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在我们第一次学Servlet编程,学java web的时候,还没有那么多框架。我们开发一个简单的功能要做的事情很简单,就是继承HttpServlet,根据需要重写一下doGet,doPost方法,跳转到我们定义好的jsp页面。Servlet类编写完之后在web.xml里注册这个Servlet类。

除此之外,没有其他了。我们启动web服务器,在浏览器中输入地址,就可以看到浏览器上输出我们写好的页面。为了更好的理解上面这个过程,你需要学习关于Servlet生命周期的三个阶段,就是所谓的“init-service-destroy”。

以上的知识,我觉得对于你理解SpringMVC的设计思想,已经足够了。SpringMVC当然可以称得上是一个复杂的框架,但是同时它又遵循Servlet世界里最简单的法则,那就是“init-service-destroy”。我们要分析SpringMVC的初始化流程,其实就是分析DispatcherServlet类的init()方法,让我们带着这种单纯的观点,打开DispatcherServlet的源码一窥究竟吧。

1.<init-param>配置元素读取

用Eclipse IDE打开DispatcherServlet类的源码,ctrl+T看一下。

img

DispatcherServlet类的初始化入口方法init()定义在HttpServletBean这个父类中,HttpServletBean类作为一个直接继承于HttpServlet类的类,覆写了HttpServlet类的init()方法,实现了自己的初始化行为。

@Override
public final void init() throws ServletException {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Initializing servlet '" + getServletName() + "'");
}

// Set bean properties from init parameters.
try {
PropertyValues pvs = new ServletConfigPropertyValues(getServletConfig(), this.requiredProperties);
BeanWrapper bw = PropertyAccessorFactory.forBeanPropertyAccess(this);
ResourceLoader resourceLoader = new ServletContextResourceLoader(getServletContext());
bw.registerCustomEditor(Resource.class, new ResourceEditor(resourceLoader, this.environment));
initBeanWrapper(bw);
bw.setPropertyValues(pvs, true);
}
catch (BeansException ex) {
logger.error("Failed to set bean properties on servlet '" + getServletName() + "'", ex);
throw ex;
}

// Let subclasses do whatever initialization they like.
initServletBean();

if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Servlet '" + getServletName() + "' configured successfully");
}
}

这里的initServletBean()方法在HttpServletBean类中是一个没有任何实现的空方法,它的目的就是留待子类实现自己的初始化逻辑,也就是我们常说的模板方法设计模式。SpringMVC在此生动的运用了这个模式,init()方法就是模版方法模式中的模板方法,SpringMVC真正的初始化过程,由子类FrameworkServlet中覆写的initServletBean()方法触发。

再看一下init()方法内被try,catch块包裹的代码,里面涉及到BeanWrapper,PropertyValues,ResourceEditor这些Spring内部非常底层的类。要深究具体代码实现上面的细节,需要对Spring框架源码具有相当深入的了解。我们这里先避繁就简,从代码效果和设计思想上面来分析这段try,catch块内的代码所做的事情:

  • 注册一个字符串到资源文件的编辑器,让Servlet下面的<init-param>配置元素可以使用形如“classpath:”这种方式指定SpringMVC框架bean配置文件的来源。
  • 将web.xml中在DispatcherServlet这个Servlet下面的<init-param>配置元素利用JavaBean的方式(即通过setter方法)读取到DispatcherServlet中来。

这两点,我想通过下面一个例子来说明一下。

我在web.xml中注册的DispatcherServlet配置如下:

<!-- springMVC配置开始 -->
<servlet>
<servlet-name>appServlet</servlet-name>
<servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
<init-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath:spring/spring-servlet.xml</param-value>
</init-param>
<load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>appServlet</servlet-name>
<url-pattern>/</url-pattern>
</servlet-mapping>
<!-- springMVC配置结束 -->

可以看到,我注册了一个名为contextConfigLocation的<init-param>元素,其值为“classpath:spring/spring-servlet.xml”,这也是大家常常用来指定SpringMVC配置文件路径的方法。上面那段try,catch块包裹的代码发挥的作用,一个是将“classpath:spring/spring-servlet.xml”这段字符串转换成classpath路径下的一个资源文件,供框架初始化读取配置元素。在我的工程中是在spring文件夹下面的配置文件spring-servlet.xml。

img

另外一个作用,就是将contextConfigLocation的值读取出来,然后通过setContextConfigLocation()方法设置到DispatcherServlet中,这个setContextConfigLocation()方法是在FrameworkServlet类中定义的,也就是上面继承类图中DispatcherServlet的直接父类。

我们在setContextConfigLocation()方法上面打上一个断点,启动web工程,可以看到下面的调试结果。

img

HttpServletBean类的作者是大名鼎鼎的Spring之父Rod Johnson。作为POJO编程哲学的大师,他在HttpServletBean这个类的设计中,运用了依赖注入思想完成了<init-param>配置元素的读取。他抽离出HttpServletBean这个类的目的也在于此,就是“以依赖注入的方式来读取Servlet类的<init-param>配置信息”,而且这里很明显是一种setter注入。

明白了HttpServletBean类的设计思想,我们也就知道可以如何从中获益。具体来说,我们继承HttpServletBean类(就像DispatcherServlet做的那样),在类中定义一个属性,为这个属性加上setter方法后,我们就可以在<init-param>元素中为其定义值。在类被初始化后,值就会被注入进来,我们可以直接使用它,避免了样板式的getInitParameter()方法的使用,而且还免费享有Spring中资源编辑器的功能,可以在web.xml中,通过“classpath:”直接指定类路径下的资源文件。

注意,虽然SpringMVC本身为了后面初始化上下文的方便,使用了字符串来声明和设置contextConfigLocation参数,但是将其声明为Resource类型,同样能够成功获取。鼓励读者们自己继承HttpServletBean写一个测试用的Servlet类,并设置一个参数来调试一下,这样能够帮助你更好的理解获取配置参数的过程。

2.容器上下文的建立

上一篇文章中提到过,SpringMVC使用了Spring容器来容纳自己的配置元素,拥有自己的bean容器上下文。在SpringMVC初始化的过程中,非常关键的一步就是要建立起这个容器上下文,而这个建立上下文的过程,发生在FrameworkServlet类中,由上面init()方法中的initServletBean()方法触发。

@Override
protected final void initServletBean() throws ServletException {
getServletContext().log("Initializing Spring FrameworkServlet '" + getServletName() + "'");
if (this.logger.isInfoEnabled()) {
this.logger.info("FrameworkServlet '" + getServletName() + "': initialization started");
}
long startTime = System.currentTimeMillis();

try {
this.webApplicationContext = initWebApplicationContext();
initFrameworkServlet();
}
catch (ServletException ex) {
this.logger.error("Context initialization failed", ex);
throw ex;
}
catch (RuntimeException ex) {
this.logger.error("Context initialization failed", ex);
throw ex;
}

if (this.logger.isInfoEnabled()) {
long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
this.logger.info("FrameworkServlet '" + getServletName() + "': initialization completed in " +
elapsedTime + " ms");
}
}

initFrameworkServlet()方法是一个没有任何实现的空方法,除去一些样板式的代码,那么这个initServletBean()方法所做的事情已经非常明白:

this.webApplicationContext = initWebApplicationContext();

这一句简单直白的代码,道破了FrameworkServlet这个类,在SpringMVC类体系中的设计目的,它是

用来抽离出建立

WebApplicationContext

上下文这个过程的

initWebApplicationContext()方法,封装了建立Spring容器上下文的整个过程,方法内的逻辑如下:

  1. 获取由ContextLoaderListener初始化并注册在ServletContext中的根上下文,记为rootContext
  2. 如果webApplicationContext已经不为空,表示这个Servlet类是通过编程式注册到容器中的(Servlet 3.0+中的ServletContext.addServlet() ),上下文也由编程式传入。若这个传入的上下文还没被初始化,将rootContext上下文设置为它的父上下文,然后将其初始化,否则直接使用。
  3. 通过wac变量的引用是否为null,判断第2步中是否已经完成上下文的设置(即上下文是否已经用编程式方式传入),如果wac==null成立,说明该Servlet不是由编程式注册到容器中的。此时以contextAttribute属性的值为键,在ServletContext中查找上下文,查找得到,说明上下文已经以别的方式初始化并注册在contextAttribute下,直接使用。
  4. 检查wac变量的引用是否为null,如果wac==null成立,说明2、3两步中的上下文初始化策略都没成功,此时调用createWebApplicationContext(rootContext),建立一个全新的以rootContext为父上下文的上下文,作为SpringMVC配置元素的容器上下文。大多数情况下我们所使用的上下文,就是这个新建的上下文。
  5. 以上三种初始化上下文的策略,都会回调onRefresh(ApplicationContext context)方法(回调的方式根据不同策略有不同),onRefresh方法在DispatcherServlet类中被覆写,以上面得到的上下文为依托,完成SpringMVC中默认实现类的初始化。
  6. 最后,将这个上下文发布到ServletContext中,也就是将上下文以一个和Servlet类在web.xml中注册名字有关的值为键,设置为ServletContext的一个属性。你可以通过改变publishContext的值来决定是否发布到ServletContext中,默认为true。

以上面6点跟踪FrameworkServlet类中的代码,可以比较清晰的了解到整个容器上下文的建立过程,也就能够领会到FrameworkServlet类的设计目的,它是用来建立一个和Servlet关联的Spring容器上下文,并将其注册到ServletContext中的。跳脱开SpringMVC体系,我们也能通过继承FrameworkServlet类,得到与Spring容器整合的好处,FrameworkServlet和HttpServletBean一样,是一个可以独立使用的类。整个SpringMVC设计中,处处体现开闭原则,这里显然也是其中一点。

3.初始化SpringMVC默认实现类

初始化流程在FrameworkServlet类中流转,建立了上下文后,通过onRefresh(ApplicationContext context)方法的回调,进入到DispatcherServlet类中。

@Override
protected void onRefresh(ApplicationContext context) {
initStrategies(context);
}

DispatcherServlet类覆写了父类FrameworkServlet中的onRefresh(ApplicationContext context)方法,提供了SpringMVC各种编程元素的初始化。当然这些编程元素,都是作为容器上下文中一个个bean而存在的。具体的初始化策略,在initStrategies()方法中封装。

protected void initStrategies(ApplicationContext context) {
initMultipartResolver(context);
initLocaleResolver(context);
initThemeResolver(context);
initHandlerMappings(context);
initHandlerAdapters(context);
initHandlerExceptionResolvers(context);
initRequestToViewNameTranslator(context);
initViewResolvers(context);
initFlashMapManager(context);
}

我们以其中initHandlerMappings(context)方法为例,分析一下这些SpringMVC编程元素的初始化策略,其他的方法,都是以类似的策略初始化的。

private void initHandlerMappings(ApplicationContext context) {
this.handlerMappings = null;

if (this.detectAllHandlerMappings) {
// Find all HandlerMappings in the ApplicationContext, including ancestor contexts.
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) {
// Ignore, we'll add a default HandlerMapping later.
}
}

// Ensure we have at least one HandlerMapping, by registering
// a default HandlerMapping if no other mappings are found.
if (this.handlerMappings == null) {
this.handlerMappings = getDefaultStrategies(context, HandlerMapping.class);
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("No HandlerMappings found in servlet '" + getServletName() + "': using default");
}
}
}

detectAllHandlerMappings变量默认为true,所以在初始化HandlerMapping接口默认实现类的时候,会把上下文中所有HandlerMapping类型的Bean都注册在handlerMappings这个List变量中。如果你手工将其设置为false,那么将尝试获取名为handlerMapping的Bean,新建一个只有一个元素的List,将其赋给handlerMappings。如果经过上面的过程,handlerMappings变量仍为空,那么说明你没有在上下文中提供自己HandlerMapping类型的Bean定义。此时,SpringMVC将采用默认初始化策略来初始化handlerMappings。

点进去getDefaultStrategies看一下。

@SuppressWarnings("unchecked")
protected <T> List<T> getDefaultStrategies(ApplicationContext context, Class<T> strategyInterface) {
String key = strategyInterface.getName();
String value = defaultStrategies.getProperty(key);
if (value != null) {
String[] classNames = StringUtils.commaDelimitedListToStringArray(value);
List<T> strategies = new ArrayList<T>(classNames.length);
for (String className : classNames) {
try {
Class<?> clazz = ClassUtils.forName(className, DispatcherServlet.class.getClassLoader());
Object strategy = createDefaultStrategy(context, clazz);
strategies.add((T) strategy);
}
catch (ClassNotFoundException ex) {
throw new BeanInitializationException(
"Could not find DispatcherServlet's default strategy class [" + className +
"] for interface [" + key + "]", ex);
}
catch (LinkageError err) {
throw new BeanInitializationException(
"Error loading DispatcherServlet's default strategy class [" + className +
"] for interface [" + key + "]: problem with class file or dependent class", err);
}
}
return strategies;
}
else {
return new LinkedList<T>();
}
}

它是一个范型的方法,承担所有SpringMVC编程元素的默认初始化策略。方法的内容比较直白,就是以传递类的名称为键,从defaultStrategies这个Properties变量中获取实现类,然后反射初始化。

需要说明一下的是defaultStrategies变量的初始化,它是在DispatcherServlet的静态初始化代码块中加载的。

private static final Properties defaultStrategies;

static {
// Load default strategy implementations from properties file.
// This is currently strictly internal and not meant to be customized
// by application developers.
try {
ClassPathResource resource = new ClassPathResource(DEFAULT_STRATEGIES_PATH, DispatcherServlet.class);
defaultStrategies = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
}
catch (IOException ex) {
throw new IllegalStateException("Could not load 'DispatcherServlet.properties': " + ex.getMessage());
}
}

private static final String DEFAULT_STRATEGIES_PATH = "DispatcherServlet.properties";

这个DispatcherServlet.properties里面,以键值对的方式,记录了SpringMVC默认实现类,它在spring-webmvc-3.1.3.RELEASE.jar这个jar包内,在org.springframework.web.servlet包里面。


* Default implementation classes for DispatcherServlet's strategy interfaces.
* Used as fallback when no matching beans are found in the DispatcherServlet context.
* Not meant to be customized by application developers.

org.springframework.web.servlet.LocaleResolver=org.springframework.web.servlet.i18n.AcceptHeaderLocaleResolver

org.springframework.web.servlet.ThemeResolver=org.springframework.web.servlet.theme.FixedThemeResolver

org.springframework.web.servlet.HandlerMapping=org.springframework.web.servlet.handler.BeanNameUrlHandlerMapping,\
org.springframework.web.servlet.mvc.annotation.DefaultAnnotationHandlerMapping

org.springframework.web.servlet.HandlerAdapter=org.springframework.web.servlet.mvc.HttpRequestHandlerAdapter,\
org.springframework.web.servlet.mvc.SimpleControllerHandlerAdapter,\
org.springframework.web.servlet.mvc.annotation.AnnotationMethodHandlerAdapter

org.springframework.web.servlet.HandlerExceptionResolver=org.springframework.web.servlet.mvc.annotation.AnnotationMethodHandlerExceptionResolver,\
org.springframework.web.servlet.mvc.annotation.ResponseStatusExceptionResolver,\
org.springframework.web.servlet.mvc.support.DefaultHandlerExceptionResolver

org.springframework.web.servlet.RequestToViewNameTranslator=org.springframework.web.servlet.view.DefaultRequestToViewNameTranslator

org.springframework.web.servlet.ViewResolver=org.springframework.web.servlet.view.InternalResourceViewResolver

org.springframework.web.servlet.FlashMapManager=org.springframework.web.servlet.support.SessionFlashMapManager

至此,我们分析完了initHandlerMappings(context)方法的执行过程,其他的初始化过程与这个方法非常类似。所有初始化方法执行完后,SpringMVC正式完成初始化,静静等待Web请求的到来。

4.总结

回顾整个SpringMVC的初始化流程,我们看到,通过HttpServletBean、FrameworkServlet、DispatcherServlet三个不同的类层次,SpringMVC的设计者将三种不同的职责分别抽象,运用模版方法设计模式分别固定在三个类层次中。其中HttpServletBean完成的是<init-param>配置元素的依赖注入,FrameworkServlet完成的是容器上下文的建立,DispatcherServlet完成的是SpringMVC具体编程元素的初始化策略。

666. 彩蛋

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