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文章目录

9 底层原理
- 9.1 启动过程
- - 9.1.1 初始化操作调用路线
  - - 类和接口之间的关系
    - 调用路线图
  - 9.1.2 IOC容器创建
  - 9.1.3 IOC容器对象存入应用域
  - 9.1.4 请求映射初始化
  - 9.1.5 总结
- 9.2 请求处理过程
- - 9.2.1 总体阶段
  - - 流程描述
    - 核心代码
  - 9.2.2 调用前阶段
  - - 建立调用链
    - 调用拦截器`preHandle()`
    - 注入请求参数
- 9.3 `ContextLoaderListener`
- - 9.3.1 问题
  - 9.3.2 配置`ContextLoaderListener`
  - - 创建spring-persist.xml并配置
    - `ContextLoaderListener`
    - `ContextLoader`
  - 9.3.3 两个IOC之间的关系
  - 9.3.4 两个容器之间访问关系
  - 9.3.5 重复创建问题
  - - 问题
    - 解决方法1
    - 解决方法2

9 底层原理

9.1 启动过程

9.1.1 初始化操作调用路线

类和接口之间的关系

在这里插入图片描述

调用路线图

调用线路图所示是方法调用的顺序，但是实际运行的时候本质上都是调用DispatcherServlet对象的方法。包括这里涉及到的接口的方法，也不是去调用接口中的『抽象方法』。毕竟抽象方法是没法执行的。抽象方法一定是在某个实现类中有具体实现才能被调用。

而对于最终的实现类：DispatcherServlet来说，所有父类的方法最后也都是在DispatcherServlet对象中被调用的。

在这里插入图片描述

9.1.2 IOC容器创建

所在类：org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet

protected WebApplicationContext createWebApplicationContext(@Nullable ApplicationContext parent) {
  Class<?> contextClass = getContextClass();
  if (!ConfigurableWebApplicationContext.class.isAssignableFrom(contextClass)) {
    throw new ApplicationContextException(
        "Fatal initialization error in servlet with name '" + getServletName() +
        "': custom WebApplicationContext class [" + contextClass.getName() +
        "] is not of type ConfigurableWebApplicationContext");
  }
    
    // 通过反射创建 IOC 容器对象
  ConfigurableWebApplicationContext wac =
      (ConfigurableWebApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);

  wac.setEnvironment(getEnvironment());
    
    // 设置父容器
  wac.setParent(parent);
  String configLocation = getContextConfigLocation();
  if (configLocation != null) {
    wac.setConfigLocation(configLocation);
  }
  
  // 配置并且刷新：在这个过程中就会去读XML配置文件并根据配置文件创建bean、加载各种组件
  configureAndRefreshWebApplicationContext(wac);

  return wac;
}

9.1.3 IOC容器对象存入应用域

所在类：org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet

protected WebApplicationContext initWebApplicationContext() {
  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) {
        // 创建 IOC 容器
    wac = createWebApplicationContext(rootContext);
  }

  if (!this.refreshEventReceived) {
    synchronized (this.onRefreshMonitor) {
      onRefresh(wac);
    }
  }

  if (this.publishContext) {
    // 获取存入应用域时专用的属性名
    String attrName = getServletContextAttributeName();
        
        // 存入
    getServletContext().setAttribute(attrName, wac);
  }

  return wac;
}

看到这一点的意义：SpringMVC 有一个工具方法，可以从应用域获取 IOC 容器对象的引用。

工具类：org.springframework.web.context.support.WebApplicationContextUtils

工具方法：getWebApplicationContext()

@Nullable
public static WebApplicationContext getWebApplicationContext(ServletContext sc) {
  return getWebApplicationContext(sc, WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE);
}

作用：将来假如我们自己开发时，在IOC容器之外需要从IOC容器中获取bean，那么就可以通过这个工具方法获取IOC容器对象的引用。IOC容器之外的场景会有很多，比如在一个我们自己创建的Filter中。

9.1.4 请求映射初始化

FrameworkServlet.createWebApplicationContext()→configureAndRefreshWebApplicationContext()→wac.refresh()→触发刷新事件 → org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.initStrategies() → org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.initHandlerMappings()

9.1.5 总结

整个启动过程我们关心如下要点：

DispatcherServlet 本质上是一个 Servlet，所以天然的遵循 Servlet 的生命周期。所以宏观上是 Servlet 生命周期来进行调度；
DispatcherServlet 的父类是 FrameworkServlet：
- FrameworkServlet 负责框架本身相关的创建和初始化；
- DispatcherServlet 负责请求处理相关的初始化；
FrameworkServlet 创建 IOC 容器对象之后会存入应用域；
FrameworkServlet 完成初始化会调用 IOC 容器的刷新方法；
刷新方法完成触发刷新事件，在刷新事件的响应函数中，调用 DispatcherServlet 的初始化方法；
在 DispatcherServlet 的初始化方法中初始化了请求映射等；

9.2 请求处理过程

9.2.1 总体阶段

流程描述

目标handler方法执行前
- 建立调用链，确定整个执行流程
- 拦截器的preHandle()方法
- 注入请求参数
- 准备目标handler方法所需所有参数
调用目标handler方法
目标handler方法执行后
- 拦截器的postHandle()方法
- 渲染视图
- 拦截器的afterCompletion()方法

核心代码

整个请求处理过程都是doDispatch()方法在宏观上协调和调度，把握了这个方法就理解了SpringMVC总体上是如何处理请求的。

所在类：DispatcherServlet

所在方法：doDispatch()

核心方法中的核心代码：

// Actually invoke the handler.
mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());

9.2.2 调用前阶段

建立调用链

相关组件：

全类名：org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain

在这里插入图片描述

拦截器索引默认是 -1，说明开始的时候，它指向第一个拦截器前面的位置。每执行一个拦截器，就把索引向前移动一个位置。所以这个索引每次都是指向当前拦截器。所以它相当于拦截器的指针。

对应操作：

所在类：org.springframework.web.servlet.handler.AbstractHandlerMapping；

所在方法：getHandlerExecutionChain()；

关键操作：

把目标handler对象存入
把当前请求要经过的拦截器存入

在这里插入图片描述

结论：调用链是由拦截器和目标handler对象组成的。

调用拦截器`preHandle()`

所在类：org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet；

所在方法：doDispatch()：

具体调用细节：正序调用；
所在类：org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain；
所在方法：applyPreHandle()

在这里插入图片描述

从这部分代码我们也能看到，为什么拦截器中的 preHandle() 方法通过返回布尔值能够控制是否放行。

每一个拦截器的 preHandle() 方法都返回 true：applyPreHandle() 方法返回 true，被取反就不执行 if 分支，继续执行后续操作，这就是放行；
任何一个拦截器的 preHandle() 方法返回 false：applyPreHandle() 方法返回 false，被取反执行 if 分支，return，导致 doDispatch() 方法结束，不执行后续操作，就是不放行。

注入请求参数

接口：org.springframework.web.servlet.HandlerAdapter

作用：字面含义是适配器的意思，具体功能有三个

将请求参数绑定到实体类对象中
给目标 handler 方法准备所需的其他参数，例如：
- Model、ModelMap、Map……
- 原生 Servlet API：request、response、session……
- BindingResult
- @RequestParam注解标记的零散请求参数
- @PathVariable注解标记的路径变量
调用目标 handler 方法

所以 HandlerAdapter 这个适配器是将底层的 HTTP 报文、原生的 request 对象进行解析和封装，『适配』到我们定义的 handler 方法上。

通过反射给对应属性注入请求参数应该是下面的过程：

获取请求参数名称；
将请求参数名称首字母设定为大写；
在首字母大写后的名称前附加set，得到目标方法名；
通过反射调用setXxx()方法；

9.3 `ContextLoaderListener`

9.3.1 问题

目前情况：DispatcherServlet 加载 spring-mvc.xml，此时整个 Web 应用中只创建一个 IOC 容器。将来整合Mybatis、配置声明式事务，全部在 spring-mvc.xml 配置文件中配置也是可以的。可是这样会导致配置文件太长，不容易维护。

所以想到把配置文件分开：

处理浏览器请求相关：spring-mvc.xml 配置文件
声明式事务和整合Mybatis相关：spring-persist.xml 配置文件

配置文件分开之后，可以让 DispatcherServlet 加载多个配置文件。例如：

<servlet>
    <servlet-name>dispatcherServlet</servlet-name>
    <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
    <init-param>
        <param-name>contextConfigLocation</param-name>
        <param-value>classpath:spring-*.xml</param-value>
    </init-param>
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>

如果希望这两个配置文件使用不同的机制来加载：

DispatcherServlet 加载 spring-mvc.xml 配置文件：它们和处理浏览器请求相关
ContextLoaderListener 加载 spring-persist.xml 配置文件：不需要处理浏览器请求，需要配置持久化层相关功能

此时会带来一个新的问题：在一个 Web 应用中就会出现两个 IOC 容器

DispatcherServlet 创建一个 IOC 容器
ContextLoaderListener 创建一个 IOC 容器

注意：本节我们探讨的这个技术方案并不是『必须』这样做，而仅仅是『可以』这样做。

9.3.2 配置`ContextLoaderListener`

创建spring-persist.xml并配置

<!-- 通过全局初始化参数指定 Spring 配置文件的位置 -->
<context-param>
    <param-name>contextConfigLocation</param-name>
    <param-value>classpath:spring-persist.xml</param-value>
</context-param>
 
<listener>
    <!-- 指定全类名，配置监听器 -->
    <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>

`ContextLoaderListener`

方法名	执行时机	作用
contextInitialized()	Web 应用启动时执行	创建并初始化 IOC 容器
contextDestroyed()	Web 应用卸载时执行	关闭 IOC 容器

`ContextLoader`

ContextLoader 类是 ContextLoaderListener 类的父类。

9.3.3 两个IOC之间的关系

两个组件分别创建的 IOC 容器是父子关系。

父容器：ContextLoaderListener 创建的 IOC 容器；
子容器：DispatcherServlet 创建的 IOC 容器；

父子关系是如何决定的？

Tomcat 在读取 web.xml 之后，加载组件的顺序就是监听器、过滤器、Servlet。
ContextLoaderListener初始化时如果检查到有已经存在的根级别 IOC 容器，那么会抛出异常。
DispatcherServlet 创建的 IOC 容器会在初始化时先检查当前环境下是否存在已经创建好的 IOC 容器。
- 如果有：则将已存在的这个 IOC 容器设置为自己的父容器
- 如果没有：则将自己设置为 root 级别的 IOC 容器

9.3.4 两个容器之间访问关系

子容器中的 EmpController 装配父容器中的 EmpService 能够正常工作。说明子容器可以访问父容器中的bean。

分析：“子可用父，父不能用子”的根本原因是子容器中有一个属性 getParent() 可以获取到父容器这个对象的引用。

源码依据：

在 AbstractApplicationContext 类中，有 parent 属性；
在 AbstractApplicationContext 类中，有获取 parent 属性的 getParent() 方法；
子容器可以通过 getParent() 方法获取到父容器对象的引用；
进而调用父容器中类似 “getBean()” 这样的方法获取到需要的 bean 完成装配；
而父容器中并没有类似 “getChildren()“ 这样的方法，所以没法拿到子容器对象的引用；

在这里插入图片描述

9.3.5 重复创建问题

问题

浪费内存空间
两个 IOC 容器能力是不同的
- spring-mvc.xml：仅配置和处理请求相关的功能。所以不能给 service 类附加声明式事务功能。
  
  结论：基于 spring-mvc.xml 配置文件创建的 EmpService 的 bean 不带有声明式事务的功能
  
  影响：DispatcherServlet 处理浏览器请求时会调用自己创建的 EmpController，然后再调用自己创建的EmpService，而这个 EmpService 是没有事务的，所以处理请求时没有事务功能的支持。
- spring-persist.xml：配置声明式事务。所以可以给 service 类附加声明式事务功能。
  
  结论：基于 spring-persist.xml 配置文件创建的 EmpService 有声明式事务的功能
  
  影响：由于 DispatcherServlet 的 IOC 容器会优先使用自己创建的 EmpController，进而装配自己创建的EmpService，所以基于 spring-persist.xml 配置文件创建的有声明式事务的 EmpService 用不上。

解决方法1

让两个配置文件配置自动扫描的包时，各自扫描各自的组件。

SpringMVC 就扫描 XxxHandler、XXXController
Spring 扫描 XxxService 和 XxxDao

解决方法2

如果由于某种原因，必须扫描同一个包，确实存在重复创建对象的问题，可以采取下面的办法处理。

spring-mvc.xml 配置文件在整体扫描的基础上进一步配置：仅包含被 @Controller 注解标记的类。
spring-persist.xml 配置在整体扫描的基础上进一步配置：排除被 @Controller 注解标记的类。

具体spring-mvc.xml配置文件中的配置方式如下：

<!-- 两个Spring的配置文件扫描相同的包 -->
<!-- 为了解决重复创建对象的问题，需要进一步制定扫描组件时的规则 -->
<!-- 目标：『仅』包含@Controller注解标记的类 -->
<!-- use-default-filters="false"表示关闭默认规则，表示什么都不扫描，此时不会把任何组件加入IOC容器；
        再配合context:include-filter实现“『仅』包含”效果 -->
<context:component-scan base-package="com.atguigu.spring.component" use-default-filters="false">

    <!-- context:include-filter标签配置一个“扫描组件时要包含的类”的规则，追加到默认规则中 -->
    <!-- type属性：指定规则的类型，根据什么找到要包含的类，现在使用annotation表示基于注解来查找 -->
    <!-- expression属性：规则的表达式。如果type属性选择了annotation，那么expression属性配置注解的全类名 -->
    <context:include-filter type="annotation" expression="org.springframework.stereotype.Controller"/>
</context:component-scan>

具体spring-persist.xml配置文件中的配置方式如下：

<!-- 两个Spring的配置文件扫描相同的包 -->
<!-- 在默认规则的基础上排除标记了@Controller注解的类 -->
<context:component-scan base-package="com.atguigu.spring.component">

    <!-- 配置具体排除规则：把标记了@Controller注解的类排除在扫描范围之外 -->
    <context:exclude-filter type="annotation" expression="org.springframework.stereotype.Controller"/>
</context:component-scan>