讀書筆記-《Spring技術內幕》（三）MVC與Web環境

前面我們學習了 Spring 最核心的 IoC 與 AOP 模塊（讀書筆記-《Spring技術內幕》（一）IoC容器的實現、讀書筆記-《Spring技術內幕》（二）AOP的實現），接下來繼續學習 MVC，其同樣也是經典。

我們依舊按照從淺到深的方式來學習，先從程序員的視角看看其簡化了哪些工作，幫我們做了什么，再到具體的設計與實現。

01

MVC 概述

在之前 IoC 的筆記中，有這樣一張圖：

這里依然可以復用，從程序員的視角來看，Spring MVC 帶來的最直觀的好處是，我們不需要再去寫繁瑣冗余的 Servlet，而是改寫 Controller。

拉長時間線來看，JavaWeb 的技術發展歷程大致如下：

總結一下就是，初期使用的技術在業務的發展中逐漸暴露出局限性，于是有了分層思想，按照數據維度分層的 MVC 是最經典的分層模式，Spring MVC 就是 MVC 的實現之一。

除了 MVC，還有按照業務維度分層的 DDD，不過后者用得比較少，其比較適合復雜系統，并且需要所有人員（產品、研發、測試）都有較高水準的業務理解。

02

Spring MVC 概述

了解了 MVC 后，我們可以很快明白 Spring MVC 的重點工作。Model 層的 Bean 初始化，Controller 層的請求處理以及 View 層的視圖呈現。具體步驟就是下面三步：

初始化：通過 Bean 定義，在 IoC 容器初始化時，建立起 Controller 與 HTTP 請求的映射關系。
處理請求：MVC 框架接收到 HTTP 請求，DispatcherServlet?根據 URL 查詢到具體的 Controller，Controller 完成請求并生成 ModelAndView 對象。
呈現視圖：視圖對象通過 render 方法完成視圖的呈現。

接下來我們就可以展開步驟，來詳細看看其實現了。

03

Spring MVC 設計與實現

1.初始化

我們以 Tomcat 的 web.xml 文件為例

<servlet><servlet-name>sample</servlet-name><servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class><load-on-startup>2</load-on-startup>
</servlet><servlet-mapping><servlet-name>sample</servlet-name><url-pattern>/*</url-pattern>
</servlet-mapping><context-param><param-name>contextConfigLocation</param-name><param-value>/WEB-INF/applicationContext.xml</param-value>
</context-param><listener><listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>

可以看到，其定義了一個叫 sample 的 servlet，全限定類名正是 DispatcherServlet，且其將處理所有請求。而后，這里還有一個 Bean 定義的配置文件是 WEB-IN 目錄下的 applicationContext.xml。最后，有個監聽器 ContextLoaderListener，其將負責完成 IoC 容器在 Web 環境中的啟動。

從代碼上來看，Web 容器中啟動 Spring?應用程序的過程如下：

ContextLoaderListener.contextInitialized() 初始化根上下文，其中調用父類?ContextLoader?的方法；
ContextLoader.initWebApplicationContext() 初始化 Web 應用上下文，其中有挺多異常校驗和日志打印；
ContextLoader.loadParentContext() 加載雙親上下文；
XmlWebApplicationContext.createWebApplicationContext() 創建 Web 應用上下文；
XmlWebApplication.refresh() 刷新。這里前面講 IoC 的時候也講到了，refresh 方法可以視作整個容器的初始化方法。

在根上下文初始化好后，就可以關注?DispatcherServlet?了。從前面的概述也看得出來，其是 Spring MVC 的核心。DispatcherServlet?的初始化和處理過程大致如下：

上面時序圖中，從右到左依次是繼承關系，我們來詳細描述下上半邊：

HttpServletBean.init() 基類的初始化，首先會獲取 Servlet 的初始化參數，對 Bean 屬性進行配置，也就是上面我們舉例的配置文件里的 Bean，然后調用子類的方法；
FrameworkServlet.initServletBean()?初始化 Servlet Bean；
FrameworkServlet.initWebApplicationContext()?從 ServletContext 中獲取根上下文，并設置為當前 MVC 上下文的雙親上下文，再把當前上下文設置到 ServletContext 中去（根上下文也就是上面提到的 ContextLoader 設置到 ServletContext 中去的）;
上面的 FrameworkServlet.initWebApplicationContext() 中會調用自己的 createWebApplicationContext() ，里面就包含了 refresh();
DispatcherServlet.onRefresh();
DispatcherServlet.initStrategies() 啟動框架的初始化，代碼很簡潔，依次初始化 multipartResolver、localeResolver、themeResolver、handlerMappings、handlerAdapters、handlerExceptionResolvers、requestToViewNameTranslator、viewResolvers;
以 initHandlerMappings() 為例，將設置所有的 handlerMapping Bean，這些 Bean 可能在當前 DispatcherServlet 的 IoC 容器中，也可能在雙親上下文中。如果都沒有找到，則去 DispatcherServlet.properties 中找默認值。

2.處理請求

前面初始化已完成，接下來就關注上面那張圖的下半邊，也就是 DispatcherServlet 的 doDispatch() 了。

注意 HandlerMapping 有很多實現，比如通過 Bean 名稱的、通過類名稱的，我們以SimpleUrlHandlerMapping 為例，先看下關鍵的數據結構：

// 1.基類定義了方法 getHandler，返回一個 Chain
public interface HandlerMapping {HandlerExecutionChain getHandler(HttpServletRequest req) throws Exception;……
}// 2.Chain 里持有了 handler，也就是我們編寫的 Controller
// 還有個攔截器鏈，對 handler 進行功能增強
public class HandlerExecutionChain {private final Object handler;private HandlerInterceptor[] interceptors;private List<HandlerInterceptor> interceptorList;……
}// 3.關鍵的成員變量，key 是 url，value 是對應的處理 handler
// 它的賦值是在 SimpleUrlHandlerMapping.initApplicationContext() -> AbstractUrlHandlerMapping.registerHandler() 里
// 它的使用是在 AbstractHandlerMapping.getHandler() -> AbstractUrlHandlerMapping.getHandlerInternal() 里
public abstract class AbstractUrlHandlerMapping extends AbstractHandlerMapping implements MatchableHandlerMapping {private final Map<String, Object> handlerMap = new LinkedHashMap<String, Object>();……
}

再看看?doDispatch() 的詳細時序圖：

可以看到，doDispatch() 完成了模型、控制器、視圖的耦合處理，從根據請求得到對應的 handler，到調用 handler 的攔截器，到調用適配器的 handle()，最后到 ModelAndView 的呈現。

3.呈現視圖

對于最后的視圖呈現，除了當時常見的 JSP 視圖，還有 Excel 視圖、PDF 視圖等等。不過現在都不涉及了，主流的應用都通過前后端分離的方式，將數據的展示交給前端開發處理。

關于視圖呈現，我們以 JSP 視圖為例，過程如下：

DispatcherServlet.render()?里面有兩種情況，一種是在 ModelAndView?中設置了 View 的名稱，需要調用 resolveViewName 方法獲取 View，還有一種情況是 ModelAndView 里已經有 View 了，則直接使用（注意這里說的 render 方法是 DispatcherServlet 的，上面時序圖里說的 render 方法是 View 的）；
DispatcherServlet.resolveViewName()?調用 ViewResolver.resolveViewName()，后者會到上下文中通過名稱把 View 的 Bean 對象獲取到；
AbstractView.render()?這里是基類的方法，把所有 Model 進行整合，放在一個 HashMap 里，然后繼續往下調用；
InternalResourceView.renderMergedOutputModel() 這里接著會往?AbstractView?調用。不過最終就是 InternalResourceView 完成了數據到頁面的輸出，以及資源的重定向處理；
AbstractView.exposeModelAsRequestAttributes()?把 ModelAndView 中的模型數據和請求數據都放到 HttpServletRequest 的屬性中去，這樣程序員就可以愉快的使用了。

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