Spring5源码解析-论Spring DispatcherServlet的生命周期
Spring Web框架架构的主要部分是DispatcherServlet。也就是本文中重点介绍的对象。
在本文的第一部分中,我们将看到基于Spring的DispatcherServlet的主要概念:前端控制器模式。第二部分将专门介绍Spring应用程序中的执行链。接下来是DispatcherServlet类的解释。在最后一部分,我们将尝试开发一个自定义的dispatcher servlet。
请注意,本文分析的DispatcherServlet来自Spring的5.0.0.RC3版本。如果使用不同的版本,则可能需要进行几个调整,其实因为分析的都是比较固定的东西,很少有改的。
什么是前端控制器模式?
在进入DispatcherServlet之前,我们需要了解一些关于它的概念基础。DispatcherServlet所隐含的关键概念其实就是前端控制器模式。
此模式为Web应用程序提供了一个中心入口点。该集中入口点将系统组件的共同特征进行重新组合。我们可以在那里找到安全资源,语言切换,会话管理,缓存或输入过滤的处理程序。这样做的一个很大的好处是:这个共同的入口点有助于避免代码重复。
因此,从技术上讲,前端控制器模式由一个捕获所有传入请求的类组成。之后,分析每个请求以知道哪个控制器以及哪个方法应该来处理该请求。
前端控制器模式有助于对以下询问做出最佳响应:
- 如何集中授权和认证?
- 如何处理正确的视图渲染?
- 如何使用URL重写映射将请求发送到适当的控制器?
这个前台控制器模式包含5名参与者:
- 客户端:发送请求。
- 控制器:应用程序的中心点,捕获所有请求。
- 调度员:管理视图的选择,以呈现给客户端。
- 视图:表示呈现给客户端的内容。
- 帮助:帮助查看和/或控制器完成请求处理。
什么是DispatcherServlet的执行链?
由标题可以看到,前端控制器模式有自己的执行链。这意味着它有自己的逻辑来处理请求并将视图返回给客户端:
- 请求由客户端发送。它到达作为Spring的默认前端控制器的 - DispatcherServlet类。
- DispatcherServlet使用请求处理程序映射来发现将分析请求的控制器(controller- )。接口org.springframework.web.servlet.HandlerMapping的实现返回一个包含org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain类的实例。此实例包含可在控制器调用之前或之后调用的处理程序拦截器数组。你可以在Spring中有关于拦截器的文章中了解更多的信息。如果在所有定义的处理程序映射中找不到 - HandlerExecutionChain,这意味着Spring无法将URL与对应的控制器进行匹配。这样的话会抛出一个错误。
- 现在系统进行拦截器预处理并调用由映射处理器找到的相应的controller(其实就是在找到的controller之前进行一波拦截处理)。在controller处理请求后, - DispatcherServlet开始拦截器的后置处理。在此步骤结束时,它从controller接收ModelAndView实例(整个过程其实就是- request请求->- 进入interceptors->- controller->- 从interceptors出来->- ModelAndView接收)。
- DispatcherServlet现在将使用的该视图的名称发送到视图解析器。这个解析器将决定前台的展现内容。接着,它将此视图返回给DispatcherServlet,其实也就是一个“视图生成后可调用”的拦截器。 
- 最后一个操作是视图的渲染并作为对客户端request请求的响应。 
什么是DispatcherServlet?
通过上面讲到的前端控制器模式,我们可以很轻易的知道DispatcherServlet是基于Spring的Web应用程序的中心点。它需要传入请求,并在处理程序映射,拦截器,控制器和视图解析器的帮助下,生成对客户端的响应。所以,我们可以分析这个类的细节,并总结出一些核心要点。
下面是处理一个请求时DispatcherServlet执行的步骤:
1. 策略初始化
DispatcherServlet是一个位于org.springframework.web.servlet包中的类,并扩展了同一个包中的抽象类FrameworkServlet。它包含一些解析器的私有静态字段(用于本地化,视图,异常或上传文件),映射处理器:handlerMapping和处理适配器:handlerAdapter(进入这个类的第一眼就能看到的)。DispatcherServlet非常重要的一个核心点就是是初始化策略的方法(protected void initStrategies(ApplicationContext context))。在调用onRefresh方法时调用此方法。最后一次调用是在FrameworkServlet中通过initServletBean和initWebApplicationContext方法进行的(initServletBean方法中调用initWebApplicationContext,后者调用onRefresh(wac))。initServletBean通过所提供的这些策略生成我们所需要的应用程序上下文。其中每个策略都会产生一类在DispatcherServlet中用来处理传入请求的对象。
基于篇幅,有些代码就不给贴示了,请在相应版本的源码中自行对照查找,此处只给一部分源码:
| 1 | /** | 
需要注意的是,如果找的结果不存在,则捕获异常NoSuchBeanDefinitionException(下面两段代码的第一段),并采用默认策略。如果在DispatcherServlet.properties文件中初始定义的默认策略不存在,则抛出BeanInitializationException异常(下面两段代码的第二段)。默认策略如下:
| 1 | /** | 
抛出异常后调用getDefaultStrategy(因为容器里都是单例的存在,所以只需要判断基于这个接口的默认实现实例size为1即可,两个以上还能叫默认么,都有选择了):
| 1 | /** | 
2.请求预处理
FrameworkServlet抽象类扩展了同一个包下的HttpServletBean,HttpServletBean扩展了javax.servlet.http.HttpServlet。点开这个类源码可以看到,HttpServlet是一个抽象类,其方法定义主要用来处理每种类型的HTTP请求:doGet(GET请求),doPost(POST),doPut(PUT),doDelete(DELETE),doTrace(TRACE),doHead(HEAD) ,doOptions(OPTIONS)。FrameworkServlet通过将每个传入的请求调度到processRequest(HttpServletRequest  request,HttpServletResponse response)来覆盖它们。processRequest是一个protected和final的方法,它构造出LocaleContext和ServletRequestAttributes对象,两者都可以在initContextHolders(request, localeContext, requestAttributes)之后访问。所有这些操作的关键代码 请看:
| 1 | 
 | 
3.请求处理
由上面所看到的,在processRequest的代码中,调用initContextHolders方法后,调用protected void doService(HttpServletRequest request,HttpServletResponse  response)。doService将一些附加参数放入request(如Flash映射:request.setAttribute(OUTPUT_FLASH_MAP_ATTRIBUTE, new FlashMap()),上下文信息:request.setAttribute(WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, getWebApplicationContext())等)中,并调用protected void doDispatch(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response)。
doDispatch方法最重要的部分是处理(handler)的检索。doDispatch调用getHandler()方法来分析处理后的请求并返回HandlerExecutionChain实例。此实例包含handler mapping 和`interceptors(拦截器)。DispatcherServlet做的另一件事是应用预处理程序拦截器(applyPreHandle())。如果至少有一个返回false,则请求处理停止。否则,servlet使用与 handler adapter适配(其实理解成这也是个handler就对了)相应的handler mapping来生成视图对象。
doDispatch方法:
| 1 | /** | 
4.视图解析
获取ModelAndView实例以查看呈现后,doDispatch方法调用private void applyDefaultViewName(HttpServletRequest request,ModelAndView mv)。默认视图名称根据定义的bean名称,即viewNameTranslator。默认情况下,它的实现是org.springframework.web.servlet.RequestToViewNameTranslator。这个默认实现只是简单的将URL转换为视图名称,例如(直接从RequestToViewNameTranslator获取):http:// localhost:8080/admin/index.html将生成视图admin / index。
代码如下:
下一步是调用后置拦截器(其实就是出拦截器)做的一些处理。
| 1 | /** RequestToViewNameTranslator used by this servlet */ | 
org.springframework.web.servlet.view.DefaultRequestToViewNameTranslator实现的org.springframework.web.servlet.RequestToViewNameTranslator接口,其内对上段代码中getDefaultViewName的实现为:
| 1 | public class DefaultRequestToViewNameTranslator implements RequestToViewNameTranslator { | 
5.处理调度请求 - 视图渲染
现在,servlet知道应该是哪个视图被渲染。它通过private void processDispatchResult(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response,@Nullable HandlerExecutionChain mappedHandler, @Nullable ModelAndView mv,@Nullable Exception exception)方法来进行最后一步操作 - 视图渲染。
首先,processDispatchResult检查它们是否有参数传递异常。有一些异常的话,它定义了一个新的视图,专门用来定位错误页面。如果没有任何异常,该方法将检查ModelAndView实例,如果它不为null,则调用render方法。
渲染方法protected void render(ModelAndView mv, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception。跳进此方法内部,根据定义的视图策略,它会查找得到一个View类实例。它将负责显示响应。如果没有找到View,则会抛出一个ServletException异常。有的话,DispatcherServlet会调用其render方法来显示结果。
其实可以说成是后置拦截器(进入拦截器前置拦截处理->controller处理->出拦截器之前的此拦截器的后置处理),也就是在请求处理的最后一个步骤中被调用。
下面是processDispatchResult和render(渲染)的相关代码:
| 1 | /** | 
| 1 | /** | 
在这部分中,你需要记住的是我们定义了两个上下文:一个用于应用程序,另一个用于Web应用程序。他们有什么区别?应用程序上下文包含所有通用配置,比如service定义,数据库配置。Web应用程序上下文定义所有与Web相关的组件,比如controllers或视图解析器。
Custom DispatcherServlet
我们已经了解了DispatcherServlet的理论知识。通过文中的这些实用要点,我们可以编写自己的servlet来分派处理请求。同样的,我们也将按步进行,从捕获请求开始,以视图渲染结束。
通过上面的描述,为了捕获请求,我们需要覆盖doService方法:
| 1 | public class CustomDispatcherServlet extends FrameworkServlet { | 
这样,在我们的日志文件中,我们应该可以找到一条“[CustomDispatcherServlet]I got the request!”。接着,我们继续添加在DispatcherServlet中doDispatch方法所应该做的一些工作:
| 1 | 
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这个方法是做什么的?首先,它为构建一个Locale实例用来接收请求。第二步是初始化org.springframework.web.context.request.ServletRequestAttributes实例。它是RequestAttributes接口的实现,和本地化在同一级别。通过这个,我们可以访问servlet请求的对象和会话对象,而不必区分会话和全局会话。最后,我们调用初始化context holders的initContextHolders()方法,即从应用程序通过LocaleContextHolder和RequestContextHolder静态方法(分别为:getLocaleContext和getRequestAttributes)访问请求属性和区域设置的对象。
当请求被拦截,一些基本的设置就绪的时候。我们发现我们还没有执行链和处理器适配器。我们可以通过以下代码进行:
| 1 | private HandlerExecutionChain getHandlerExecutionChain(HttpServletRequest request) throws Exception { | 
通过执行链,我们可以通过 handler adapter将处理当前请求。看以下代码:
| 1 | 
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只有应用程序上下文中定义的适配器(this.handlerAdapter)支持适配所生成的执行链(adapter.supports)才可以返回我们想要的适配器。最后,我们可以返回到我们的doService方法并操作它们来渲染视图:
| 1 | ModelAndView modelView = adapter.handle(request, response, executionChain.getHandler()); | 
我们的servlet中简化了渲染。实际上,我们仅处理ModelAndView的引用对象。这意味着ModelAndView是一个String的实例,用来表示要解析的视图模型,例如:我们定义好几个模板解析器(比如freemaker,Thymeleaf),然后查看其配置。在这个检查之后,我们迭代当前视图解析器。能够生成View实例的第一个解析器被视为处理过的请求中使用的解析器。最后,我们检查视图是否正确生成。拿到view实例后,我们调用其render()方法来在屏幕中显示请求处理结果。
在这部分中,我们将描述和代码部分限制在最低限度。只是为了把Spring的整个过程给集中呈现以下,达到更好的理解,其实就是在Servlet中的service方法内做些对request和response的文章而已了。
本文介绍了Spring Web应用程序的中心点,一个调度器servlet。请记住,它是一个处理所有传入请求并将视图呈现给用户的类。在重写之前,你应该熟悉执行链,handler mapping 或handler adapter等概念。请记住,第一步要做的是定义在调度过程中我们要调用的所有元素。handler mapping 是将传入请求(也就是它的URL)映射到适当的controller。最后提到的元素,一个handler适配器,就是一个对象,它将通过其内包装的handler mapping将请求发送到controller。此调度产生的结果是ModelAndView类的一个实例,后面被用于生成和渲染视图。
有问题可以加qq群523409180 讨论的
