一、介紹
在日常的 web 開發中,熟悉 java 的同學一定知道,Spring MVC 可以說是目前最流行的框架,之所以如此的流行,原因很簡單:編程簡潔、上手簡單!
我記得剛開始入行的時候,最先接觸到的是Struts1 + Hibernate + Spring
來web系統的整體開發框架,簡單的描述一下當時的編程心情:超難用,各種配置項很多,而且不容易快速入手!
之後,新的項目換成了Struts2 + hibernate + spring
來作爲主體開發框架,Struts2
相比Struts1
編程要簡單很多,而且加強了對攔截器與IoC
的支持,而在Struts1
中,這些特性是很難做的的!
然而隨着Struts2
的使用量越來越廣,業界爆出關於Struts2
的bug
和安全漏洞卻越來越多!
黑客們可以輕易的利用安全漏洞直接繞開安全防線,獲取用的隱私數據,網名因個人信息泄露造成的經濟損失高達 915 億元!
至此很多開發者開始轉到SpringMVC
框架陣營!
今天我們要介紹的主角就是SpringMVC
框架,剛開始玩這個的時候,給我最直接的感覺就是:很容易簡單!
直接通過幾個註解就可以完成方法的暴露,比起Struts2
中繁瑣的xml
配置,SpringMVC
的使用可以說更加友好!
熟悉SpringMVC
框架的同學一定清楚下面這張圖,
這張圖就是 SpringMVC 在處理 http 請求的整個流程中所做的一些事情。
- 1、用戶發送請求至前端控制器DispatcherServlet
- 2、DispatcherServlet收到請求調用HandlerMapping處理器映射器。
- 3、處理器映射器根據請求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)一併返回給DispatcherServlet。
- 4、DispatcherServlet通過HandlerAdapter處理器適配器調用處理器
- 5、執行處理器(Controller,也叫後端控制器)。
- 6、Controller執行完成返回ModelAndView
- 7、HandlerAdapter將controller執行結果ModelAndView返回給DispatcherServlet
- 8、DispatcherServlet將ModelAndView傳給ViewReslover視圖解析器
- 9、ViewReslover解析後返回具體View
- 10、DispatcherServlet對View進行渲染視圖(即將模型數據填充至視圖中)。
- 11、DispatcherServlet響應用戶。
DispatcherServlet 主要承擔接收請求、響應結果、轉發等作用,剩下的就交給容器來處理!
基於上面的流程,我們可以編寫出一款簡化版的Spring MVC
框架,話不多說,直接擼起來!
二、程序實踐
首先上圖!
這個就是我們簡易版的Spring MVC
框架的實現流程圖!
- 1、首先創建一個
DispatcherServlet
類,在服務啓動的時候,讀取要掃描的包路徑,然後通過反射將類信息存儲到ioc
容器,同時通過@Autowired
註解,實現自動依賴注入,最後讀取@RequestMapping
註解中的方法,將映射路徑與類的關係存儲到映射容器中。 - 2、當用戶發起請求的時候,通過請求路徑到
映射容器
中找到對應的執行類,然後調用具體的方法,發起邏輯處理,最後將處理結果返回給前端用戶!
以下是具體實踐過程!
2.1、創建掃描註解
因爲Spring MVC
基本全部都是基於註解開發,因此我們事先也需要創建對應的註解,各個含義與Spring MVC
一致!
- 控制層註解
/**
* 控制層註解
* @Controller
*/
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Controller {
String value() default "";
}
- 請求路徑註解
/**
* 請求路徑註解
* @RequestMapping
*/
@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface RequestMapping {
String value() default "";
}
- 參數註解
/**
* 參數註解
* @RequestParam
*/
@Target({ElementType.PARAMETER})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface RequestParam {
String value() default "";
}
- 服務層註解
/**
* 服務層註解
* @Controller
*/
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Service {
String value() default "";
}
- 自動裝載註解
/**
* 自動裝載註解
* @Autowrited
*/
@Target({ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Autowired {
String value() default "";
}
2.2、編寫 DispatcherServlet 類
DispatcherServlet
是一個Servlet
類,主要承擔的任務是:接受前端用戶的請求,然後進行轉發,最後響應結果給前端用戶!
詳細代碼如下:
/**
* servlet跳轉層
*/
@WebServlet(name = "DispatcherServlet",urlPatterns = "/*", loadOnStartup = 1, initParams = {@WebInitParam(name="scanPackage", value="com.example.mvc")})
public class DispatcherServlet extends HttpServlet {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DispatcherServlet.class);
/**請求方法映射容器*/
private static List<RequestHandler> handlerMapping = new ArrayList<>();
/**
* 服務啓動的時候,進行初始化,流程如下:
* 1、掃描指定包下所有的類
* 2、通過反射將類實例,放入ioc容器
* 3、通過Autowired註解,實現自動依賴注入,也就是set類中的屬性
* 4、通過RequestMapping註解,獲取需要映射的所有方法,然後將類信息存放到容器中
* @param config
* @throws ServletException
*/
@Override
public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
try {
//1、掃描指定包下所有的類
String scanPackage = config.getInitParameter("scanPackage");
//1、掃描指定包下所有的類
List<String> classNames = doScan(scanPackage);
//2、初始化所有類實例,放入ioc容器,也就是map對象中
Map<String, Object> iocMap = doInstance(classNames);
//3、實現自動依賴注入
doAutowired(iocMap);
//5、初始化方法mapping
initHandleMapping(iocMap);
} catch (Exception e) {
logger.error("dispatcher-servlet類初始化失敗!",e);
throw new ServletException(e.getMessage());
}
}
/**
* @see HttpServlet#doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
*/
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {
doPost(request, response);
}
/**
* @see HttpServlet#doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
*/
protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {
//跳轉
doDispatch(request, response);
}
/**
* 掃描指定包下的類文件
* @param packageName
* @return
*/
private List<String> doScan(String packageName){
if(StringUtils.isBlank(packageName)){
throw new RuntimeException("mvc配置文件中指定掃描包名爲空!");
}
return PackageHelper.getClassName(packageName);
}
private Map<String, Object> doInstance(List<String> classNames) {
Map<String, Object> iocMap = new HashMap<>();
if(!CollectionUtils.isNotEmpty(classNames)){
throw new RuntimeException("獲取的類爲空!");
}
for (String className : classNames) {
try {
//通過反射機制構造對象
Class<?> clazz = Class.forName(className);
if(clazz.isAnnotationPresent(Controller.class)){
//將類名第一個字母小寫
String baneName = firstLowerCase(clazz.getSimpleName());
iocMap.put(baneName, clazz.newInstance());
}else if(clazz.isAnnotationPresent(Service.class)){
//服務層註解判斷
Service service = clazz.getAnnotation(Service.class);
String beanName = service.value();
//如果該註解上沒有自定義類名,則默認首字母小寫
if(StringUtils.isBlank(beanName)){
beanName = clazz.getName();
}
Object instance = clazz.newInstance();
iocMap.put(beanName, instance);
//如果注入的是接口,可以巧妙的用接口的類型作爲key
Class<?>[] interfaces = clazz.getInterfaces();
for (Class<?> clazzInterface : interfaces) {
iocMap.put(clazzInterface.getName(), instance);
}
}
} catch (Exception e) {
logger.error("初始化mvc-ioc容器失敗!",e);
throw new RuntimeException("初始化mvc-ioc容器失敗!");
}
}
return iocMap;
}
/**
* 實現自動依賴注入
* @throws Exception
*/
private void doAutowired(Map<String, Object> iocMap) {
if(!MapUtils.isNotEmpty(iocMap)){
throw new RuntimeException("初始化實現自動依賴失敗,ioc爲空!");
}
for(Map.Entry<String, Object> entry : iocMap.entrySet()){
//獲取對象下所有的屬性
Field[] fields = entry.getValue().getClass().getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
//判斷字段上有沒有@Autowried註解,有的話才注入
if(field.isAnnotationPresent(Autowired.class)){
try {
Autowired autowired = field.getAnnotation(Autowired.class);
//獲取註解上有沒有自定義值
String beanName = autowired.value().trim();
if(StringUtils.isBlank(beanName)){
beanName = field.getType().getName();
}
//如果想要訪問到私有的屬性,我們要強制授權
field.setAccessible(true);
field.set(entry.getValue(), iocMap.get(beanName));
} catch (Exception e) {
logger.error("初始化實現自動依賴注入失敗!",e);
throw new RuntimeException("初始化實現自動依賴注入失敗");
}
}
}
}
}
/**
* 初始化方法mapping
*/
private void initHandleMapping(Map<String, Object> iocMap){
if(!MapUtils.isNotEmpty(iocMap)){
throw new RuntimeException("初始化實現自動依賴失敗,ioc爲空");
}
for(Map.Entry<String, Object> entry:iocMap.entrySet()){
Class<?> clazz = entry.getValue().getClass();
//判斷是否是controller層
if(!clazz.isAnnotationPresent(Controller.class)){
continue;
}
String baseUrl = null;
//判斷類有沒有requestMapping註解
if(clazz.isAnnotationPresent(RequestMapping.class)){
RequestMapping requestMapping = clazz.getAnnotation(RequestMapping.class);
baseUrl= requestMapping.value();
}
Method[] methods = clazz.getMethods();
for (Method method : methods) {
//判斷方法上有沒有requestMapping
if(!method.isAnnotationPresent(RequestMapping.class)){
continue;
}
RequestMapping requestMethodMapping = method.getAnnotation(RequestMapping.class);
//"/+",表示將多個"/"轉換成"/"
String regex = (baseUrl + requestMethodMapping.value()).replaceAll("/+", "/");
Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
handlerMapping.add(new RequestHandler(pattern, entry.getValue(), method));
}
}
}
/**
* servlet請求跳轉
* @param request
* @param response
* @throws IOException
*/
private void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {
try {
request.setCharacterEncoding("UTF-8");
response.setHeader("Cache-Control", "no-cache");
response.setHeader("Pragma", "no-cache");
response.setDateHeader("Expires", -1);
response.setContentType("text/html");
response.setHeader("content-type", "text/html;charset=UTF-8");
response.setCharacterEncoding("UTF-8");
RequestHandler handle = getHandleMapping(request);
if(Objects.isNull(handle)){
//異常請求地址
logger.warn("異常請求地址!地址:" + request.getRequestURI());
response.getWriter().append("error request url");
return;
}
//獲取參數列表
Object[] paramValues = RequestParamHelper.buildRequestParam(handle, request, response);
Object result = handle.getMethod().invoke(handle.getController(), paramValues);
if(result != null){
PrintWriter out = response.getWriter();
out.println(result);
out.flush();
out.close();
}
} catch (Exception e) {
logger.error("接口請求失敗!",e);
PrintWriter out = response.getWriter();
out.println("請求異常,請稍後再試");
out.flush();
out.close();
}
}
/**
* 將類名第一個字母小寫
* @param clazzName
* @return
*/
private String firstLowerCase(String clazzName){
char[] chars = clazzName.toCharArray();
chars[0] += 32;
return String.valueOf(chars);
}
/**
* 獲取用戶請求方法名
* 與handlerMapping中的路徑名進行匹配
* @param request
* @return
*/
private RequestHandler getHandleMapping(HttpServletRequest request){
if(CollectionUtils.isNotEmpty(handlerMapping)){
//獲取用戶請求路徑
String url = request.getRequestURI();
String contextPath = request.getContextPath();
String serviceUrl = url.replace(contextPath, "").replaceAll("/+", "/");
for (RequestHandler handle : handlerMapping) {
//正則匹配請求方法名
Matcher matcher = handle.getPattern().matcher(serviceUrl);
if(matcher.matches()){
return handle;
}
}
}
return null;
}
}
這裏要重點介紹一下初始化階段所做的操作!
DispatcherServlet
在服務啓動階段,會調用init
方法進行服務初始化,此階段所做的事情主要有以下內容:
- 1、掃描指定包下所有的類信息,返回的結果主要是
包名 + 類名
- 2、通過反射機制,將類進行實例化,將類實例化對象存儲到
ioc
容器中,其中key
是類名(小些駝峯),value
是類對象 - 3、通過
Autowired
註解找到類對象中的屬性,通過小駝峯從ioc
容器中尋找對應的屬性值,然後進行set
操作 - 4、通過
Controller
和RequestMapping
註解尋找需要暴露的方法,並獲取對應的映射路徑,最後將映射路徑 - 5、最後,當前端用戶發起一個請求時,
DispatcherServlet
獲取到請求路徑之後,通過與RequestMapping
中的路徑進行匹配,找到對應的controller
類中的方法,然後通過invoke
完成方法調用,將調用結果返回給前端!
2.3、編寫 controller 類
當DispatcherServlet
編寫完成之後,緊接着我們需要編寫對應的controller
控制類來接受前端用戶請求,下面我們以用戶登錄爲例,程序示例如下:
- 編寫一個
LoginController
控制類,接受前端用戶調用
@Controller
@RequestMapping("/user")
public class LoginController {
@Autowired
private UserService userService;
/**
* 用戶登錄
* @param request
* @param response
* @param userName
* @param userPwd
* @return
*/
@RequestMapping("/login")
public String login(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
@RequestParam("userName") String userName,
@RequestParam("userPwd") String userPwd){
boolean result = userService.login(userName, userPwd);
if(result){
return "登錄成功!";
} else {
return "登錄失敗!";
}
}
}
- 編寫一個
UserService
服務類,用於判斷賬戶、密碼是否正確
public interface UserService {
/**
* 登錄
* @param userName
* @param userPwd
* @return
*/
boolean login(String userName, String userPwd);
}
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
@Override
public boolean login(String userName, String userPwd) {
if("zhangsan".equals(userName) && "123456".equals(userPwd)){
return true;
} else {
return false;
}
}
}
最後,將項目打包成war
,通過tomcat
啓動服務!
在瀏覽器中訪問http://localhost:8080/user/login?userName=hello&userPwd=123
,結果顯示如下:
當我們將userName
和userPwd
換成正確的數據,訪問地址如下:http://localhost:8080/user/login?userName=zhangsan&userPwd=123456
可以很清晰的看到,服務調用正常!
三、總結
本文主要以Spring MVC
框架爲背景,手寫了一個簡易版的Spring MVC
框架,雖然功能簡陋了一點,但是基本無張俱全,裏面講解了ioc
和自動依賴注入的實現過程,還有前端發起一個路徑請求,是如何映射到對應的controller
類中的方法上!
當然實際的Spring MVC
框架的跳轉流程比這個複雜很多很多,裏面包括各種攔截器、權限安全管理等等,在後面的文章,小編也會陸續進行詳細介紹!
下面是手寫的簡易版Spring MVC
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