用view的render方法來完成渲染處理。那核心點就是如何擷取這個View。

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循環調用viewResolvers中ViewResolver的resolveViewName方法,得到最合适的View。預設情況下SpringMVC提供了四種類型的View:BeanNameViewResolver、ViewResolverComposite、InternalResourceViewResolver、ContentNegotiatingViewResolver,當然咱們也可以自己實作ViewResolver,進而添加自己的View。