在上海乐字节学习的第三十五天
作者：互联网
SpringMVC到底是如何处理请求的？
很多人会用 SpringMVC，但对它的处理请求的方式并不清楚，当我们学习一个知识的时候，了解它会让我们更好地使用它，下面我们来看看 SpringMVC 是如何处理请求的。
请求流程的方式
先上图：
Spring MVC 框架也是一个基于请求驱动的 Web 框架，并且使用了前端控制器模式（是用来提供一个集中的请求处理机制，所有的请求都将由一个单一的处理程序处理来进行设计，再根据请求映射规则分发给相应的页面控制器（动作/处理器）进行处理。首先让我们整体看一下 Spring MVC 处理请求的流程：
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首先用户发送请求，请求被 SpringMVC前端控制器（DispatherServlet）捕获；
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前端控制器（DispatherServlet）对请求 URL 解析获取请求 URI，根据 URI，调用 HandlerMapping；
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前端控制器（DispatherServlet）获得返回的 HandlerExecutionChain（包括 Handler 对象以及 Handler 对象对应的拦截器）；
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DispatcherServlet 根据获得的 HandlerExecutionChain，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）；
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HandlerAdapter 根据请求的 Handler 适配并执行对应的 Handler；HandlerAdapter 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，根据配置，Spring 将做一些额外的工作：
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）；
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Handler 执行完毕，返回一个 ModelAndView （即模型和视图）给 HandlerAdaptor；
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HandlerAdaptor 适配器将执行结果 ModelAndView 返回给前端控制器；
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前端控制器接收到 ModelAndView 后，请求对应的视图解析器；
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视图解析器解析 ModelAndView 后返回对应 View；
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渲染视图并返回渲染后的视图给前端控制器；
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最终前端控制器将渲染后的页面响应给用户或客户端。
案例实操
SpringMVC 请求执行源码解读
对于 SpringMVC 项目所有的请求入口（静态资源除外）这里都是从 web.xml 文件配置的前端控制器 DispatcherServlet 开始：
<!-- servlet请求分发器 -->
<servlet>
<servlet-name>springMvc</servlet-name>
<servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
<init-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath:servlet-context.xml</param-value>
</init-param>
<!-- 表示启动容器时初始化该Servlet -->
<load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>springMvc</servlet-name>
<!-- 这是拦截请求, /代表拦截所有请求,拦截所有.do请求 -->
<url-pattern>/</url-pattern>
</servlet-mapping>
DispatcherServlet UML继承关系图如下：
这里关注蓝线部分继承结构：DispatcherServlet–>FrameworkServlet–>HttpServletBean–>HttpServlet–>GenericServlet–>Servlet，对于请求核心时序图如下：
对于 web 请求的处理，大家都知道是通过继承 HttpServlet 重写其 service 方法，这里打开 DispatcherServlet 源码发现这里并没有看到我们要找的 service 方法，此时到父类 FrameworkServlet 查找如下：可以看到父类重写 HttpServlet service 方法。
FrameworkServlet#service
/**
* Override the parent class implementation in order to intercept PATCH requests.
*/
@Override
protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
HttpMethod httpMethod = HttpMethod.resolve(request.getMethod());
if (httpMethod == HttpMethod.PATCH || httpMethod == null) {
processRequest(request, response);
}
else {
super.service(request, response);
}
}
从源码分析来看当请求方法为 patch 请求或者为 null 时执行 processRequest0 方法，其他情况则调用父类 service 方法，大家都知道 SpringMVC 请求大多请求是 get|post 请求为主，此时继续向上查看 FrameworkServlet 父类 HttpServletBean（抽象类继承 HttpServlet 并未重写 service 方法，所以向上继续寻找)–> HttpServlet service 方法：
HttpServlet#service
@Override
public void service(ServletRequest req, ServletResponse res)
throws ServletException, IOException
{
HttpServletRequest request;
HttpServletResponse response;
if (!(req instanceof HttpServletRequest &&
res instanceof HttpServletResponse)) {
throw new ServletException("non-HTTP request or response");
}
request = (HttpServletRequest) req;
response = (HttpServletResponse) res;
service(request, response);
}
}
protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
throws ServletException, IOException
{
String method = req.getMethod();
if (method.equals(METHOD_GET)) {
long lastModified = getLastModified(req);
if (lastModified == -1) {
// servlet doesn't support if-modified-since, no reason
// to go through further expensive logic
doGet(req, resp);
} else {
long ifModifiedSince = req.getDateHeader(HEADER_IFMODSINCE);
if (ifModifiedSince < lastModified) {
// If the servlet mod time is later, call doGet()
// Round down to the nearest second for a proper compare
// A ifModifiedSince of -1 will always be less
maybeSetLastModified(resp, lastModified);
doGet(req, resp);
} else {
resp.setStatus(HttpServletResponse.SC_NOT_MODIFIED);
}
}
} else if (method.equals(METHOD_HEAD)) {
long lastModified = getLastModified(req);
maybeSetLastModified(resp, lastModified);
doHead(req, resp);
} else if (method.equals(METHOD_POST)) {
doPost(req, resp);
} else if (method.equals(METHOD_PUT)) {
doPut(req, resp);
} else if (method.equals(METHOD_DELETE)) {
doDelete(req, resp);
} else if (method.equals(METHOD_OPTIONS)) {
doOptions(req,resp);
} else if (method.equals(METHOD_TRACE)) {
doTrace(req,resp);
} else {
//
// Note that this means NO servlet supports whatever
// method was requested, anywhere on this server.
//
String errMsg = lStrings.getString("http.method_not_implemented");
Object[] errArgs = new Object[1];
errArgs[0] = method;
errMsg = MessageFormat.format(errMsg, errArgs);
resp.sendError(HttpServletResponse.SC_NOT_IMPLEMENTED, errMsg);
}
}
可以看到 HttpServlet service 进行了重载，根据不同的请求类型然后调用不同处理方法，这里以 get 请求为例，当请求方法为 get 请求时在重载 service 方法中调用 doGet 方法进行处理，这里需要特别注意的是：HttpServlet 存在 doGet 方法实现，然而在继承的子类中也存在 doGet 方法实现，到底调用哪个方法？很明显调用子类的 doGet 方法（面向对象多态思想！！！）从继承 UML 关系图上看，最外层子类实现 doGet 方法的为 FrameworkServlet ：
FrameworkServlet#doGet&processRequest
@Override
protected final void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
processRequest(request, response);
}
protected final void processRequest(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
// 系统计时开始时间
long startTime = System.currentTimeMillis();
Throwable failureCause = null;
// 国际化
LocaleContext previousLocaleContext = LocaleContextHolder.getLocaleContext();
LocaleContext localeContext = buildLocaleContext(request);
//构建ServletRequestAttributes对象
RequestAttributes previousAttributes = RequestContextHolder.getRequestAttributes();
ServletRequestAttributes requestAttributes = buildRequestAttributes(request, response, previousAttributes);
//异步管理
WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);
asyncManager.registerCallableInterceptor(FrameworkServlet.class.getName(), new RequestBindingInterceptor());
//初始化ContextHolders
initContextHolders(request, localeContext, requestAttributes);
try {
doService(request, response);
}
catch (ServletException | IOException ex) {
failureCause = ex;
throw ex;
}
catch (Throwable ex) {
failureCause = ex;
throw new NestedServletException("Request processing failed", ex);
}
finally {
//恢复原来的LocaleContext和ServiceRequestAttributes到LocaleContextHolder和RequestContextHolder，避免影响Servlet以外的处理，如Filter
resetContextHolders(request, previousLocaleContext, previousAttributes);
if (requestAttributes != null) {
requestAttributes.requestCompleted();
}
logResult(request, response, failureCause, asyncManager);
//发布ServletRequestHandlerEvent消息，这个请求是否执行成功都会发布消息的
publishRequestHandledEvent(request, response, startTime, failureCause);
}
}
// initContextHolders(request, localeContext, requestAttributes);
private void initContextHolders(HttpServletRequest request,
@Nullable LocaleContext localeContext, @Nullable RequestAttributes requestAttributes) {
if (localeContext != null) {
LocaleContextHolder.setLocaleContext(localeContext, this.threadContextInheritable);
}
if (requestAttributes != null) {
RequestContextHolder.setRequestAttributes(requestAttributes, this.threadContextInheritable);
}
}
该方法大概做了这几件事：国际化的设置，创建 ServletRequestAttributes 对象，初始化上下文 holders （即将 Request 对象放入到线程上下文中，如后续想要在方法中获取 request、response对象此时可以通过调用 LocaleContextHolder 对应方法即可），然后调用 doService 方法。对于 doService 方法，FrameworkServlet 类并未提供实现，该方法由 DispatcherServlet 子类实现：
DispatcherServlet#doService
DispatcherServlet 里面执行处理的入口方法是 doService，由于这个类继承于 FrameworkServlet 类，重写了 doService() 方法：
@Override
protected void doService(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
logRequest(request);
// Keep a snapshot of the request attributes in case of an include,
// to be able to restore the original attributes after the include.
Map<String, Object> attributesSnapshot = null;
if (WebUtils.isIncludeRequest(request)) {
attributesSnapshot = new HashMap<>();
Enumeration<?> attrNames = request.getAttributeNames();
while (attrNames.hasMoreElements()) {
String attrName = (String) attrNames.nextElement();
if (this.cleanupAfterInclude || attrName.startsWith(DEFAULT_STRATEGIES_PREFIX)) {
attributesSnapshot.put(attrName, request.getAttribute(attrName));
}
}
}
//Spring上下文
request.setAttribute(WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, getWebApplicationContext());
//国际化解析器
request.setAttribute(LOCALE_RESOLVER_ATTRIBUTE, this.localeResolver);
//主题解析器
request.setAttribute(THEME_RESOLVER_ATTRIBUTE, this.themeResolver);
//主题
request.setAttribute(THEME_SOURCE_ATTRIBUTE, getThemeSource());
//重定向的数据
if (this.flashMapManager != null) {
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());
request.setAttribute(FLASH_MAP_MANAGER_ATTRIBUTE, this.flashMapManager);
}
try {
//request设置完相关的属性做真正的请求处理
doDispatch(request, response);
}
finally {
if (!WebAsyncUtils.getAsyncManager(request).isConcurrentHandlingStarted()) {
// Restore the original attribute snapshot, in case of an include.
if (attributesSnapshot != null) {
restoreAttributesAfterInclude(request, attributesSnapshot);
}
}
}
}
整个方法看下来处理的操作有：处理 include 标签的请求，将上下文放到 request 的属性中，将国际化解析器放到 request 的属性中，将主题解析器放到 request 属性中，将主题放到 request 的属性中，处理重定向的请求数据最后调用 doDispatch 这个核心的方法对请求进行处理：
DispatcherServlet#doDispatch
该方法是在 doService 方法中调用的，从底层设计了整个请求的处理流程：
- 根据 request 找到 Handler
- 根据 Handler 找到对应的 HandlerAdapter
- 用 HandlerAdapter 处理 Handler
- 调用 processDispatchResult 方法处理上面之后的结果（包含View渲染并输出给用户）
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 {
// 校验是否为上传请求 是上传请求执行解析 否则返回request
processedRequest = checkMultipart(request);
multipartRequestParsed = (processedRequest != request);
// 根据访问的Handler 返回指定对应的HandlerExecutionChain对象 这里从HandlerMapping 集合中查找 HandlerExecutionChain 对象包含Handler与拦截器HandlerInterceptor列表
mappedHandler = getHandler(processedRequest);
if (mappedHandler == null) {
noHandlerFound(processedRequest, response);
return;
}
// 根据得到的Handler 获取对应的HandlerAdaptor对象
HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
// 处理GET、HEAD请求的Last-Modified
String method = request.getMethod();
boolean isGet = "GET".equals(method);
if (isGet || "HEAD".equals(method)) {
long lastModified = ha.getLastModified(request, mappedHandler.getHandler());
//当数据没有更改时，就直接返回上次的数据，提高效率
if (new ServletWebRequest(request, response).checkNotModified(lastModified) && isGet) {
return;
}
}
//执行Interceptor的preHandle
if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
return;
}
// 执行Handler 返回ModelAndView
mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
//如果需要异步处理，直接返回
if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
return;
}
//当view为空时，根据request设置默认view，如Handler返回值为void
applyDefaultViewName(processedRequest, mv);
//执行相应Interceptor的postHandle
mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
}
catch (Exception ex) {
dispatchException = ex;
}
catch (Throwable err) {
// As of 4.3, we're processing Errors thrown from handler methods as well,
// making them available for @ExceptionHandler methods and other scenarios.
dispatchException = new NestedServletException("Handler dispatch failed", err);
}
//处理返回结果，包括处理异常、渲染页面，发出完成通知触发Interceptor的afterCompletion
processDispatchResult(processedRequest, response, mappedHandler, mv, dispatchException);
}
catch (Exception ex) {
triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler, ex);
}
catch (Throwable err) {
triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler,
new NestedServletException("Handler processing failed", 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);
}
}
}
}
- doDispatcher 首先检查是不是上传请求，如果是则将 request 转换为 MultipartHttpServletRequest，并将 multipartRequestParsed 标志设置为 true；
- 通过 getHandler 获取 Handler 处理器链 HandlerExecutionChain；
- 处理GET、HEAD请求的 Last-Modified，这里主要判断 Last-Modified 值是否被修改来处理决定是否采用缓存数据；
- 接下来依次调用相应的 Interceptor 的 preHandle，执行拦截器拦截操作；
- 拦截器 preHandle 方法执行后，此时开始通过 HandlerAdapter 适配对应的 Handler 执行（这里才是真正要执行的 Controller 方法）， Handler 处理完请求后，如果需要异步处理则直接返回，如果不需要异步处理，当 view 为空时，设置默认 view，然后执行相应的 Interceptor 的postHandle。
- Handler：处理器，他直接对应着 MVC 中的 C，也就是 Controller 层，它的具体表现形式有很多，可以是类，也可以是方法（通常以方法居多），因为它的定义是 Object，我们在方法中标注的 @RequestMapping 的所有方法都可以看成一个 Handler，只要可以实际处理请求的都可以看成 Handler。
- HandlerMapping：用来查找 Handler，在 SpringMVC 中会处理很多请求，每一个请求都需要一个 Handler 来处理，具体接受到请求后需要哪一个 Handler 来处理，此时通过 HandlerMapping 来实现查找。
- HandlerAdapter：适配器，不同的 Handler 需要找到不同 HandlerAdapter 来调用 Handler。就如工厂里需要使用工具，工人（HandlerAdapter）使用工具（Handler）完成工作，而 HandlerMapping 用于根据需要完成的工作来找到相应的工具。
DispatcherServlet#processDispatchResult
processDispatchResult 方法主要用来处理前面返回的结果，其中包括处理异常、渲染页面、触发 Interceptor 的 afterCompletion 方法三部分内容，处理的异常是在处理请求 doDispatch 方法的过程中产生。
private void processDispatchResult(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
@Nullable HandlerExecutionChain mappedHandler, @Nullable ModelAndView mv,
@Nullable Exception exception) throws Exception {
boolean errorView = false;
// 如果请求过程中有异常抛出则处理异常
if (exception != null) {
if (exception instanceof ModelAndViewDefiningException) {
logger.debug("ModelAndViewDefiningException encountered", exception);
mv = ((ModelAndViewDefiningException) exception).getModelAndView();
}
else {
Object handler = (mappedHandler != null ? mappedHandler.getHandler() : null);
mv = processHandlerException(request, response, handler, exception);
errorView = (mv != null);
}
}
//执行页面渲染操作
if (mv != null && !mv.wasCleared()) {
render(mv, request, response);
if (errorView) {
WebUtils.clearErrorRequestAttributes(request);
}
}
else {
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("No view rendering, null ModelAndView returned.");
}
}
if (WebAsyncUtils.getAsyncManager(request).isConcurrentHandlingStarted()) {
// Concurrent handling started during a forward
return;
}
// Handler请求处理完，触发Interceptor的afterCompletion
if (mappedHandler != null) {
// Exception (if any) is already handled..
mappedHandler.triggerAfterCompletion(request, response, null);
}
}
render 视图渲染：
protected void render(ModelAndView mv, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
// Determine locale for request and apply it to the response.
Locale locale =
(this.localeResolver != null ? this.localeResolver.resolveLocale(request) : request.getLocale());
response.setLocale(locale);
View view;
String viewName = mv.getViewName();
if (viewName != null) {
// We need to resolve the view name.
view = resolveViewName(viewName, mv.getModelInternal(), locale, request);
if (view == null) {
throw new ServletException("Could not resolve view with name '" + mv.getViewName() +
"' in servlet with name '" + getServletName() + "'");
}
}
else {
// No need to lookup: the ModelAndView object contains the actual View object.
view = mv.getView();
if (view == null) {
throw new ServletException("ModelAndView [" + mv + "] neither contains a view name nor a " +
"View object in servlet with name '" + getServletName() + "'");
}
}
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Rendering view [" + view + "] ");
}
try {
if (mv.getStatus() != null) {
response.setStatus(mv.getStatus().value());
}
// 渲染页面处理
view.render(mv.getModelInternal(), request, response);
}
catch (Exception ex) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Error rendering view [" + view + "]", ex);
}
throw ex;
}
}
今天我们来了解了一下 SpringMVC 框架中 MVC 核心思想，SpringMVC 内部请求流程分析以及源码级别代码解读，让大家真正能够从底层级别理解整个框架执行原貌，最后以一张图来总结今天的源码分析执行流程。
扩展~MVC
模型-视图-控制器（MVC）是一个众所周知的以设计界面应用程序为基础的设计思想。它主要通过分离模型、视图及控制器在应用程序中的角色将业务逻辑从界面中解耦。通常，模型负责封装应用程序数据在视图层展示。视图仅仅只是展示这些数据，不包含任何业务逻辑。控制器负责接收来自用户的请求，并调用后台服务（service或者dao）来处理业务逻辑。处理后，后台业务层可能会返回了一些数据在视图层展示。控制器收集这些数据及准备模型在视图层展示。MVC模式的核心思想是将业务逻辑从界面中分离出来，允许它们单独改变而不会相互影响。
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