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SpringMVC底层原理

作者:程序猿波哥

笔者的专业是软件技术,主修java,记得刚开始写web应用的时候,都是直接写Servlet,有多少个请求服务就写多少个Servlet,于是一个系统中出现了一堆的Servlet,记得那会jsp也很流行,后来又经历了Struts1、Struts2,到现在前后端技术分离了,则更多是用SpringMVC。随着技术的发展,你会发现写代码变得越来越简单,当然这个简单是建立在前辈大神们深邃的设计思想上的,今天我们就来详细聊聊SpringMVC,学习SpringMVC底层原理的同时,感受下大神们的设计思想。

我们先来通过一张图了解下SpringMVC处理请求的整体流程:

SpringMVC底层原理

使用过SpringMVC的老铁们都知道,在SpringMVC中最核心的就是DispatcherServlet类,接下来笔者将从DispatcherServlet如何处理请求的整体流程来阐述它的底层实现。

DispatcherServlet毫无疑问是一个HttpServlet,居于此可以追踪到所有的请求都会进入到doDispatch方法中,而这个方法就是咱们要解剖的方法:

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该方法主要有几条主线:获取HandlerExecutionChain、获取HandlerAdapter、调用Adapter的handle方法、视图处理器处理。下面我们将从这几个主线逐一分析。

一、获取HandlerExecutionChain

首先说明下这个HandlerExecutionChain,它里面封装了一堆的Interceptor拦截器,以及Handler,它是一个处理链,通过getHandler方法获取得到:

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从代码中我看看到,这里循环handlerMappings,调用HandlerMapping的getHandler方法来获取HandlerExecutionChain对象,获取到了就返回,那这个handlerMappings都包含了哪些HandlerMapping呢?它们是什么时候被塞到handlerMappings集合中去的?

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在DispatcherServlet的initStrategies方法中,会初始化一堆的数据,其中就有调用initHandlerMappings方法来初始化HandlerMapping,放到handlerMappings集合中,至于initStrategies方法是怎么被调用的,大家看下DispatcherServlet的继承结构图,然后根据Servlet的生命周期跟踪下相信就知道了。

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我们来看下initHandlerMappings方法:

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从方法中可以看出,从Spring的Bean工厂中获取HandlerMapping.class类型的Bean,以得到handlerMappings,在实际过程中,和咱们实际应用相关的HandlerMapping主要包括:BeanNameUrlHandlerMapping、SimpleUrlHandlerMapping、RequestMappingHandlerMapping这三类,当然还有其他。

所以我们就知道了,上面是调用上面这三个HandlerMapping的getHandler方法来获取HandlerExecutionChain对象。我们大概猜想,这个getHandler方法是根据请求的URL路径,来获取到处理的对象或者方法,这个是顺理成章的,因为我们在开发的时候,就是通过配置path路径来明确请求的路径和方法或类的对应关系的。

我们先来看它们内部到底存放了什么,以及getHandler方法的具体逻辑,我们主要看BeanNameUrlHandlerMapping和RequestMappingHandlerMapping。

  • BeanNameUrlHandlerMapping
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从它的继承关系图中可以看到,它是Aware的实现类,跟踪它的生命周期,Spring会调用initApplicationContext方法,然后调用detectHandlers方法来找到对应的Handler,并调用registerHandler方法将找到的Handler添加到handlerMap这个Map集合中去。

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那上面"对应的Handler"需要满足什么条件呢?

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看上面的判断逻辑,表明如果bean的名称是以"/"开头,则满足条件,然后从Spring的Bean工厂中获取到对应的Bean实例,添加到handlerMap集合。

在具体使用时,可以实现Controller和HttpRequestHandler接口,同时Component注解的value值以"/"开头。

好,数据准备完成,接下来就是getHandler方法:

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跟踪代码可以看出,就是根据URL从handlerMap获取到对应的实例,随后再将handler和HandlerInterceptor封装成HandlerExecutionChain对象:

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  • RequestMappingHandlerMapping
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RequestMappingHandlerMapping是InitializingBean的实现类,在bean的初始化阶段,它的afterPropertiesSet方法会被Spring调用,跟踪该方法:

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发现获取所有的bean实例,然后循环调用processCandidateBean方法:

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必须满足一定条件的实例才会被处理,这个条件就是类上面包含Controller或者RequestMapping注解:

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对于满足上述条件的bean,会在detectHandlerMethods方法中将RequestMapping注解中的路径和对应的方法封装成HandlerMethod,并添加到mappingLookup集合中。

然后调用getHandler方法,根据请求URL从mappingLookup集合中取出HandlerMethod,并封装成HandlerExecutionChain对象。

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二、获取HandlerAdapter

在上述调用getHandler方法,获取到HandlerExecutionChain对象后,接下来调用getHandlerAdapter方法获取HandlerAdapter:

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循环所有的HandlerAdapter,调用supports方法判断HandlerAdapter是否支持处理Handler。这里有两个问题:第一、HandlerAdapter有哪些?它们是什么时候被初始化的?第二、每个HandlerAdapter的supports方法的具体实现;

  • HandlerAdapter有哪些?它们是什么时候被添加到handlerAdapters的?

同上,HandlerAdapter的初始化也是在initStrategies方法中发起的,在initHandlerAdapters方法中完成具体的添加:

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可以看到,从Spring容器中获取所有的HandlerAdapter类型的Bean添加到handlerAdapters中,默认情况下包括:

RequestMappingHandlerAdapter、HandlerFunctionAdapter、HttpRequestHandlerAdapter、SimpleControllerHandlerAdapter四个实现类的Bean实例。

  • HandlerAdapter的supports方法的具体实现

我们这里主要讲下RequestMappingHandlerAdapter、SimpleControllerHandlerAdapter和HttpRequestHandlerAdapter的supports实现逻辑:

1.RequestMappingHandlerAdapter

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Handler是HandlerMethod类型,则由RequestMappingHandlerAdapter处理。

2.SimpleControllerHandlerAdapter

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如果handler是Controller的实现类,则会由SimpleControllerHandlerAdapter处理。

3.HttpRequestHandlerAdapter

如果handler是HttpRequestHandler的实现类,则会由HttpRequestHandlerAdapter处理。

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三、调用HandlerAdapter的handle方法

在获取到HandlerAdapter后,还会调用interceptor的preHandle方法,这里就不详细描述了。这里咱们直接看HandlerAdapter的handle方法的具体实现。

1.RequestMappingHandlerAdapter

相对于其他Adapter的处理方法,RequestMappingHandlerAdapter要复杂的的多。

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显示创建ServletInvocableHandlerMethod对象,然后往对象中添加HandlerMethodArgumentResolvers和HandlerMethodReturnValueHandlers,这两个东西很重要,是SpringMVC的两个重要扩展点。

随后开始处理,总结来说主要做了两件事:

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获取方法参数值,然后调用方法:

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执行方法相对简单,咱们主要来看看是如何获取方法参数值的:

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先获取到方法上的所有参数信息MethodParameter,然后调用resolvers.supportsParameter方法来判断是否支持对参数类型进行转换,那这个resolvers是啥?它是一个HandlerMethodArgumentResolver,里面包含了一堆的HandlerMethodArgumentResolver,而这个HandlerMethodArgumentResolver就是专门负责参数转换用的:

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除了SpringMVC自己提供的HandlerMethodArgumentResolver外,还支持让咱们自己来提供,只要实现HandlerMethodArgumentResolver即可。SpringMVC通过调用HandlerMethodArgumentResolver类的supportsParameter方法来找到一个适合处理的HandlerMethodArgumentResolver,找到了合适的Resolver后,调用它的resolveArgument方法来进行参数转换,最终得到所有的参数值。

对返回值进行处理

在调用方法完成后,如果有返回值,则调用returnValueHandlers.handleReturnValue来处理返回值,这个returnValueHandlers是HandlerMethodReturnValueHandler类型的实例,它包含了一堆的HandlerMethodReturnValueHandler,HandlerMethodReturnValueHandler就是专门处理返回值的实现类,除了默认的HandlerMethodReturnValueHandler外,SpringMVC还允许咱们自己实现HandlerMethodReturnValueHandler。

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首先SpringMVC会获取一个最合适的HandlerMethodReturnValueHandler:

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选择的逻辑就是循环调用所有HandlerMethodReturnValueHandler的supportsReturnType方法,返回为true的就是最合适的:

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得到HandlerMethodReturnValueHandler后,调用它的handleReturnValue方法来完成返回值的处理。

2.SimpleControllerHandlerAdapter

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SimpleControllerHandlerAdapter的handle方法,就是执行Controller实现类的handleRequest方法。

3.HttpRequestHandlerAdapter

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HttpRequestHandlerAdapter的handle方法,就是执行HttpRequestHandler实现类的handleRequest方法。

四、视图渲染

上述完成Adapter的handle方法后,会执行过滤器HandlerInterceptor的postHandle方法,这里不再描述。如果返回值是ModelAndView,则会调用processDispatchResult,来完成视图渲染:

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这里会先得到以一个View,也就是视图器,然后调用view的render方法来完成渲染处理。那核心点就是如何获取这个View。

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循环调用viewResolvers中ViewResolver的resolveViewName方法,得到最合适的View。默认情况下SpringMVC提供了四种类型的View:BeanNameViewResolver、ViewResolverComposite、InternalResourceViewResolver、ContentNegotiatingViewResolver,当然咱们也可以自己实现ViewResolver,从而添加自己的View。