MVC框架请求处理

为开发团队选择一款优秀的MVC框架是件难事儿，在众多可行的方案中决择需要很高的经验和水平。你的一个决定会影响团队未来的几年。要考虑方面太多：

1. 简单易用，以提高开发效率。使小部分的精力在框架上，大部分的精力放在业务上。
2. 性能优秀，这是一个最能吸引眼球的话题。
3. 尽量使用大众的框架（避免使用小众的、私有的框架），新招聘来的开发人员有一些这方面技术积累，减低人员流动再适应的影响。

如果你还在为这件事件发愁，本文最适合你了。选择Spring MVC吧。本篇文章主要以Spring MVC为例，基本上市面上的MVC框架处理流程都大同小异，主流程都基本相同。Spring MVC比较成熟、使用也比较广泛，设计理念也非常棒，所以，本文重点以Spring MVC讲解为主。

先说下在整个WEB请求处理过程中，本篇文章讲述的是哪个流程模块。为直观明了，先上一张图，红色部分为本章所述模块：

 

WEB请求处理过程

1 Spring MVC核心类与接口#

先来了解一下，几个重要的接口与类。现在不知道他们是干什么的没关系，先混个脸熟，为以后认识他们打个基础。

1. DispatcherServlet -- 前置控制器

 

DispatcherServlet -- 前置控制器

Spring提供的前置控制器，所有的请求都经过它来统一分发。在DispatcherServlet将请求分发给Spring Controller之前，需要借助于Spring提供的HandlerMapping定位到具体的Controller。

1. HandlerMapping接口 -- 处理请求的映射

HandlerMapping接口的实现类：

SimpleUrlHandlerMapping 通过配置文件，把一个URL映射到Controller类上；

DefaultAnnotationHandlerMapping 通过注解，把一个URL映射到Controller类上；

 

HandlerMapping接口 -- 处理请求的映射

1. HandlerAdapter接口 -- 处理请求的映射

AnnotationMethodHandlerAdapter类，通过注解，把一个URL映射到Controller类的方法上；

 

HandlerAdapter接口 -- 处理请求的映射

1. Controller接口 -- 控制器

由于我们使用了@Controller注解，添加了@Controller注解的类就可以担任控制器（Action）的职责，所以我们并没有用到这个接口。

 

Controller接口 -- 控制器

需要为并发用户处理请求，因此实现Controller接口时，必须保证线程安全并可重用。Controller将处理用户请求，这和Struts Action扮演的角色是一致的。一旦Controller处理完用户请求，则返回ModelAndView对象给DispatcherServlet前置控制器，ModelAndView中包含了模型（Model）和视图（View）。从宏观角度考虑，DispatcherServlet是整个Web应用的控制器；从微观考虑，Controller是单个Http请求处理过程中的控制器，而ModelAndView是Http请求过程中返回的模型（Model）和视图（View）。

1. HandlerInterceptor接口 -- 拦截器

无图，我们自己实现这个接口，来完成拦截的器的工作。

1. ViewResolver接口的实现类

Spring提供的视图解析器（ViewResolver）在Web应用中查找View对象，从而将相应结果渲染给客户。

UrlBasedViewResolver类，通过配置文件，把一个视图名交给到一个View来处理；

InternalResourceViewResolver类，比上面的类，加入了JSTL的支持；

 

ViewResolver接口的实现类

1. View接口

JstlView类

 

View接口

1. LocalResolver接口

 

LocalResolver接口

1. HandlerExceptionResolver接口 -- 异常处理

SimpleMappingExceptionResolver实现类

 

HandlerExceptionResolver接口 -- 异常处理

1. ModelAndView类

2 DispatcherServlet初始化过程#

当Web项目启动时，做初始化工作，所以我们大部分是配置在Web.xml里面，这样项目一启动，就会执行相关的初始化工作，下面是Web.xml代码：

    <servlet>
        <servlet-name>SpringMVCDispatcher</servlet-name>
        <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
        <init-param>
            <param-name>contextConfigLocation</param-name>
            <param-value>
                classpath:spring-mvc.xml
            </param-value>
        </init-param>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>SpringMVCDispatcher</servlet-name>
        <url-pattern>*.jhtml</url-pattern>
    </servlet-mapping>
    <servlet>
        <servlet-name>HessianDispatcher</servlet-name>
        <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
        <init-param>
            <param-name>contextConfigLocation</param-name>
            <param-value>
                classpath:hessian-service.xml
            </param-value>
        </init-param>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>HessianDispatcher</servlet-name>
        <url-pattern>/service/*</url-pattern>
    </servlet-mapping>

这里配置了两个DispatcherServlet，后面会介绍到，怎么各自处理，有各自的上下文容器。

最早我们开始学习MVC结构时，就是学servlet，都是继承了HttpServlet 类，也是重新了init、doGet、doPost、destroy方法，我这边就不介绍HttpServlet类，DispatcherServlet也是间接最高继承了HttpServlet，类继承结构如图所示：

 

DispatcherServlet类继承结构

我们先了解项目启动，DispatcherServlet和父类都做了什么事情呢？这是我们本节的重点。

2.1 第一步：HttpServletBean类init()方法##

DispatcherServlet继承了FrameworkServlet，FrameworkServlet继承了HttpServletBean，HttpServletBean继承了HttpServlet 类，而HttpServletBean类有一个入口点就是重写了init方法，如图所示：

 

HttpServletBean重写了init方法

init方法做了什么事情呢？接下来我们来具体分析：

1. PropertyValues：获取Web.xml里面的servlet的init-param（web.xml）

/**
   * Create new ServletConfigPropertyValues.
   * @param config ServletConfig we'll use to take PropertyValues from
   * @param requiredProperties set of property names we need, where
   * we can't accept default values
   * @throws ServletException if any required properties are missing
   */
public ServletConfigPropertyValues(ServletConfig config, Set<String> requiredProperties)
      throws ServletException {
      Enumeration en = config.getInitParameterNames();
      while (en.hasMoreElements()) {
          String property = (String) en.nextElement();
          Object value = config.getInitParameter(property);
          addPropertyValue(new PropertyValue(property, value));
      }
}

说明：

Enumeration en = config.getInitParameterNames();

获取了init-param的param-name和param-value值，并设置配置参数到PropertyValue，如图所示：

 

获取init-param参数并设置到PropertyValue

1. BeanWrapper：封装了bean的行为，提供了设置和获取属性值，它有对应的BeanWrapperImpl，如图所示：

 

封装了bean的行为，提供了设置和获取属性值

1. ResourceLoader：接口仅有一个getResource(String location)的方法，可以根据一个资源地址加载文件资源。classpath:这种方式指定SpringMVC框架bean配置文件的来源。

ResourcePatternResolver扩展了ResourceLoader接口，获取资源：

ResourcePatternResolver resolver =new PathMatchingResourcePatternResolver();
resolver.getResources("classpath:spring-mvc.xml");

总结：

1. 先通过PropertyValues获取web.xml文件init-param的参数值；
2. 然后通过ResourceLoader读取.xml配置信息；
3. BeanWrapper对配置的标签进行解析和将系统默认的bean的各种属性设置到对应的bean属性；

2.2 第二步：FrameworkServlet类initServletBean()方法##

在init方法里还调用了initServletBean();这里面又实现了什么。HttpServletBean在为子类提供模版、让子类根据自己的需求实现不同的ServletBean的初始化工作，这边是由HttpServletBean的子类FrameworkServlet来实现的，如图所示：

 

initServletBean()在子类FrameworkServlet的实现

this.webApplicationContext = initWebApplicationContext();初始化SpringMVC 上下文容器，servlet的上下文容器是ServletContext。对initWebApplicationContext();进行跟踪，查看这个方法做了什么事情？

 

initServletBean()在子类FrameworkServlet的实现-1

 

initServletBean()在子类FrameworkServlet的实现-2

 protected WebApplicationContext initWebApplicationContext() {
        //1. 根节点上下文，是通过ContextLoaderListener加载的，服务器启动时，最先加载的
        WebApplicationContext rootContext =
                WebApplicationContextUtils.getWebApplicationContext(getServletContext());
        if (this.webApplicationContext != null) {
            wac = this.webApplicationContext;
            if (wac instanceof ConfigurableWebApplicationContext) {
                ConfigurableWebApplicationContext cwac = (ConfigurableWebApplicationContext) wac;
                //2. 要对上下文设置父上下文和ID等
                if (!cwac.isActive()) {
                    if (cwac.getParent() == null) {
                        cwac.setParent(rootContext);
                    }
                    configureAndRefreshWebApplicationContext(cwac);
                }
            }
        }
        //3. Servlet不是由编程式注册到容器中，查找servletContext中已经注册的WebApplicationContext作为上下文
        if (wac == null) {
            wac = findWebApplicationContext();
        }
        //4. 如果都没找到时，就用根上下文就创建一个上下文有ID
        if (wac == null) {
            wac = createWebApplicationContext(rootContext);
        }
        //5. 在上下文关闭的情况下调用refesh可启动应用上下文，在已经启动的状态下，调用refresh则清除缓存并重新装载配置信息
        if (!this.refreshEventReceived) {
            onRefresh(wac);
        }
       //6. 对不同的请求对应的DispatherServlet有不同的WebApplicationContext、并且都存放在ServletContext中
        if (this.publishContext) {
            String attrName = getServletContextAttributeName();
            getServletContext().setAttribute(attrName, wac);
            if (this.logger.isDebugEnabled()) {
                this.logger.debug("Published WebApplicationContext of servlet '" + getServletName() +
                        "' as ServletContext attribute with name [" + attrName + "]");
            }
        }  
        return wac;
  }

总结：

initWebApplicationContext初始化上下文，并作为值放到了ServletContext里，因为不同的DispatherServlet有对应的各自的上下文，而且上下文有设置父上下文和id属性等。上下文项目启动时会调用createWebApplicationContext()方法，如下图所示。

 

上下文项目启动时会调用createWebApplicationContext()方法

然后会初始化，设置父上下文和id属性等，如图所示：

 

初始化，设置父上下文和id属性

1. 获取ContextLoaderListener加载的上下文并标示为根上下文，如果是编程式传入，没初始化，以根节点为父上文，并设置ID等信息，然后初始化。

2. 如果上下文是为空的，Servlet不是由编程式注册到容器中，查找servletContext中已经注册的WebApplicationContext作为上下文，如果都没找到时，就用根上下文就创建一个上下文ID，在上下文关闭的情况下调用refesh可启动应用上下文，在已经启动的状态下，调用refresh则清除缓存并重新装载配置信息。

3. 对不同的请求对应的DispatherServlet有不同的WebApplicationContext、并且都存放在ServletContext中。以servlet-name为key保存在severtContext，前面有配置了两个DispatherServlet，都有各自的上下文容器，如下图所示。

 

不同请求对应不同DispatherServlet和WebApplicationContext、并且都存放在ServletContext

2.3 第三步：DispatcherServlet类onRefresh()方法##

回调函数onRefresh还做了一些提供了SpringMVC各种编程元素的初始化工作， onRefresh在为子类提供模版、让子类根据自己的需求实现不同的onRefresh的初始化工作，这边是由FrameworkServlet的子类DispatcherServlet来实现的，如图所示：

 

回调函数onRefresh()在子类DispatcherServlet的实现

我们现在来分析SpringMVC组件进行初始化，并封装到DispatcherServlet中：

// 初始化上传文件解析器
initMultipartResolver(context);
// 初始化本地解析器
initLocaleResolver(context);
// 初始化主题解析器
initThemeResolver(context);
// 初始化映射处理器
initHandlerMappings(context);
// 初始化适配器处理器
initHandlerAdapters(context);
// 初始化异常处理器
initHandlerExceptionResolvers(context);
// 初始化请求到视图名翻译器
initRequestToViewNameTranslator(context);
// 初始化视图解析器
initViewResolvers(context);

1. initHandlerMappings初始化映射处理器：

private void initHandlerMappings(ApplicationContext context) {
     this.handlerMappings = null;
     if (this.detectAllHandlerMappings) {
         Map<String, HandlerMapping> matchingBeans =
               BeanFactoryUtils.beansOfTypeIncludingAncestors(context, HandlerMapping.class, true, false);
         if (!matchingBeans.isEmpty()) {
             this.handlerMappings = new ArrayList<HandlerMapping>(matchingBeans.values());
             // We keep HandlerMappings in sorted order.
             OrderComparator.sort(this.handlerMappings);
         }
     }
     else {
         try {
             HandlerMapping hm = context.getBean(HANDLER_MAPPING_BEAN_NAME, HandlerMapping.class);
             this.handlerMappings = Collections.singletonList(hm);
         }
         catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
         }
     }
     if (this.handlerMappings == null) {
         this.handlerMappings = getDefaultStrategies(context, HandlerMapping.class);
         if (logger.isDebugEnabled()) {
             logger.debug("No HandlerMappings found in servlet '" + getServletName() + "': using default");
         }
     }
}

说明：

1）detectAllHandlerMappings默认是true,根据类型匹配机制查找上下文及父容器上下文中所有类型为HandlerMapping的bean，将它们作为该类型组件，并放到ArrayList<HandlerMapping>中。

2）detectAllHandlerMappings如果是false时，查找key为handlerMapping的HandlerMapping类型的bean为该类组件，而且 Collections.singletonList只有一个元素的集合。

3）List<HandlerMapping> 是为空的话，使用BeanNameUrlHandleMapping实现类创建该类的组件。

initHandlerMapping会初始化了handlerMethods请求方法的映射，HandlerMapping是处理请求的映射的如图所示：

 

initHandlerMapping初始化handlerMethods请求方法的映射

1. initHandlerAdapters适配器处理器：

private void initHandlerAdapters(ApplicationContext context) {
       this.handlerAdapters = null;  
       if (this.detectAllHandlerAdapters) {
           Map<String, HandlerAdapter> matchingBeans =
                   BeanFactoryUtils.beansOfTypeIncludingAncestors(context, HandlerAdapter.class, true, false);
           if (!matchingBeans.isEmpty()) {
               this.handlerAdapters = new ArrayList<HandlerAdapter>(matchingBeans.values());
               // We keep HandlerAdapters in sorted order.
               OrderComparator.sort(this.handlerAdapters);
           }
       }
       else {
           try {
               HandlerAdapter ha = context.getBean(HANDLER_ADAPTER_BEAN_NAME, HandlerAdapter.class);
               this.handlerAdapters = Collections.singletonList(ha);
           }
           catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
                           }
       }
       if (this.handlerAdapters == null) {
           this.handlerAdapters = getDefaultStrategies(context, HandlerAdapter.class);
           if (logger.isDebugEnabled()) {
               logger.debug("No HandlerAdapters found in servlet '" + getServletName() + "': using default");
           }
       }
 }

initHandlerAdapters适配器处理器初始化原理跟initHandlerMappings初始化映射处理器一样。

当DispatcherServlet初始化后，就会自动扫描上下文的bean，根据名称或者类型匹配的机制查找自定义的组件，找不到则使用DispatcherServlet。Properties定义了默认的组件。

HttpServletBean、FrameworkServlet、DispatcherServlet三个不同的类层次，SpringMVC对三个以抽象和继承来实现不用的功能，分工合作，实现了解耦的设计原则。

我们在回顾一下，各自做了什么事情：

1. HttpServletBean 主要做一些初始化的工作，将web.xml中配置的参数设置到Servlet中。比如servlet标签的子标签init-param标签中配置的参数。
2. FrameworkServlet 将Servlet与Spring容器上下文关联。其实也就是初始化FrameworkServlet的属性webApplicationContext，这个属性代表SpringMVC上下文，它有个父类上下文，既web.xml中配置的ContextLoaderListener监听器初始化的容器上下文。
3. DispatcherServlet 初始化各个功能的实现类。比如异常处理、视图处理、请求映射处理等。

3 DispatcherServlet处理请求过程#

 

Spring MVC请求处理流程图

 

Spring MVC请求处理时序图

Spring MVC请求处理流程描述：

1. 用户向服务器发送请求，请求被Spring 前置控制Servelt DispatcherServlet捕获；
2. DispatcherServlet对请求URL进行解析，得到请求资源标识符（URI）。然后根据该URI，调用HandlerMapping获得该Handler配置的所有相关的对象（包括Handler对象以及Handler对象对应的拦截器），最后以HandlerExecutionChain对象的形式返回；
3. DispatcherServlet 根据请求获得Handler，选择一个合适的HandlerAdapter。（附注：如果成功获得HandlerAdapter后，此时将开始执行拦截器的preHandler(...)方法）
4. 提取Request中的模型数据，填充Handler入参，开始执行Handler（Controller)。 在填充Handler的入参过程中，根据你的配置，Spring将帮你做一些额外的工作：
   HttpMessageConveter：将请求消息（如Json、xml等数据）转换成一个对象，将对象转换为指定的响应信息；
   数据转换：对请求消息进行数据转换。如String转换成Integer、Double等；
   数据根式化：对请求消息进行数据格式化。 如将字符串转换成格式化数字或格式化日期等；
   数据验证： 验证数据的有效性（长度、格式等），验证结果存储到BindingResult或Error中；
5. Handler执行完成后，向DispatcherServlet 返回一个ModelAndView对象；
6. 根据返回的ModelAndView，选择一个适合的ViewResolver（必须是已经注册到Spring容器中的ViewResolver)返回给DispatcherServlet；
7. ViewResolver结合Model和View，来渲染视图；
8. 将渲染结果返回给客户端；

HttpServlet提供了service方法用于处理请求，service使用了模板设计模式，在内部对于http get方法会调用doGet方法，http post方法调用doPost方法：

 

HttpServlet提供了service方法用于处理请求

进入processRequest方法看下：

 

processRequest方法-1

 

processRequest方法-2

其中注册的监听器类型为ApplicationListener接口类型。继续看DispatcherServlet覆写的doService方法：

 

DispatcherServlet覆写的doService方法

最终就是doDispatch方法。doDispatch方法功能简单描述一下：

1. 首先根据请求的路径找到HandlerMethod(带有Method反射属性，也就是对应Controller中的方法)；
2. 然后匹配路径对应的拦截器，有了HandlerMethod和拦截器构造个HandlerExecutionChain对象。HandlerExecutionChain对象的获取是通过HandlerMapping接口提供的方法中得到；
3. 有了HandlerExecutionChain之后，通过HandlerAdapter对象进行处理得到ModelAndView对象；
4. HandlerMethod内部handle的时候，使用各种HandlerMethodArgumentResolver实现类处理HandlerMethod的参数，使用各种HandlerMethodReturnValueHandler实现类处理返回值；
5. 最终返回值被处理成ModelAndView对象，这期间发生的异常会被HandlerExceptionResolver接口实现类进行处理；

    protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
        HttpServletRequest processedRequest = request;
        HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
        boolean multipartRequestParsed = false;
        WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);
        try {
            ModelAndView mv = null;
            Exception dispatchException = null;
            try {
                processedRequest = checkMultipart(request);
                multipartRequestParsed = (processedRequest != request);
                // 根据请求，获取HandlerExecutionChain对象
                mappedHandler = getHandler(processedRequest);
                if (mappedHandler == null || mappedHandler.getHandler() == null) {
                    noHandlerFound(processedRequest, response);
                    return;
                }
                // 获取HandlerAdapter对象
                HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
                // Process last-modified header, if supported by the handler.
                String method = request.getMethod();
                boolean isGet = "GET".equals(method);
                if (isGet || "HEAD".equals(method)) {
                    long lastModified = ha.getLastModified(request, mappedHandler.getHandler());
                    if (logger.isDebugEnabled()) {
                        logger.debug("Last-Modified value for [" + getRequestUri(request) + "] is: " + lastModified);
                    }
                    if (new ServletWebRequest(request, response).checkNotModified(lastModified) && isGet) {
                        return;
                    }
                }
                if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
                    return;
                }
                // 实际执行行handle，返回ModelAndView对象
                mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
                if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
                    return;
                }
                applyDefaultViewName(request, mv);
                mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
            }
            catch (Exception ex) {
                dispatchException = ex;
            }
            processDispatchResult(processedRequest, response, mappedHandler, mv, dispatchException);
        }
        catch (Exception ex) {
            triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler, ex);
        }
        catch (Error err) {
            triggerAfterCompletionWithError(processedRequest, response, mappedHandler, err);
        }
        finally {
            if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
                // Instead of postHandle and afterCompletion
                if (mappedHandler != null) {
                    mappedHandler.applyAfterConcurrentHandlingStarted(processedRequest, response);
                }
            }
            else {
                // Clean up any resources used by a multipart request.
                if (multipartRequestParsed) {
                    cleanupMultipart(processedRequest);
                }
            }
        }
    }

作者：猿码道
链接：https://www.jianshu.com/p/6462e69ce241
來源：简书
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