# [十五] Spring MVC和嵌入式Tomcat
# Spring MVC
导读
Spring MVC
是Spring框架的一部分,Spring MVC
是基于 Servlet
规范来完成的一个请求响应模块,也是 spring 中比较大的一个模块,现在基本上都是零 xml 配置了,采用的是约定大于配置的方式,所以我们的 Spring MVC
也是采用这种零 xml 配置的方式。要完成这种过程,要解决两个问题 :
- 1、取代
web.xml
配置 - 2、取代
springmvc.xml
配置
# Spring MVC 加载过程
1、首先,完成了
listener
和DispatcherServlet
的创建和实例化入口类:
SpringServletContainerInitializer # onStartup
├─
onStartup Spring实现Servlet的核心入口├─
onStartup 实现WebApplicationInitializer接口中的方法│ ├─
super.onStartup ① 在父类中完成了实例化 监听 的工作 父容器│ │ └─
registerContextLoaderListener ② 创建 spring上下、监听器,把监听器添加到 servlet 上下文│ └─
registerDispatcherServlet ③ 注册实例化 DispatcherServlet 子容器│ │ ├─
createServletApplicationContext ④ 创建 springmvc的上下文,注册MvcContainer类│ │ ├─
createDispatcherServlet ⑤ 创建 DispatcherServlet│ │ └─
addServlet ⑥ 把 DispatcherServlet添加到 servlet上下文
2、父容器的启动,由
Tomcat
负责调用入口类:
StandardContext
#listenerStart
├─
listenerStart ① Tomcat启动的时候调用到的初始化方法│ ├─
contextInitialized ② Spring中调用到的初始化方法│ │ └─
initWebApplicationContext ③ 内部初始化方法,完成Spring容器的启动│ │ │ ├─
configureAndRefreshWebApplicationContext ④ 启动 Spring 容器入口│ │ │ │ └─
refresh ⑤ 启动Spring 容器 父容器启动│ │ │ └─
servletContext.setAttribute ⑥ 把上下文对象设置到 servletContext 中
3、子容器的启动,由
Servlet
负责调用 入口类:HttpServletBean
#init
├─
init ① Servlet 的核心初始化方法│ ├─
initServletBean ② 启动 DispatcherServlet 入口│ │ └─
initWebApplicationContext ③ 启动 DispatcherServlet 入口│ │ │ ├─
configureAndRefreshWebApplicationContext ④ 启动 DispatcherServlet 入口│ │ │ │ └─
refresh ⑤ 启动DispatcherServlet子 容器 子容器启动│ │ │ └─
onRefresh ⑥ DispatcherServlet初始化,模板方法│ │ │ │ └─
initStrategies ⑦ 初始化策略内容│ │ │ │ │ ├─
initMultipartResolver ⑧ 初始化文件上传处理│ │ │ │ │ ├─
initLocaleResolver ⑨ 初始化本地化Resolver│ │ │ │ │ ├─
initThemeResolver ⑩ 初始化主题Resolver│ │ │ │ │ ├─
initHandlerMappings ⑪ 初始化URL映射关系│ │ │ │ │ ├─
initHandlerAdapters ⑫ 初始化Handler接口适配器│ │ │ │ │ ├─
initHandlerExceptionResolvers ⑬ 初始化异常处理的handler│ │ │ │ │ ├─
initRequestToViewNameTranslator ⑭ 初始化请求路径转换│ │ │ │ │ ├─
initViewResolvers ⑮ 火初始化视图解析│ │ │ │ │ └─
initFlashMapManager ⑯ 初始化Flashmap管理
# 取代 web.xml 配置
# ServletContainerInitializer
概述
Servlet 3.0
引入的接口
,用于在web应用启动时动态添加Servlet
、Filter
和Listener
。Servlet 3.0 +
的容器将自动扫描类路径,就是当 Servlet 容器启动的时候会根据 SPI
规范加载META-INF/services/javax.servlet.ServletContainerInitializer
文件路径中存放的实现该接口
的所有类。
- 文件路径
- 文件内容
org.springframework.web.SpringServletContainerInitializer
# SpringServletContainerInitializer
概述
SpringServletContainerInitializer
是Spring中实现ServletContainerInitializer
接口的唯一类,也是核心类,重点掌握;
SpringServletContainerInitializer
源码
@HandlesTypes(WebApplicationInitializer.class)
public class SpringServletContainerInitializer implements ServletContainerInitializer {
@Override
public void onStartup(@Nullable Set<Class<?>> webAppInitializerClasses, ServletContext servletContext)
throws ServletException {
// 需要初始化的 WebApplicationInitializer类型的容器
List<WebApplicationInitializer> initializers = new LinkedList<>();
// 所有实现了 @HandlesTypes 注解中 WebApplicationInitializer接口类型的类
if (webAppInitializerClasses != null) {
for (Class<?> waiClass : webAppInitializerClasses) {
// Be defensive: Some servlet containers provide us with invalid classes,
// no matter what @HandlesTypes says...
// 如果 这些实现类不是接口、不是抽象类、并且是 WebApplicationInitializer的子类
if (!waiClass.isInterface() && !Modifier.isAbstract(waiClass.getModifiers()) &&
WebApplicationInitializer.class.isAssignableFrom(waiClass)) {
try {
// 通过反射示例化,并添加到初始化容器中
initializers.add((WebApplicationInitializer)
ReflectionUtils.accessibleConstructor(waiClass).newInstance());
}
catch (Throwable ex) {
throw new ServletException("Failed to instantiate WebApplicationInitializer class", ex);
}
}
}
}
if (initializers.isEmpty()) {
servletContext.log("No Spring WebApplicationInitializer types detected on classpath");
return;
}
servletContext.log(initializers.size() + " Spring WebApplicationInitializers detected on classpath");
AnnotationAwareOrderComparator.sort(initializers);
// 实例化完成后,循环调用 onStartup 方法
for (WebApplicationInitializer initializer : initializers) {
initializer.onStartup(servletContext);
}
}
}
知识点
/*
* 所在类:org.apache.catalina.util.LifecycleBase
*/
public final synchronized void start() throws LifecycleException {
this.startInternal();
}
/*
* 所在类:org.apache.catalina.core.StandardContext
*/
protected synchronized void startInternal() throws LifecycleException {
// 在转为ServletContainerInitializer类型时候,会调用到实现其接口的类
// SpringServletContainerInitializer 中的 onStartup方法
((ServletContainerInitializer)entry.getKey()).onStartup((Set)entry.getValue(), this.getServletContext());
}
SpringServletContainerInitializer
类在Tomcat启动的时候会被 servlet 容器实例化,
然后调用 onStartup
方法,并且 servlet 容器会收集实现了@HandlesTypes
注解里面的接口的类,并且做为入参传入到onStartup
方法中,我们拿到 set 容器中的类就可以反射调用接口里面的方法了,这是 servlet 规范,该规范能保证 servlet 容器在启动的时候就会完成这些操作。Spring MVC
就借助这一点完成了取代web.xml
的工作。
# WebApplicationInitializer
Tomcat启动的时候,首先会加载
SpringServletContainerInitializer
类,接着会按次序javax.annotation.Priority
调用所有实现了WebApplicationInitializer
接口类的onStartup
方法,
public interface WebApplicationInitializer {
// Tomcat 启动最终会执行其实现类中的 onStartup 方法
void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException;
}
知识点
WebApplicationInitializer
接口的几个实现类:
AbstractContextLoaderInitializer
:实现了WebApplicationInitializer
接口AbstractDispatcherServletInitializer
: 继承了AbstractContextLoaderInitializer
AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer
:继承了AbstractDispatcherServletInitializer
SpringBootServletInitializer
:实现了WebApplicationInitializer
接口
WebApplicationInitializer
目前只对war启动的项目有效,对jar启动的项目无效。
所以,
Spring MVC
工程中的AbstractDispatcherServletInitializer
类中的onStartup
方法最终就会被调用执行
进入
onStartup()
方法
类文件: org.springframework.web.servlet.support.
AbstractDispatcherServletInitializer
@Override
public void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException {
// 在父类中完成了实例化 listener 的工作
super.onStartup(servletContext);
// 注册实例化 DispatcherServlet
registerDispatcherServlet(servletContext);
}
进入
super.onStartup
方法
类文件: org.springframework.web.context.
AbstractContextLoaderInitializer
@Override
public void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException {
registerContextLoaderListener(servletContext);
}
protected void registerContextLoaderListener(ServletContext servletContext) {
//创建 spring上下文,注册了 SpringContainer
WebApplicationContext rootAppContext = createRootApplicationContext();
if (rootAppContext != null) {
/*
* TODO : 创建监听器,取代 web.xml中的这种配置:
* <listener>
* <listener-class>
* org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
* </listener-class>
* </listener>
*
* */
ContextLoaderListener listener = new ContextLoaderListener(rootAppContext);
listener.setContextInitializers(getRootApplicationContextInitializers());
// 把监听器添加到 servlet 上下文中
servletContext.addListener(listener);
}
else {
logger.debug("No ContextLoaderListener registered, as " +
"createRootApplicationContext() did not return an application context");
}
}
进入
createRootApplicationContext
方法
类文件: org.springframework.web.servlet.support.
AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer
protected WebApplicationContext createRootApplicationContext() {
// 返回AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer子类中重写
// 的getRootConfigClasses方法,该方法通常使用 @ComponentScan负责扫描加载
// 的扫描配置类(父容器),也就是扫描不包括 @Controller注解的类,钩子方法
Class<?>[] configClasses = getRootConfigClasses();
if (!ObjectUtils.isEmpty(configClasses)) {
AnnotationConfigWebApplicationContext context = new AnnotationConfigWebApplicationContext();
// 配置类不为空,则注册到上下文
context.register(configClasses);
return context;
}
else {
return null;
}
}
知识点
通过钩子方法getRootConfigClasses
获取到扫描类后,注册到了上下文对象中,然后把 spring 的上下文对象设置到了 ContextLoaderListener
监听器对象中,最后把监听器对象设置到了 servletContext
中。这里上下文对象还没有调用 refresh
方法完成 spring 的启动。
返回
onStartup
方法,
进入
registerDispatcherServlet
方法
类文件: org.springframework.web.servlet.support.
AbstractDispatcherServletInitializer
/**
* TODO : 注册实例化 DispatcherServlet,取代 Web.xml中的配置
*/
protected void registerDispatcherServlet(ServletContext servletContext) {
String servletName = getServletName();
Assert.hasLength(servletName, "getServletName() must not return null or empty");
//创建 springmvc的上下文,注册了 MvcContainer类
WebApplicationContext servletAppContext = createServletApplicationContext();
Assert.notNull(servletAppContext, "createServletApplicationContext() must not return null");
// 创建 DispatcherServlet
FrameworkServlet dispatcherServlet = createDispatcherServlet(servletAppContext);
Assert.notNull(dispatcherServlet, "createDispatcherServlet(WebApplicationContext) must not return null");
dispatcherServlet.setContextInitializers(getServletApplicationContextInitializers());
ServletRegistration.Dynamic registration = servletContext.addServlet(servletName, dispatcherServlet);
if (registration == null) {
throw new IllegalStateException("Failed to register servlet with name '" + servletName + "'. " +
"Check if there is another servlet registered under the same name.");
}
/*
* 如果该元素的值为负数或者没有设置,则容器会当Servlet被请求时再加载。
* 如果值为正整数或者0时,表示容器在应用启动时就加载并初始化这个servlet,
* 值越小,servlet的优先级越高,就越先被加载
* */
registration.setLoadOnStartup(1);
registration.addMapping(getServletMappings());
registration.setAsyncSupported(isAsyncSupported());
Filter[] filters = getServletFilters();
if (!ObjectUtils.isEmpty(filters)) {
for (Filter filter : filters) {
registerServletFilter(servletContext, filter);
}
}
customizeRegistration(registration);
}
此处的
registerDispatcherServlet
方法实则取代了web.xml中的如下配置:
<servlet>
<servlet-name>spring-dispatcher</servlet-name>
<servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
<init-param>
<!--springmvc的配置文件-->
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath:spring-dispatcher.xml</param-value>
</init-param>
<load-on-startup>0</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>spring-dispatcher</servlet-name>
<url-pattern>/</url-pattern>
</servlet-mapping>
知识点
创建上下文对象,跟上面创建监听器差不多,创建 dispatcherServlet
对象,把 servlet 对象加入到 servletContext
上下文中。把上下文对象设置到了dispatcherServlet
对象中了。这里上下文对象仍然没有调用 refresh
方法,没有启动spring 容器。
# Spring 容器的启动
Spring 容器启动的核心方法是
contextInitialized
,最终在Tomcat
的启动过程中,由Tomcat
来负责调用执行的。
进入
tomcat-embed-core-8.5.23.jart
包的listenerStart
方法
类文件: org.apache.catalina.core.
StandardContext
public boolean listenerStart() {
// ...... 省略
for(int i = 0; i < instances.length; ++i) {
if (instances[i] instanceof ServletContextListener) {
ServletContextListener listener = (ServletContextListener)instances[i];
try {
this.fireContainerEvent("beforeContextInitialized", listener);
if (this.noPluggabilityListeners.contains(listener)) {
// 此处会调到 ContextLoaderListener 类的
// contextInitialized 方法, 完成 Spring 容器的启动
listener.contextInitialized(tldEvent);
} else {
listener.contextInitialized(event);
}
this.fireContainerEvent("afterContextInitialized", listener);
} catch (Throwable var12) {
ExceptionUtils.handleThrowable(var12);
this.fireContainerEvent("afterContextInitialized", listener);
this.getLogger().error(sm.getString("standardContext.listenerStart", new Object[]{instances[i].getClass().getName()}), var12);
ok = false;
}
}
}
// ...... 省略
}
进入
contextInitialized
方法
类文件: org.springframework.web.context.
ContextLoaderListener
public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
// servlet 容器启动的时候会调用初始化方法,完成Spring容器的启动。
initWebApplicationContext(event.getServletContext());
}
进入
initWebApplicationContext
方法
类文件: org.springframework.web.context.
ContextLoader
public WebApplicationContext initWebApplicationContext(ServletContext servletContext) {
// ...... 省略
long startTime = System.currentTimeMillis();
try {
if (this.context == null) {
this.context = createWebApplicationContext(servletContext);
}
if (this.context instanceof ConfigurableWebApplicationContext) {
ConfigurableWebApplicationContext cwac = (ConfigurableWebApplicationContext) this.context;
if (!cwac.isActive()) {
if (cwac.getParent() == null) {
ApplicationContext parent = loadParentContext(servletContext);
cwac.setParent(parent);
}
// 启动 Spring 容器入口
configureAndRefreshWebApplicationContext(cwac, servletContext);
}
}
// 把上下文对象设置到 servletContext 中
servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, this.context);
// ...... 省略
}
进入
configureAndRefreshWebApplicationContext
方法
类文件: org.springframework.web.context.
ContextLoader
protected void configureAndRefreshWebApplicationContext(ConfigurableWebApplicationContext wac, ServletContext sc) {
// ...... 省略
customizeContext(sc, wac);
// 此处最终调用了 AbstractApplicationContext的 refresh 方法启动
// Spring容器, 也就是 Spring 容器启动最核心的方法,该监听器启动的Spring容器
// 将作为父容器,后面DispatchServlet启动的Spring容器是其子容器。
wac.refresh();
}
# DispatcherServlet 的启动
进入
init
方法
类文件: org.springframework.web.servlet.
HttpServletBean
public final void init() throws ServletException {
PropertyValues pvs = new ServletConfigPropertyValues(getServletConfig(), this.requiredProperties);
if (!pvs.isEmpty()) {
try {
BeanWrapper bw = PropertyAccessorFactory.forBeanPropertyAccess(this);
ResourceLoader resourceLoader = new ServletContextResourceLoader(getServletContext());
bw.registerCustomEditor(Resource.class, new ResourceEditor(resourceLoader, getEnvironment()));
initBeanWrapper(bw);
bw.setPropertyValues(pvs, true);
}
catch (BeansException ex) {
if (logger.isErrorEnabled()) {
logger.error("Failed to set bean properties on servlet '" + getServletName() + "'", ex);
}
throw ex;
}
}
// 启动 DispatcherServlet 入口
initServletBean();
}
进入
initServletBean
方法
类文件: org.springframework.web.servlet.
FrameworkServlet
@Override
protected final void initServletBean() throwss ServletException {
// 对应日志输出,说明开始 DispatcherServlet 初始化:
// INFO o.s.web.servlet.DispatcherServlet - Initializing Servlet 'dispatcher'
if (logger.isInfoEnabled()) {
logger.info("Initializing Servlet '" + getServletName() + "'");
}
long startTime = System.currentTimeMillis();
try {
// 启动 DispatcherServlet 入口
this.webApplicationContext = initWebApplicationContext();
initFrameworkServlet();
}
catch (ServletException | RuntimeException ex) {
logger.error("Context initialization failed", ex);
throw ex;
}
}
进入
initWebApplicationContext
方法类文件: org.springframework.web.servlet.
FrameworkServlet
protected WebApplicationContext initWebApplicationContext() {
// 从 servletContext 中获取父容器
WebApplicationContext rootContext =
WebApplicationContextUtils.getWebApplicationContext(getServletContext());
WebApplicationContext wac = null;
if (this.webApplicationContext != null) {
wac = this.webApplicationContext;
if (wac instanceof ConfigurableWebApplicationContext) {
ConfigurableWebApplicationContext cwac = (ConfigurableWebApplicationContext) wac;
if (!cwac.isActive()) {
if (cwac.getParent() == null) {
cwac.setParent(rootContext);
}
configureAndRefreshWebApplicationContext(cwac);
}
}
}
if (wac == null) {
wac = findWebApplicationContext();
}
if (wac == null) {
wac = createWebApplicationContext(rootContext);
}
if (!this.refreshEventReceived) {
synchronized (this.onRefreshMonitor) {
// 最终执行 onRefresh 方法完成 DispatcherServlet的启动
onRefresh(wac);
}
}
if (this.publishContext) {
String attrName = getServletContextAttributeName();
getServletContext().setAttribute(attrName, wac);
}
return wac;
}
知识点
initWebApplicationContext
方法主要就是由 listener
负责启动的容器,然后把父容器设置到了自己的上下文对象中,所以这里监听器启动的容器是父容器,dispatcherServlet
启动的容器是子容器,两者是父子关系。
到此为止,就用 servlet 规范完成了取代 web.xml 的工作,并启动了容器。
# 取代 springmvc.xml 配置
概述
我们用一个@EnableWebMvc
就可以完全取代springmvc.xml
配置,其实两者完成的工作是一样的, 都是为了创建必要组件的实例,
# @EnableWebMvc
@EnableWebMvc
的作用其实就是引入一个DelegatingWebMvcConfiguration
用于配置Spring MVC
。而通常,我们通常使用注解@EnableWebMvc
在一个实现了WebMvcConfigurer
接口的配置类上或者继承了WebMvcConfigurerAdapter
来配置Spring MVC
。
注意
从Spring 5.0开始,WebMvcConfigurer
就有了默认的方法(由Java 8基线实现),并且可以直接实现,而不需要这个WebMvcConfigurerAdapter
来适配,并且已经标注为@Deprecated(弃用)。因此官方建议直接实现WebMvcConfigurer
接口。
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
// 导入Spring MVC进行配置的一个代理类
@Import(DelegatingWebMvcConfiguration.class)
public @interface EnableWebMvc {
}
# DelegatingWebMvcConfiguration
DelegatingWebMvcConfiguration
本身使用了注解@Configuration
,所以它是一个配置类,因此它也会被作为一个单例bean注册到容器和被容器注入相应的依赖。@Autowired
说明本身又依赖了WebMvcConfigurer
实例对象,说明WebMvcConfigurer
也会被注入到Spring 容器中。
进入
DelegatingWebMvcConfiguration
方法
类文件: org.springframework.web.servlet.config.annotation.
DelegatingWebMvcConfiguration
@Configuration
public class DelegatingWebMvcConfiguration extends WebMvcConfigurationSupport {
private final WebMvcConfigurerComposite configurers = new WebMvcConfigurerComposite();
@Autowired(required = false)
public void setConfigurers(List<WebMvcConfigurer> configurers) {
if (!CollectionUtils.isEmpty(configurers)) {
this.configurers.addWebMvcConfigurers(configurers);
}
}
// ...... 省略
}
# WebMvcConfigurationSupport
- 这里会导入一个核心类
WebMvcConfigurationSupport
,在这个类里面会完成很多组件的实例化,比如 HandlerMapping,HandlerAdapter 等等。然后在实例化过程中会涉及到很多钩子方法的调用,而这些钩子方法就是我们需要去实现的,比如获取拦截器的钩子方法,获取静态资源处理的钩子方法等等。
public class WebMvcConfigurationSupport implements ApplicationContextAware, ServletContextAware {
@Bean
public RequestMappingHandlerMapping requestMappingHandlerMapping() {
// ...... 省略
}
@Bean
public RequestMappingHandlerAdapter requestMappingHandlerAdapter() {
// ...... 省略
}
@Bean
@Nullable
public HandlerMapping viewControllerHandlerMapping() {
ViewControllerRegistry registry = new ViewControllerRegistry(this.applicationContext);
addViewControllers(registry);
AbstractHandlerMapping handlerMapping = registry.buildHandlerMapping();
if (handlerMapping == null) {
return null;
}
handlerMapping.setPathMatcher(mvcPathMatcher());
handlerMapping.setUrlPathHelper(mvcUrlPathHelper());
handlerMapping.setInterceptors(getInterceptors());
handlerMapping.setCorsConfigurations(getCorsConfigurations());
return handlerMapping;
}
// 添加拦截器钩子方法
protected void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
}
// 添加静态资源钩子方法
protected void addResourceHandlers(ResourceHandlerRegistry registry) {
}
}
注意
在springboot
下自定义的WebMvcConfigurer
实现配置类上是不需要添加@EnableWebMvc
的,因为springboot
已经实例化了WebMvcConfigurationSupport
,如果添加了该注解,默认的WebMvcConfigurationSupport
配置类是不会生效的,也就是以用户定义的为主,一般建议还是不覆盖默认的好。