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想要了解Spring MVC框架的原理，探究框架是如何設(shè)計的，不錯的學(xué)習(xí)方式是閱讀源碼，然后自己手寫一個框架。本文帶領(lǐng)大家簡化的手寫一個Spring MVC框架。

Spring框架對于Java后端程序員來說再熟悉不過了，以前只知道它用的反射實現(xiàn)的，但了解之后才知道有很多巧妙的設(shè)計在里面。

如果不看Spring的源碼，你將會失去一次和大師學(xué)習(xí)的機會：它的代碼規(guī)范，設(shè)計思想很值得學(xué)習(xí)。我們程序員大部分人都是野路子，不懂什么叫代碼規(guī)范。寫了一個月的代碼，最后還得其他老司機花3天時間重構(gòu)，相信大部分老司機都很頭疼看新手的代碼。

廢話不多說，我們進入今天的正題，在Web應(yīng)用程序設(shè)計中，MVC模式已經(jīng)被廣泛使用。SpringMVC以DispatcherServlet為核心，負責協(xié)調(diào)和組織不同組件以完成請求處理并返回響應(yīng)的工作，實現(xiàn)了MVC模式。想要實現(xiàn)自己的SpringMVC框架，需要從以下幾點入手：

了解SpringMVC運行流程及九大組件
梳理自己的SpringMVC的設(shè)計思路
實現(xiàn)自己的SpringMVC框架

一、了解SpringMVC運行流程及九大組件

1. SpringMVC的運行流程

⑴ 用戶發(fā)送請求至前端控制器DispatcherServlet

⑵ DispatcherServlet收到請求調(diào)用HandlerMapping處理器映射器。

⑶ 處理器映射器根據(jù)請求url找到具體的處理器，生成處理器對象及處理器攔截器(如果有則生成)一并返回給DispatcherServlet。

⑷ DispatcherServlet通過HandlerAdapter處理器適配器調(diào)用處理器

⑸ 執(zhí)行處理器(Controller，也叫后端控制器)。

⑹ Controller執(zhí)行完成返回ModelAndView

⑺ HandlerAdapter將controller執(zhí)行結(jié)果ModelAndView返回給DispatcherServlet

⑻ DispatcherServlet將ModelAndView傳給ViewReslover視圖解析器

⑼ ViewReslover解析后返回具體View

⑽ DispatcherServlet對View進行渲染視圖（即將模型數(shù)據(jù)填充至視圖中）

⑾ DispatcherServlet響應(yīng)用戶。

從上面可以看出，DispatcherServlet有接收請求，響應(yīng)結(jié)果，轉(zhuǎn)發(fā)等作用。有了DispatcherServlet之后，可以減少組件之間的耦合度。

2. SpringMVC的九大組件

protected?void?initStrategies(ApplicationContext context) {
??//用于處理上傳請求。處理方法是將普通的request包裝成MultipartHttpServletRequest，后者可以直接調(diào)用getFile方法獲取File.
??initMultipartResolver(context);
??//SpringMVC主要有兩個地方用到了Locale：一是ViewResolver視圖解析的時候；二是用到國際化資源或者主題的時候。
??initLocaleResolver(context); 
??//用于解析主題。SpringMVC中一個主題對應(yīng)一個properties文件，里面存放著跟當前主題相關(guān)的所有資源、
??//如圖片、css樣式等。SpringMVC的主題也支持國際化， 
??initThemeResolver(context);
??//用來查找Handler的。
??initHandlerMappings(context);
??//從名字上看，它就是一個適配器。Servlet需要的處理方法的結(jié)構(gòu)卻是固定的，都是以request和response為參數(shù)的方法。
??//如何讓固定的Servlet處理方法調(diào)用靈活的Handler來進行處理呢？這就是HandlerAdapter要做的事情
??initHandlerAdapters(context);
??//其它組件都是用來干活的。在干活的過程中難免會出現(xiàn)問題，出問題后怎么辦呢？
??//這就需要有一個專門的角色對異常情況進行處理，在SpringMVC中就是HandlerExceptionResolver。
??initHandlerExceptionResolvers(context);
??//有的Handler處理完后并沒有設(shè)置View也沒有設(shè)置ViewName，這時就需要從request獲取ViewName了，
??//如何從request中獲取ViewName就是RequestToViewNameTranslator要做的事情了。
??initRequestToViewNameTranslator(context);
??//ViewResolver用來將String類型的視圖名和Locale解析為View類型的視圖。
??//View是用來渲染頁面的，也就是將程序返回的參數(shù)填入模板里，生成html（也可能是其它類型）文件。
??initViewResolvers(context);
??//用來管理FlashMap的，F(xiàn)lashMap主要用在redirect重定向中傳遞參數(shù)。
??initFlashMapManager(context); 
}

二、梳理SpringMVC的設(shè)計思路

本文只實現(xiàn)自己的@Controller、@RequestMapping、@RequestParam注解起作用，其余SpringMVC功能讀者可以嘗試自己實現(xiàn)。

?1、讀取配置? ? ?

從圖中可以看出，SpringMVC本質(zhì)上是一個Servlet,這個 Servlet 繼承自 HttpServlet。FrameworkServlet負責初始化SpringMVC的容器，并將Spring容器設(shè)置為父容器。

因為本文只是實現(xiàn)SpringMVC，對于Spring容器不做過多講解（有興趣同學(xué)可以看看我另一篇文章：向spring大佬低頭--大量源碼流出解析）。

為了讀取web.xml中的配置，我們用到ServletConfig這個類，它代表當前Servlet在web.xml中的配置信息。通過web.xml中加載我們自己寫的MyDispatcherServlet和讀取配置文件。

2、初始化階段

在前面我們提到DispatcherServlet的initStrategies方法會初始化9大組件，但是這里將實現(xiàn)一些SpringMVC的最基本的組件而不是全部，按順序包括：

加載配置文件
掃描用戶配置包下面所有的類
拿到掃描到的類，通過反射機制，實例化。并且放到ioc容器中(Map的鍵值對? beanName-bean) beanName默認是首字母小寫
初始化HandlerMapping，這里其實就是把url和method對應(yīng)起來放在一個k-v的Map中,在運行階段取出

3、運行階段

?每一次請求將會調(diào)用doGet或doPost方法，所以統(tǒng)一運行階段都放在doDispatch方法里處理，它會根據(jù)url請求去HandlerMapping中匹配到對應(yīng)的Method，然后利用反射機制調(diào)用Controller中的url對應(yīng)的方法，并得到結(jié)果返回。按順序包括以下功能：

異常的攔截
獲取請求傳入的參數(shù)并處理參數(shù)
通過初始化好的handlerMapping中拿出url對應(yīng)的方法名，反射調(diào)用

三、實現(xiàn)自己的SpringMVC框架

工程文件及目錄：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

首先，新建一個maven項目，在pom.xml中導(dǎo)入以下依賴：

<project?xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"?xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"?xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
??<modelVersion>4.0.0modelVersion>
??<groupId>com.liughgroupId>
??<artifactId>liughMVCartifactId>
??<version>0.0.1-SNAPSHOTversion>
??<packaging>warpackaging>
??
??<properties>
????<project.build.sourceEncoding>UTF-8project.build.sourceEncoding>
????<maven.compiler.source>1.8maven.compiler.source>
????<maven.compiler.target>1.8maven.compiler.target>
????<java.version>1.8java.version>
??properties>
??
??<dependencies>
???????<dependency>
?????????<groupId>javax.servletgroupId>?
???????<artifactId>javax.servlet-apiartifactId>?
???????<version>3.0.1version>?
???????<scope>providedscope>
????dependency>
????dependencies>
project>

接著，我們在WEB-INF下創(chuàng)建一個web.xml，如下配置：

xml version="1.0"?encoding="UTF-8"?><web-app?xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
??xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"?xmlns:web="http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd"
??xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd"
??version="3.0">
??<servlet>
????<servlet-name>MySpringMVCservlet-name>
????<servlet-class>com.liugh.servlet.MyDispatcherServletservlet-class>
????<init-param>
??????<param-name>contextConfigLocationparam-name>
??????<param-value>application.propertiesparam-value>
????init-param>
????<load-on-startup>1load-on-startup>
??servlet>
??<servlet-mapping>
????<servlet-name>MySpringMVCservlet-name>
????<url-pattern>/*url-pattern>
??servlet-mapping>web-app>

application.properties文件中只是配置要掃描的包到SpringMVC容器中。

scanPackage=com.liugh.core

創(chuàng)建自己的Controller注解，它只能標注在類上面：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public?@interface?MyController {
??/**
?????* 表示給controller注冊別名
?????* @return
?????*/
????String?value() default?"";

}

RequestMapping注解，可以在類和方法上：

@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public?@interface?MyRequestMapping {
??/**
?????* 表示訪問該方法的url
?????* @return
?????*/
????String?value() default?"";

}

RequestParam注解,只能注解在參數(shù)上

@Target(ElementType.PARAMETER)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface?MyRequestParam {
??/**
?????* 表示參數(shù)的別名，必填
?????* @return
?????*/
????String?value();

}

然后創(chuàng)建MyDispatcherServlet這個類，去繼承HttpServlet，重寫init方法、doGet、doPost方法，以及加上我們第二步分析時要實現(xiàn)的功能：

public?class?MyDispatcherServlet extends?HttpServlet{
??
??private?Properties properties = new?Properties();
??private?List<String> classNames = new?ArrayList<>();
??private?Map<String, Object> ioc = new?HashMap<>();
??private?Map<String, Method> handlerMapping = new??HashMap<>();
??private?Map<String, Object> controllerMap =new?HashMap<>();

??@Override
??public?void?init(ServletConfig config) throws ServletException {
????
????//1.加載配置文件
????doLoadConfig(config.getInitParameter("contextConfigLocation"));
????//2.初始化所有相關(guān)聯(lián)的類,掃描用戶設(shè)定的包下面所有的類
????doScanner(properties.getProperty("scanPackage"));
????//3.拿到掃描到的類,通過反射機制,實例化,并且放到ioc容器中(k-v beanName-bean) beanName默認是首字母小寫
????doInstance();
????//4.初始化HandlerMapping(將url和method對應(yīng)上)
????initHandlerMapping();
??}

??@Override
??protected?void?doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
????this.doPost(req,resp);
??}

??@Override
??protected?void?doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
????try?{
??????//處理請求
??????doDispatch(req,resp);
????} catch?(Exception e) {
??????resp.getWriter().write("500!! Server Exception");
????}

??}

??private?void?doDispatch(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws Exception {
????if(handlerMapping.isEmpty()){
??????return;
????}
????
????String?url =req.getRequestURI();
????String?contextPath = req.getContextPath();
????
????url=url.replace(contextPath, "").replaceAll("/+", "/");
????
????if(!this.handlerMapping.containsKey(url)){
??????resp.getWriter().write("404 NOT FOUND!");
??????return;
????}
????
????Method method =this.handlerMapping.get(url);
????
????//獲取方法的參數(shù)列表
????Class[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
??
????//獲取請求的參數(shù)
????Map<String, String[]> parameterMap = req.getParameterMap();
????
????//保存參數(shù)值
????Object?[] paramValues= new?Object[parameterTypes.length];
????
????//方法的參數(shù)列表
????????for?(int i = 0; i????????????//根據(jù)參數(shù)名稱，做某些處理 
????????????String?requestParam = parameterTypes[i].getSimpleName(); 
????????????
????????????
????????????if?(requestParam.equals("HttpServletRequest")){ 
????????????????//參數(shù)類型已明確，這邊強轉(zhuǎn)類型 
??????????????paramValues[i]=req;
????????????????continue; 
????????????} 
????????????if?(requestParam.equals("HttpServletResponse")){ 
??????????????paramValues[i]=resp;
????????????????continue; 
????????????}
????????????if(requestParam.equals("String")){
??????????????for?(Entry<String, String[]> param : parameterMap.entrySet()) {
???????????????String?value =Arrays.toString(param.getValue()).replaceAll("\\[|\\]", "").replaceAll(",\\s", ",");
???????????????paramValues[i]=value;
?????????????}
????????????}
????????} 
????//利用反射機制來調(diào)用
????try?{
??????method.invoke(this.controllerMap.get(url), paramValues);//第一個參數(shù)是method所對應(yīng)的實例 在ioc容器中
????} catch?(Exception e) {
??????e.printStackTrace();
????}
??}



??private?void??doLoadConfig(String?location){
????//把web.xml中的contextConfigLocation對應(yīng)value值的文件加載到流里面
????InputStream resourceAsStream = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(location);
????try?{
??????//用Properties文件加載文件里的內(nèi)容
??????properties.load(resourceAsStream);
????} catch?(IOException e) {
??????e.printStackTrace();
????}finally?{
??????//關(guān)流
??????if(null!=resourceAsStream){
????????try?{
??????????resourceAsStream.close();
????????} catch?(IOException e) {
??????????e.printStackTrace();
????????}
??????}
????}
????
??}
??
??private?void?doScanner(String?packageName) {
????//把所有的.替換成/
????URL url =this.getClass().getClassLoader().getResource("/"+packageName.replaceAll("\\.", "/"));
????File dir = new?File(url.getFile());
????for?(File file : dir.listFiles()) {
??????if(file.isDirectory()){
????????//遞歸讀取包
????????doScanner(packageName+"."+file.getName());
??????}else{
????????String?className =packageName +"."?+file.getName().replace(".class", "");
????????classNames.add(className);
??????}
????}
??}
??
??
??
??private?void?doInstance() {
????if?(classNames.isEmpty()) {
??????return;
????} 
????for?(String?className : classNames) {
??????try?{
????????//把類搞出來,反射來實例化(只有加@MyController需要實例化)
????????Class clazz =Class.forName(className);
?????????if(clazz.isAnnotationPresent(MyController.class)){
??????????ioc.put(toLowerFirstWord(clazz.getSimpleName()),clazz.newInstance());
????????}else{
??????????continue;
????????}
????????
????????
??????} catch?(Exception e) {
????????e.printStackTrace();
????????continue;
??????}
????}
??}


??private?void?initHandlerMapping(){
????if(ioc.isEmpty()){
??????return;
????}
????try?{
??????for?(Entry<String, Object> entry: ioc.entrySet()) {
????????Classextends?Object> clazz = entry.getValue().getClass();
????????if(!clazz.isAnnotationPresent(MyController.class)){
??????????continue;
????????}
????????
????????//拼url時,是controller頭的url拼上方法上的url
????????String?baseUrl ="";
????????if(clazz.isAnnotationPresent(MyRequestMapping.class)){
??????????MyRequestMapping annotation = clazz.getAnnotation(MyRequestMapping.class);
??????????baseUrl=annotation.value();
????????}
????????Method[] methods = clazz.getMethods();
????????for?(Method method : methods) {
??????????if(!method.isAnnotationPresent(MyRequestMapping.class)){
????????????continue;
??????????}
??????????MyRequestMapping annotation = method.getAnnotation(MyRequestMapping.class);
??????????String?url = annotation.value();
??????????
??????????url =(baseUrl+"/"+url).replaceAll("/+", "/");
??????????handlerMapping.put(url,method);
??????????controllerMap.put(url,clazz.newInstance());
??????????System.out.println(url+","+method);
????????}
????????
??????}
??????
????} catch?(Exception e) {
??????e.printStackTrace();
????}
????
??}


??/**
???* 把字符串的首字母小寫
???* @param name
???* @return
???*/
??private?String?toLowerFirstWord(String?name){
????char[] charArray = name.toCharArray();
????charArray[0] += 32;
????return?String.valueOf(charArray);
??}
??
????
}

這里我們就開發(fā)完了自己的SpringMVC，現(xiàn)在我們測試一下：

@MyController
@MyRequestMapping("/test")
public class TestController {
??
???@MyRequestMapping("/doTest")
????public void test1(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
????????@MyRequestParam("param") String param){
?????System.out.println(param);
??????try?{
????????????response.getWriter().write( "doTest method success! param:"+param);
????????} catch?(IOException e) {
????????????e.printStackTrace();
????????}
????}
???
???@MyRequestMapping("/doTest2")
????public?void?test2(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response){
????????try?{
????????????response.getWriter().println("doTest2 method success!");
????????} catch?(IOException e) {
????????????e.printStackTrace();
????????}
????}
}

訪問 http://localhost:8080/liughMVC/test/doTest?param=liugh 如下：

訪問一個不存在的試試：

到這里我們就大功告成了！

源碼地址：https://github.com/qq53182347/liughMVC

來源：my.oschina.net/liughDevelop/blog/1622646

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