深入理解Spring MVC(山东数漫江湖)
初始工程
使用Spring Boot和web,thymeleaf的starter来设置初始工程。xml配置如下:
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.0.1</version>
<relativePath/>
</parent>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
测试项目
为了理解Spring Web MVC是如何工作的,可以先实现一个简单的Login功能。创建一个由@Controller
来修饰的类InternalController
,这个类包含一个处理GET请求的方法。hello()
返回一个由Spring解释的视图名字的字符串。(在本例中是login.html
)
@GetMapping("/")
public String hello() {
return "login";
}
为了处理用户登陆逻辑,创建另一个接受POST请求的带有Login数据的方法。然后根据处理结果返回成功或者失败页面。
注意,login()
函数接受一个领域对象作为参数,返回的是ModelAndView
对象。
@PostMapping("/login")
public ModelAndView login(LoginData loginData) {
if (LOGIN.equals(loginData.getLogin())
&& PASSWORD.equals(loginData.getPassword())) {
return new ModelAndView("success",
Collections.singletonMap("login", loginData.getLogin()));
} else {
return new ModelAndView("failure",
Collections.singletonMap("login", loginData.getLogin()));
}
}
ModelAndView
保存了两个不同的对象:
-
Model: 用来渲染页面用的的map
-
View: 模版页面。
将它们合并起来是为了方便,这样controller的方法就可以同时返回这两个了。
最后使用Thymeleaf
作为模版引擎来渲染页面。
Java Web应用的基础-Servlet
当你在浏览器里键入http://localhost:8080/
,然后按回车键,请求到达服务器的时候到底发生了什么?是如何在浏览器中看到这个web请求的数据的?
因为这个项目是一个简单的Spring Boot应用,所以可以通过Spring5Application
的main方法运行项目。
Spring Boot默认使用Apache Tomcat运行程序,运行成功后可能会看到如下的相同的日志:
2018-04-10 20:36:11.626 INFO 57414 --- [main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer : Tomcat initialized with port(s): 8080 (http)
2018-04-10 20:36:11.634 INFO 57414 --- [main] o.apache.catalina.core.StandardService : Starting service [Tomcat]
2018-04-10 20:36:11.635 INFO 57414 --- [main] org.apache.catalina.core.StandardEngine : Starting Servlet Engine: Apache Tomcat/8.5.23
因为Tomcat是一个Servlet容器,所以几乎所有的HTTP请求都是由Java Servlet处理的。自然的Spring Web的入口就是一个Servlet。
Servlet是所有Java Web应用的核心组件;它非常的底层,并且没有暴露任何具体的编程模式,例如MVC。
一个HTTP的Servelt只能接受HTTP请求,处理请求后返回响应。
最新的Servlet 3.0的API,可以不再使用XML配置,直接可以使用Java配置。
Spring MVC的核心-DispatcherServlet
作为Web开发者,我们希望抽象出以下枯燥的任务,而关注于有用的业务逻辑
-
将HTTP请求映射到对应的处理函数
-
将HTTP请求数据和header解析成DTO或者领域对象
-
使用model-view-controller 设计模式
-
从DTO,领域对象等直接生成响应
Spring的DispatcherServlet
提供了以上的功能,它是Spring WEB MVC框架的核心,是应用接受所有请求的核心组件。DispatcherServlet
可扩展性非常强。例如:它允许你添加现有或者新的适配器来适应不同的任务:
-
将请求映射到处理它的类或者函数(由
HandlerMapping
实现) -
使用特定模式来处理请求,例如一个普通的Servlet,一个复杂的MVC 工作流,或者只是一个方法。(由
HandlerAdapter
实现) -
通过名字解析试图对象,允许你使用不同的模版引擎,例如:XML,XSLT或者其他视图技术(由
ViewResolver
实现) -
默认使用Apache Commons 的文件上传组件解析文件上传,也可以自己实现。
-
由
LocalResolver
实现本地化,包括cookie,session,HTTP的Accept Header,或者其他由用户定义的本地化。
处理HTTP请求
DispatcherServlet
有一个很长的继承层级。自顶向下理解每个单独的概念是非常有必要的。
GenericServlet
GenericServlet是
Servlet规范中的一部分,它定义了service()
方法,来接受请求和返回响应。
public abstract void service(ServletRequest req, ServletResponse res)
throws ServletException, IOException;
服务器所有的请求都会调用这个方法。
HttpServlet
正如其名,HttpServelt
是Servlet 规范中关于HTTP请求的实现。
更确切的说,HttpServlet
是一个实现了service()
的抽象类。通过将不同的HTTP请求类型分开,由不同的函数处理,实现大约如下所示:
protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
throws ServletException, IOException {
String method = req.getMethod();
if (method.equals(METHOD_GET)) {
// ...
doGet(req, resp);
} else if (method.equals(METHOD_HEAD)) {
// ...
doHead(req, resp);
} else if (method.equals(METHOD_POST)) {
doPost(req, resp);
// ...
}
HttpServletBean
在这个继承关系中HttpServletBean
是第一个Spring的类。从web.xml或者WebApplicationInitialzer获取的初始参数来注入bean的属性。
在应用中的请求分别调用doGet,doPost等方法来处理不同的HTTP请求。
FrameworkServlet
FrameworkServlet
实现了ApplicationContextAware
,集成Web的Application Context。不过它也可以创建自己的Application Context。
正如上述所言,父类HttpServletBean
通过将初始参数作为bean的属性注入。因此如果contex的类名在contextClass
这个初始参数中,那么就有这个参数创建application context的实例,否则默认使用XmlWebApplicationContext
。
由于XML配置现在并不是Spring推荐的配置方式了。Spring Boot默认使用AnnotationConfigWebApplicationContext
来配置DispatcherServlet
。
DispatcherServlet: 统一处理请求
HttpServlet.service()
通过HTTP的请求类型将不同的请求发送到不同的方法,这个在底层的servlet实现的很好。但是,在SpringMVC的抽象层次中,不能仅靠方法类型来路由请求。
同样的,FrameworkServlet
的另一个主要功能就是将不同的处理使用processRequest()
组合在一起。
@Override
protected final void doGet(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
processRequest(request, response);
}
@Override
protected final void doPost(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
processRequest(request, response);
}
DispatcherServlet: 对请求加入有用的信息
DispatcherServlet
实现doService()
方法。它向请求中加入了一些有用的对象,然后在web 的请求处理中传递下去,例如:web application context, locale resolver, theme resolver, theme source等
request.setAttribute(WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE,
getWebApplicationContext());
request.setAttribute(LOCALE_RESOLVER_ATTRIBUTE, this.localeResolver);
request.setAttribute(THEME_RESOLVER_ATTRIBUTE, this.themeResolver);
request.setAttribute(THEME_SOURCE_ATTRIBUTE, getThemeSource());
同时,doService()
加入了输入输出的Flash Map,Flash Map是将参数从一个请求传递到另一个请求的基本模式。在重定向中很有用。(例如在重定向之后向用户展示一段简单的信息)
FlashMap inputFlashMap = this.flashMapManager
.retrieveAndUpdate(request, response);
if (inputFlashMap != null) {
request.setAttribute(INPUT_FLASH_MAP_ATTRIBUTE,
Collections.unmodifiableMap(inputFlashMap));
}
request.setAttribute(OUTPUT_FLASH_MAP_ATTRIBUTE, new FlashMap());
接着doService()
将会调用doDispatch()
方法来分发请求。
DispatcherServlet: 分发请求
dispatch()
的主要目的就是找到一个合适的处理请求的处理器并且传递request/response参数。处理器可以是任何对象,并不局限于一个特定的接口。同样也意味着Spring需要找到如何使用这个处理器的适配器。
为了给请求找到合适的处理器,Spring会遍历实现HandlerMapping
接口的注册的实现。有很多不同的实现可以满足我们各种需求。SimpleUrlHandlerMapping
使用URL将请求映射到处理bean中。RequestMappingHandlerMapping
可能是最广泛使用的映射处理器。它将请求映射到@Controller
类下的@RequestMapping
修饰的方法上。这个就是上面那个例子中的hello()
和login()
。
注意,上面两个方法分别是@GetMapping
和@PostMapping
修饰的。这两个注解来源于@RequestMapping
。dispatch()
同时也可以处理一些其他的HTTP的任务:
-
如果资源不存在,对GET请求进行短路处理。
-
对相应的请求使用multipart 解析。
-
如果处理器选择异步处理请求,对请求进行短路处理。
处理请求
现在Spring确定了处理请求的处理器和处理器的适配器,是时候处理请求了。下面是HandlerAdapter.handle()
的签名。比较重要的一点是处理器可以选择如何处理请求:
-
直接将响应写入到response body 然后返回null
-
返回一个由
DispatcherServlet
渲染的ModelAndView
对象。
@Nullable
ModelAndView handle(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response,
Object handler) throws Exception;
Spring提供了很多类型的处理器,下面是SimpleControllerHandlerAdapter
如何处理Spring MVC的controller实例的(不要和@Controller搞混,这里是一个类)。
public ModelAndView handle(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
return ((Controller) handler).handleRequest(request, response);
}
第二个是SimpleServletHandlerAdapter
它对一个普通的servlet适配。
servlet并不知道ModelAndView
,完全自己处理请求,将返回写入到相应的body中。因此它的适配器就直接返回null。
public ModelAndView handle(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
((Servlet) handler).service(request, response);
return null;
}
在本例中,controller是由@RequestMapping
修饰的POJO,因此处理器会使用HandlerMethod
来封装它的方法。Spring使用RequestMappingHandlerAdapter
来适配这种处理器类型。
处理参数,返回处理器函数的值
注意,一般来说controller并不会接收HttpServletRequest
和HttpServletResponse
作为参数,但是它可以接收和返回很多种其他类型,例如:领域对象,路径参数等。
同样,也不强求一个controller返回一个ModelAndView
实例。可以选择返回一个视图名称,ResponseEntity
,或者是一个可以被转换成JSON的POJO。RequestMappingHandlerAdapter
可以保证从HttpServletRequest
中解析方法需要的参数,同时创建ModelAndView
对象返回。
下面这段代码就是RequestMappingHandlerAdapter
中保证这件事情的:
ServletInvocableHandlerMethod invocableMethod
= createInvocableHandlerMethod(handlerMethod);
if (this.argumentResolvers != null) {
invocableMethod.setHandlerMethodArgumentResolvers(
this.argumentResolvers);
}
if (this.returnValueHandlers != null) {
invocableMethod.setHandlerMethodReturnValueHandlers(
this.returnValueHandlers);
}
argumentResolvers
在HandlerMethodArgumentResolver
实例中有不同实现。一共有30多种不同的参数解析器的实现。他们可以从请求参数将函数需要的参数解析出来。包括:url路径变量,请求体参数,请求头,cookies,session等。returnValueHandlers
在HandlerMethodArgumentResolver
实例中有不同实现。同样也有很多不同的返回值处理器来处理方法返回的结果,创建ModelAndView
对象。
例如:当函数hello()
返回一个string的时候,ViewNameMethodReturnValueHandler
处理这个值。login()
返回一个ModelAndView
对象的时候,Sring使用ModelAndViewMethodReturnValueHandler
处理这个值。
渲染视图
现在Spring已经处理了HTTP请求,获取了ModelAndView
实例,现在它需要在用户浏览器渲染HTML页面了。它依赖于由Model和选择的模版组成的ModelAndView
对象。
同样的,Spring也可以渲染JSON ,XML或者其他HTTP协议接受的类型。这些将在接下来的REST相关了解更多。
现在回去看一下DispatcherServlet
。render()
首先使用LocaleResolver
实例设置返回的Local。首先假设浏览器已经正确设置Accetp头。默认使用AcceptHeaderLocaleResolver
来处理。
在渲染过程中,ModelAndView
可以包含一个视图的名字或者是已经选择的视图,或者如果controller依赖于默认视图也可以没有。
既然hello()
和login()
方法制定了字符串名字作为视图名称,所以需要使用viewResolvers来查找视图。
for (ViewResolver viewResolver : this.viewResolvers) {
View view = viewResolver.resolveViewName(viewName, locale);
if (view != null) {
return view;
}
}
ViewResolver的实现有很多,这里使用了由thymeleaf-spring5
提供的ThymeleafViewResolver
实现。解析器知道去哪里查找视图,并且提供相应的视图实例。
调用完render()
之后,Spring就完成了将HTML页面渲染到用户浏览器的任务。