Spring MVC设计与实现

DispatcherServlet的初始化与请求处理流程

初始化阶段

• Servlet 生命周期触发：当 Web 容器（如 Tomcat）启动时，根据注解/配置，DispatcherServlet 的 init() 方法被调用。

• 初始化 WebApplicationContext

  • 根 WebApplicationContext：由 ContextLoaderListener 加载，包含 Service、DAO 等非 Web 层 Bean。
  • DispatcherServlet 子上下文：专属于 Servlet，包含 Controller、ViewResolver 等 Web 层 Bean，继承根上下文。

• 初始化策略组件

  • HandlerMapping：将请求映射到处理器（Controller 方法），如 RequestMappingHandlerMapping。
  • HandlerAdapter：执行处理器方法，适配不同处理器类型，如 RequestMappingHandlerAdapter。
  • HandlerExceptionResolver：处理请求过程中抛出的异常。
  • ViewResolver：解析逻辑视图名到具体视图（如 JSP、Thymeleaf）。
  • LocaleResolver：解析客户端区域信息（国际化）。
  • ThemeResolver：解析主题信息。
  • RequestToViewNameTranslator：请求到视图名的默认转换。
  • FlashMapManager：管理 Flash 属性（重定向时的临时数据存储）。
  • MultipartResolver：处理文件上传请求。

• 默认组件加载规则

  • 按类型查找：从容器中查找对应类型的 Bean（如 ViewResolver）。
  • 默认策略：若未找到，加载 DispatcherServlet.properties 中定义的默认实现类。

请求处理阶段

• 请求到达与分发：当 HTTP 请求到达时，Servlet 容器的 service() 方法触发，最终调用

• 获取处理器执行链（HandlerExecutionChain）

  • HandlerMapping的作用：根据请求 URL 匹配对应处理器（Controller方法），并收集关联拦截器（HandlerInterceptor）。
  • 匹配优先级：RequestMappingHandlerMapping（基于 @RequestMapping）优先于 BeanNameUrlHandlerMapping。

• 获取处理器适配器（HandlerAdapter）

  • 适配器模式：不同处理器（如基于注解的 @Controller、传统的 Controller 接口）需要不同的适配器执行。

  • 常用适配器：

    RequestMappingHandlerAdapter：处理 @RequestMapping 方法。

    HttpRequestHandlerAdapter：处理 HttpRequestHandler（如静态资源处理）。

    SimpleControllerHandlerAdapter：处理 Controller 接口实现类。

• 执行处理器方法

  • 参数解析与绑定：HandlerMethodArgumentResolver 解析方法参数（如 @RequestParam、@RequestBody）。
  • 返回值处理：HandlerMethodReturnValueHandler 处理返回值（如 @ResponseBody 转 JSON）。

• 视图渲染

  • ViewResolver：解析视图名（如 "home"）为 View 对象（如 InternalResourceView）。
  • View：渲染模型数据（如填充 JSP 中的 ${message}）。

• 异常处理

  • HandlerExceptionResolver：捕获处理器方法或拦截器抛出的异常，生成错误视图或状态码（如 @ExceptionHandler）。
  • 默认实现：ExceptionHandlerExceptionResolver（处理 @ExceptionHandler 方法）、ResponseStatusExceptionResolver（处理 @ResponseStatus 注解）。

• 拦截器（Interceptor）的执行顺序

  • preHandle()：请求处理前执行（如权限校验）。
  • postHandle()：处理器方法执行后，视图渲染前执行（如修改模型数据）。
  • afterCompletion()：整个请求完成后执行（如资源清理）。

HandlerMapping与HandlerAdapter的职责解析

HandlerMapping：请求与处理器的映射器

• 核心职责

  • 请求路由：根据HTTP请求的URL、请求方法（GET/POST等）、请求头等信息，找到对应的处理器（Handler）。

  • 处理器链构建：返回一个HandlerExecutionChain对象，包含目标处理器及其关联的拦截器（HandlerInterceptor）。

  • 多策略支持：支持不同类型的映射策略（如基于注解、基于XML配置、基于Bean名称等）。

• 常见实现类

  • RequestMappingHandlerMapping：处理@RequestMapping注解（包括@GetMapping、@PostMapping等衍生注解）。
  • BeanNameUrlHandlerMapping：根据Bean名称与URL匹配（如Bean名以/开头）。
  • SimpleUrlHandlerMapping： 通过XML或Java配置显式映射URL到处理器（如静态资源处理）。

• 工作流程

  • 请求匹配：遍历所有注册的HandlerMapping，调用其getHandler()方法，直到找到匹配的处理器。
  • 拦截器绑定：将匹配的处理器与配置的拦截器组合成HandlerExecutionChain。
  • 优先级控制：通过Order注解或实现Ordered接口调整多个HandlerMapping的执行顺序。

HandlerAdapter：处理器的适配执行器

• 核心职责

  • 处理器适配：将不同类型的处理器（如@Controller、HttpRequestHandler）统一适配为可执行的逻辑。

  • 方法调用：反射调用处理器方法，处理参数绑定、返回值转换等细节。

  • 异常处理：捕获处理器执行过程中的异常，转换为统一的处理流程。

• 常见实现类

  • RequestMappingHandlerAdapter：适配基于@RequestMapping的处理器方法（最常用）。
  • HttpRequestHandlerAdapter：适配HttpRequestHandler接口（如处理静态资源的ResourceHttpRequestHandler）。
  • SimpleControllerHandlerAdapter：适配实现Controller接口的传统处理器。

• 工作流程

  • 适配器选择：根据处理器类型选择对应的HandlerAdapter。
  • 参数解析：通过HandlerMethodArgumentResolver解析请求参数（如@RequestParam、@RequestBody）。
  • 方法执行：反射调用处理器方法，获取返回值。
  • 返回值处理：通过HandlerMethodReturnValueHandler处理返回值（如@ResponseBody转JSON）。

视图解析与渲染

ViewResolver（视图解析器）

• 作用：将控制器返回的 逻辑视图名（如 "home"）解析为具体的 View 对象。
• 核心方法：View resolveViewName(String viewName, Locale locale)。
• 实现类：
  • InternalResourceViewResolver：解析 JSP、HTML 等内部资源视图。
  • ThymeleafViewResolver：解析 Thymeleaf 模板。
  • ContentNegotiatingViewResolver：根据请求的媒体类型（如 Accept 头）协商视图。
  • JsonViewResolver：返回 JSON 视图（如结合 @ResponseBody）。

View（视图）

• 作用：负责将模型数据（Model）渲染为具体的响应内容（如生成 HTML、写入 JSON）。
• 核心方法：void render(Map<String, ?> model, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)。
• 实现类：
  • InternalResourceView：渲染 JSP 页面。
  • ThymeleafView：渲染 Thymeleaf 模板。
  • MappingJackson2JsonView：将模型数据转为 JSON 响应。
  • AbstractPdfView：生成 PDF 文件。

视图解析与渲染流程

• 控制器返回视图名：控制器方法返回 String 类型的视图名（如 return "home";）或 ModelAndView 对象。
• DispatcherServlet 委托 ViewResolver 解析：DispatcherServlet 遍历所有注册的 ViewResolver，调用 resolveViewName() 方法，直到找到第一个非 null 的 View 对象。
  • 优先级控制：通过 Order 注解或实现 Ordered 接口调整 ViewResolver 的执行顺序。
• View 渲染模型数据：获取 View 对象后，调用其 render() 方法，将模型数据与响应结合：
• 响应返回客户端：最终生成的 HTML、JSON 或其他内容通过 HttpServletResponse 返回客户端。

参数绑定与数据转换

参数绑定

• 作用：将外部输入（如 HTTP 请求参数、配置文件值）映射到方法参数或对象属性。
• 场景：控制器方法通过@RequestParam绑定请求参数；配置文件通过@Value注入属性值；AOP切面中拦截方法参数进行修改验证。

数据转换

• 作用：将字符串或其他类型的输入数据转换为目标类型（如 String → Date）。
• 核心组件：
  • Converter<S, T>：通用类型转换接口（如 String → Integer）。
  • Formatter<T>：面向区域（Locale）的格式化接口（如 Date ↔ String）。
  • ConversionService：统一管理所有转换器，提供类型转换服务。

Converter 与 Formatter

• Converter（类型转换器）：适用于通用的类型转换逻辑，无需考虑区域（Locale）。
• Formatter（格式化器）：需考虑区域化的格式化（如日期、货币）。
• 自动生效：Spring 在参数绑定时自动调用 ConversionService 完成转换。

异常处理机制

核心组件与职责

• HandlerExceptionResolver：解析异常并生成错误视图或响应，是异常处理的顶层接口。
• @ExceptionHandler：注解在方法上，标记该方法用于处理特定类型的异常（通常结合 @ControllerAdvice）。
• @ControllerAdvice：定义全局异常处理类，集中处理多个控制器的异常。
• DefaultHandlerExceptionResolver：Spring 默认实现，处理标准 Spring MVC 异常。
• ResponseStatusExceptionResolver：根据 @ResponseStatus 注解设置 HTTP 状态码和错误信息。
• ExceptionHandlerExceptionResolver：处理 @ExceptionHandler 注解标记的方法，最常用的异常处理器。

异常处理流程

• 查找匹配的 @ExceptionHandler：在抛出异常的控制器类中查找 @ExceptionHandler 方法；若未找到，在 @ControllerAdvice 全局类中查找。
• 遍历 HandlerExceptionResolver链：Spring 内置的解析器按以下顺序尝试处理异常：
  • ExceptionHandlerExceptionResolver：处理 @ExceptionHandler 方法。
  • ResponseStatusExceptionResolver：处理 @ResponseStatus 注解。
  • DefaultHandlerExceptionResolver：处理标准 Spring 异常。
• 生成错误响应：
  • 解析器返回 ModelAndView（如错误页面）或直接修改 HttpServletResponse（如设置状态码）。
  • 若所有解析器均无法处理异常，由 Servlet 容器（如 Tomcat）返回默认错误页（如 500 页面）。