Java Web 人员经常要设计 RESTful API（如何设计好的RESTful API），通过 json 数据进行交互。那么前端传入的 json 数据如何被解析成 Java 对象作为 API入参，API 返回结果又如何将 Java 对象解析成 json 格式数据返回给前端，其实在整个数据流转过程中，HttpMessageConverter 起到了重要作用；另外在转换的过程我们可以加入哪些定制化内容？
HttpMessageConverter 介绍
org.springframework.http.converter.HttpMessageConverter 是一个策略接口，接口说明如下：
Strategy interface that specifies a converter that can convert from and to HTTP requests and responses. 简单说就是 HTTP request (请求)和response (响应)的转换器。该接口有只有5个方法，简单来说就是获取支持的 MediaType（application/json之类），接收到请求时判断是否能读（canRead），能读则读（read）；返回结果时判断是否能写（canWrite），能写则写（write）。这几个方法先有个印象即可：
boolean canRead(Class<?> clazz, MediaType mediaType);
boolean canWrite(Class<?> clazz, MediaType mediaType);
List<MediaType> getSupportedMediaTypes();
T read(Class<? extends T> clazz, HttpInputMessage inputMessage) throws IOException, HttpMessageNotReadableException;
void write(T t, MediaType contentType, HttpOutputMessage outputMessage) throws IOException, HttpMessageNotWritableException;
缺省配置
通常我们写 Demo 没有配置任何 MessageConverter，但是数据前后传递依旧好用，是因为 SpringMVC 启动时会自动配置一些HttpMessageConverter，在 WebMvcConfigurationSupport 类中添加了缺省 MessageConverter：
protected final void addDefaultHttpMessageConverters(List<HttpMessageConverter<?>> messageConverters) {
StringHttpMessageConverter stringConverter = new StringHttpMessageConverter();
stringConverter.setWriteAcceptCharset(false);
messageConverters.add(new ByteArrayHttpMessageConverter());
messageConverters.add(stringConverter);
messageConverters.add(new ResourceHttpMessageConverter());
messageConverters.add(new SourceHttpMessageConverter<Source>());
messageConverters.add(new AllEncompassingFormHttpMessageConverter());
if (romePresent) {
messageConverters.add(new AtomFeedHttpMessageConverter());
messageConverters.add(new RssChannelHttpMessageConverter());
}
if (jackson2XmlPresent) {
ObjectMapper objectMapper = Jackson2ObjectMapperBuilder.xml().applicationContext(this.applicationContext).build();
messageConverters.add(new MappingJackson2XmlHttpMessageConverter(objectMapper));
}
else if (jaxb2Present) {
messageConverters.add(new Jaxb2RootElementHttpMessageConverter());
}
if (jackson2Present) {
ObjectMapper objectMapper = Jackson2ObjectMapperBuilder.json().applicationContext(this.applicationContext).build();
messageConverters.add(new MappingJackson2HttpMessageConverter(objectMapper));
}
else if (gsonPresent) {
messageConverters.add(new GsonHttpMessageConverter());
}
}
我们看到很熟悉的 MappingJackson2HttpMessageConverter ，如果我们引入 jackson 相关包，Spring 就会为我们添加该 MessageConverter，但是我们通常在搭建框架的时候还是会手动添加配置 MappingJackson2HttpMessageConverter，为什么？ 先思考一下：
当我们配置了自己的 MessageConverter， SpringMVC 启动过程就不会调用
addDefaultHttpMessageConverters方法，且看下面代码if条件，这样做也是为了定制化我们自己的 MessageConverter
protected final List<HttpMessageConverter<?>> getMessageConverters() {
if (this.messageConverters == null) {
this.messageConverters = new ArrayList<HttpMessageConverter<?>>();
configureMessageConverters(this.messageConverters);
if (this.messageConverters.isEmpty()) {
addDefaultHttpMessageConverters(this.messageConverters);
}
extendMessageConverters(this.messageConverters);
}
return this.messageConverters;
}
类关系图
在此处仅列出 MappingJackson2HttpMessageConverter 和 StringHttpMessageConverter 两个转换器，我们发现， 前者实现了 GenericHttpMessageConverter 接口, 而后者却没有，留有这个关键印象，这是数据流转过程中关键逻辑判断
数据流转解析
数据的请求和响应都要经过 DispatcherServlet 类的 doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) 方法的处理
请求过程解析
看 doDispatch 方法中的关键代码：
// 这里的 Adapter 实际上是 RequestMappingHandlerAdapter
HandlerAdapter ha = this.getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
return;
}
// 实际处理的handler
mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
从进入handle之后我先将调用栈粘贴在此处，希望小伙伴可以按照调用栈路线动手跟踪尝试：
readWithMessageConverters:192, AbstractMessageConverterMethodArgumentResolver (org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation)
readWithMessageConverters:150, RequestResponseBodyMethodProcessor (org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation)
resolveArgument:128, RequestResponseBodyMethodProcessor (org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation)
resolveArgument:121, HandlerMethodArgumentResolverComposite (org.springframework.web.method.support)
getMethodArgumentValues:158, InvocableHandlerMethod (org.springframework.web.method.support)
invokeForRequest:128, InvocableHandlerMethod (org.springframework.web.method.support)
// 下面的调用栈重点关注，处理请求和返回值的分叉口就在这里
invokeAndHandle:97, ServletInvocableHandlerMethod (org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation)
invokeHandlerMethod:849, RequestMappingHandlerAdapter (org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation)
handleInternal:760, RequestMappingHandlerAdapter (org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation)
handle:85, AbstractHandlerMethodAdapter (org.springframework.web.servlet.mvc.method)
doDispatch:967, DispatcherServlet (org.springframework.web.servlet)
这里重点说明调用栈最顶层 readWithMessageConverters 方法中内容：
// 遍历 messageConverters
for (HttpMessageConverter<?> converter : this.messageConverters) {
Class<HttpMessageConverter<?>> converterType = (Class<HttpMessageConverter<?>>) converter.getClass();
// 上文类关系图处要重点记住的地方，主要判断 MappingJackson2HttpMessageConverter 是否是 GenericHttpMessageConverter 类型
if (converter instanceof GenericHttpMessageConverter) {
GenericHttpMessageConverter<?> genericConverter = (GenericHttpMessageConverter<?>) converter;
if (genericConverter.canRead(targetType, contextClass, contentType)) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Read [" + targetType + "] as \"" + contentType + "\" with [" + converter + "]");
}
if (inputMessage.getBody() != null) {
inputMessage = getAdvice().beforeBodyRead(inputMessage, parameter, targetType, converterType);
body = genericConverter.read(targetType, contextClass, inputMessage);
body = getAdvice().afterBodyRead(body, inputMessage, parameter, targetType, converterType);
}
else {
body = getAdvice().handleEmptyBody(null, inputMessage, parameter, targetType, converterType);
}
break;
}
}
else if (targetClass != null) {
if (converter.canRead(targetClass, contentType)) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Read [" + targetType + "] as \"" + contentType + "\" with [" + converter + "]");
}
if (inputMessage.getBody() != null) {
inputMessage = getAdvice().beforeBodyRead(inputMessage, parameter, targetType, converterType);
body = ((HttpMessageConverter<T>) converter).read(targetClass, inputMessage);
body = getAdvice().afterBodyRead(body, inputMessage, parameter, targetType, converterType);
}
else {
body = getAdvice().handleEmptyBody(null, inputMessage, parameter, targetType, converterType);
}
break;
}
}
}
然后就判断是否canRead，能读就read，最终走到下面代码处将输入的内容反序列化出来：
protected Object _readMapAndClose(JsonParser p0, JavaType valueType)
throws IOException
{
try (JsonParser p = p0) {
Object result;
JsonToken t = _initForReading(p);
if (t == JsonToken.VALUE_NULL) {
// Ask JsonDeserializer what 'null value' to use:
DeserializationContext ctxt = createDeserializationContext(p,
getDeserializationConfig());
result = _findRootDeserializer(ctxt, valueType).getNullValue(ctxt);
} else if (t == JsonToken.END_ARRAY || t == JsonToken.END_OBJECT) {
result = null;
} else {
DeserializationConfig cfg = getDeserializationConfig();
DeserializationContext ctxt = createDeserializationContext(p, cfg);
JsonDeserializer<Object> deser = _findRootDeserializer(ctxt, valueType);
if (cfg.useRootWrapping()) {
result = _unwrapAndDeserialize(p, ctxt, cfg, valueType, deser);
} else {
result = deser.deserialize(p, ctxt);
}
ctxt.checkUnresolvedObjectId();
}
// Need to consume the token too
p.clearCurrentToken();
return result;
}
}
到这里从请求中解析参数过程就到此结束了，趁热打铁来看将响应结果返回给前端的过程
返回过程解析
在上面调用栈请求和返回结果分叉口处同样处理返回的内容：
writeWithMessageConverters:224, AbstractMessageConverterMethodProcessor (org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation)
handleReturnValue:174, RequestResponseBodyMethodProcessor (org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation)
handleReturnValue:81, HandlerMethodReturnValueHandlerComposite (org.springframework.web.method.support)
// 分叉口
invokeAndHandle:113, ServletInvocableHandlerMethod (org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation)
重点关注调用栈顶层内容，是不是很熟悉的样子，完全一样的逻辑, 判断是否能写canWrite，能写则write：
for (HttpMessageConverter<?> messageConverter : this.messageConverters) {
if (messageConverter instanceof GenericHttpMessageConverter) {
if (((GenericHttpMessageConverter) messageConverter).canWrite(
declaredType, valueType, selectedMediaType)) {
outputValue = (T) getAdvice().beforeBodyWrite(outputValue, returnType, selectedMediaType,
(Class<? extends HttpMessageConverter<?>>) messageConverter.getClass(),
inputMessage, outputMessage);
if (outputValue != null) {
addContentDispositionHeader(inputMessage, outputMessage);
((GenericHttpMessageConverter) messageConverter).write(
outputValue, declaredType, selectedMediaType, outputMessage);
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Written [" + outputValue + "] as \"" + selectedMediaType +
"\" using [" + messageConverter + "]");
}
}
return;
}
}
else if (messageConverter.canWrite(valueType, selectedMediaType)) {
outputValue = (T) getAdvice().beforeBodyWrite(outputValue, returnType, selectedMediaType,
(Class<? extends HttpMessageConverter<?>>) messageConverter.getClass(),
inputMessage, outputMessage);
if (outputValue != null) {
addContentDispositionHeader(inputMessage, outputMessage);
((HttpMessageConverter) messageConverter).write(outputValue, selectedMediaType, outputMessage);
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Written [" + outputValue + "] as \"" + selectedMediaType +
"\" using [" + messageConverter + "]");
}
}
return;
}
}
我们看到有这样一行代码：
outputValue = (T) getAdvice().beforeBodyWrite(outputValue, returnType, selectedMediaType,
(Class<? extends HttpMessageConverter<?>>) messageConverter.getClass(),
inputMessage, outputMessage);
我们在设计 RESTful API 接口的时候通常会将返回的数据封装成统一格式，通常我们会实现 ResponseBodyAdvice<T> 接口来处理所有 API 的返回值，在真正 write 之前将数据进行统一的封装
@RestControllerAdvice()
public class CommonResultResponseAdvice implements ResponseBodyAdvice<Object> {
@Override
public boolean supports(MethodParameter returnType, Class<? extends HttpMessageConverter<?>> converterType) {
return true;
}
@Override
public Object beforeBodyWrite(Object body, MethodParameter returnType, MediaType selectedContentType,
Class<? extends HttpMessageConverter<?>> selectedConverterType, ServerHttpRequest request,
ServerHttpResponse response) {
if (body instanceof CommonResult) {
return body;
}
return new CommonResult<Object>(body);
}
}
整个处理流程就是这样，整个实现过程细节还需小伙伴自行追踪发现，文章开头我们说过 添加自己的 MessageConverter 能更好的满足我们的定制化，都有哪些可以定制的呢？
定制化
空值处理
请求和返回的数据有很多空值，这些值有时候并没有实际意义，我们可以过滤掉和不返回，或设置成默认值。比如通过重写 getObjectMapper 方法，将返回结果的空值不进行序列化：
converters.add(0, new MappingJackson2HttpMessageConverter(){
@Override
public ObjectMapper getObjectMapper() {
super.getObjectMapper().setSerializationInclusion(JsonInclude.Include.NON_NULL);
return super.getObjectMapper();
}
}
XSS 脚本攻击
为了保证输入的数据更安全，防止 XSS 脚本攻击，我们可以添加自定义反序列化器：
//对应无法直接返回String类型
converters.add(0, new MappingJackson2HttpMessageConverter(){
@Override
public ObjectMapper getObjectMapper() {
super.getObjectMapper().setSerializationInclusion(JsonInclude.Include.NON_NULL);
// XSS 脚本过滤
SimpleModule simpleModule = new SimpleModule();
simpleModule.addDeserializer(String.class, new StringXssDeserializer());
super.getObjectMapper().registerModule(simpleModule);
return super.getObjectMapper();
}
}
细节分析
canRead 和 canWrite 的判断逻辑是什么呢？ 请看下图：
客户端 Request Header 中设置好 Content-Type（传入的数据格式）和Accept（接收的数据格式），根据配置好的MessageConverter来判断是否 canRead 或 canWrite，然后决定 response.body 的 Content-Type 的第一要素是对应的request.headers.Accept 属性的值，又叫做 MediaType。如果服务端支持这个 Accept，那么应该按照这个 Accept 来确定返回response.body 对应的格式，同时把 response.headers.Content-Type 设置成自己支持的符合那个 Accept 的 MediaType
总结与思考
站在上帝视角看，整个流程可以按照下图进行概括，请求报文先转换成 HttpInputMessage, 然后再通过 HttpMessageConverter 将其转换成 SpringMVC 的 java 对象，反之亦然。
将各种常用 HttpMessageConverter 支持的MediaType 和 JavaType 以及对应关系总结在此处：
| 类名 | 支持的JavaType | 支持的MediaType |
|---|---|---|
| ByteArrayHttpMessageConverter | byte[] | application/octet-stream, */* |
| StringHttpMessageConverter | String | text/plain, */* |
| MappingJackson2HttpMessageConverter | Object | application/json, application/*+json |
| AllEncompassingFormHttpMessageConverter | Map<K, List<?>> | application/x-www-form-urlencoded, multipart/form-data |
| SourceHttpMessageConverter | Source | application/xml, text/xml, application/*+xml |
最后思考这样一个问题：为什么 HttpMessageConverter 在写的过程中，先判断 canWrite 后判断是否有 responseBodyAdvice 的数据封装呢？ 如果先进行 responseBodyAdvice 的数据封装后判断 canWrite 会怎样呢？
提高效率工具
依旧介绍写该文章用到的一些好的工具
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ProcessOn是一个在线作图工具的聚合平台，它可以在线画流程图、思维导图、UI原型图、UML、网络拓扑图、组织结构图等等，
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通过“设置”>“其他设置”>“序列”从图表中排除类
方便快速的定位方法和理解类的调用过程
