SpringMVC源码剖析（四）- DispatcherServlet请求转发的实现

心已赠人 2023-10-04 14:03 50阅读 0赞

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SpringMVC完成初始化流程之后，就进入Servlet标准生命周期的第二个阶段，即“service”阶段。在“service”阶段中，每一次Http请求到来，容器都会启动一个请求线程，通过service()方法，委派到doGet()或者doPost()这些方法，完成Http请求的处理。

在初始化流程中，SpringMVC巧妙的运用依赖注入读取参数，并最终建立一个与容器上下文相关联的Spring子上下文。这个子上下文，就像Struts2中xwork容器一样，为接下来的Http处理流程中各种编程元素提供了容身之所。如果说将Spring上下文关联到Servlet容器中，是SpringMVC框架的第一个亮点，那么在请求转发流程中，SpringMVC对各种处理环节编程元素的抽象，就是另外一个独具匠心的亮点。

Struts2采取的是一种完全和Web容器隔离和解耦的事件机制。诸如Action对象、Result对象、Interceptor对象，这些都是完全脱离Servlet容器的编程元素。Struts2将数据流和事件处理完全剥离开来，从Http请求中读取数据后，下面的事件处理流程就只依赖于这些数据，而完全不知道有Web环境的存在。

反观SpringMVC，无论HandlerMapping对象、HandlerAdapter对象还是View对象，这些核心的接口所定义的方法中，HttpServletRequest和HttpServletResponse对象都是直接作为方法的参数出现的。这也就意味着，框架的设计者，直接将SpringMVC框架和容器绑定到了一起。或者说，整个**SpringMVC框架，都是依托着Servlet容器元素来设计的**。下面就来看一下，源码中是如何体现这一点的。

1.  **请求转发的入口**

就像任何一个注册在容器中的Servlet一样，DispatcherServlet也是通过自己的service()方法来接收和转发Http请求到具体的doGet()或doPost()这些方法的。以一次典型的GET请求为例，经过HttpServlet基类中service()方法的委派，请求会被转发到doGet()方法中。doGet()方法，在DispatcherServlet的父类FrameworkServlet类中被覆写。

@Override
    protected final void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
    		throws ServletException, IOException {
        
    
    	processRequest(request, response);
    }

可以看到，这里只是简单的转发到processRequest()这个方法。

protected final void processRequest(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
    		throws ServletException, IOException {
        
    
    	long startTime = System.currentTimeMillis();
    	Throwable failureCause = null;
    
    	// Expose current LocaleResolver and request as LocaleContext.
    	LocaleContext previousLocaleContext = LocaleContextHolder.getLocaleContext();
    	LocaleContextHolder.setLocaleContext(buildLocaleContext(request), this.threadContextInheritable);
    
    	// Expose current RequestAttributes to current thread.
    	RequestAttributes previousRequestAttributes = RequestContextHolder.getRequestAttributes();
    	ServletRequestAttributes requestAttributes = null;
    	if (previousRequestAttributes == null || previousRequestAttributes.getClass().equals(ServletRequestAttributes.class)) {
        
    		requestAttributes = new ServletRequestAttributes(request);
    		RequestContextHolder.setRequestAttributes(requestAttributes, this.threadContextInheritable);
    	}
    
    	if (logger.isTraceEnabled()) {
        
    		logger.trace("Bound request context to thread: " + request);
    	}
    
    	try {
        
    		doService(request, response);
    	}
    	catch (ServletException ex) {
        
    		failureCause = ex;
    		throw ex;
    	}
    	catch (IOException ex) {
        
    		failureCause = ex;
    		throw ex;
    	}
    	catch (Throwable ex) {
        
    		failureCause = ex;
    		throw new NestedServletException("Request processing failed", ex);
    	}
    
    	finally {
        
    		// Clear request attributes and reset thread-bound context.
    		LocaleContextHolder.setLocaleContext(previousLocaleContext, this.threadContextInheritable);
    		if (requestAttributes != null) {
        
    			RequestContextHolder.setRequestAttributes(previousRequestAttributes, this.threadContextInheritable);
    			requestAttributes.requestCompleted();
    		}
    		if (logger.isTraceEnabled()) {
        
    			logger.trace("Cleared thread-bound request context: " + request);
    		}
    
    		if (logger.isDebugEnabled()) {
        
    			if (failureCause != null) {
        
    				this.logger.debug("Could not complete request", failureCause);
    			}
    			else {
        
    				this.logger.debug("Successfully completed request");
    			}
    		}
    		if (this.publishEvents) {
        
    			// Whether or not we succeeded, publish an event.
    			long processingTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
    			this.webApplicationContext.publishEvent(
    					new ServletRequestHandledEvent(this,
    							request.getRequestURI(), request.getRemoteAddr(),
    							request.getMethod(), getServletConfig().getServletName(),
    							WebUtils.getSessionId(request), getUsernameForRequest(request),
    							processingTime, failureCause));
    		}
    	}
    }

代码有点长，理解的要点是以doService()方法为区隔，前一部分是将当前请求的Locale对象和属性，分别设置到LocaleContextHolder和RequestContextHolder这两个抽象类中的ThreadLocal对象中，也就是分别将这两个东西和请求线程做了绑定。在doService()处理结束后，再恢复回请求前的LocaleContextHolder和RequestContextHolder，也即解除线程绑定。每次请求处理结束后，容器上下文都发布了一个ServletRequestHandledEvent事件，你可以注册监听器来监听该事件。

可以看到，processRequest()方法只是做了一些线程安全的隔离，真正的请求处理，发生在doService()方法中。点开FrameworkServlet类中的doService()方法。

protected abstract void doService(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
    		throws Exception;

又是一个抽象方法，这也是SpringMVC类设计中的惯用伎俩：父类抽象处理流程，子类给予具体的实现。真正的实现是在DispatcherServlet类中。

让我们接着看DispatcherServlet类中实现的doService()方法。

@Override
    protected void doService(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
        
    	if (logger.isDebugEnabled()) {
        
    		String requestUri = urlPathHelper.getRequestUri(request);
    		logger.debug("DispatcherServlet with name '" + getServletName() + "' processing " + request.getMethod() +
    				" request for [" + requestUri + "]");
    	}
    
    	// Keep a snapshot of the request attributes in case of an include,
    	// to be able to restore the original attributes after the include.
    	Map<String, Object> attributesSnapshot = null;
    	if (WebUtils.isIncludeRequest(request)) {
        
    		logger.debug("Taking snapshot of request attributes before include");
    		attributesSnapshot = new HashMap<String, Object>();
    		Enumeration<?> attrNames = request.getAttributeNames();
    		while (attrNames.hasMoreElements()) {
        
    			String attrName = (String) attrNames.nextElement();
    			if (this.cleanupAfterInclude || attrName.startsWith("org.springframework.web.servlet")) {
        
    				attributesSnapshot.put(attrName, request.getAttribute(attrName));
    			}
    		}
    	}
    
    	// Make framework objects available to handlers and view objects.
    	request.setAttribute(WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, getWebApplicationContext());
    	request.setAttribute(LOCALE_RESOLVER_ATTRIBUTE, this.localeResolver);
    	request.setAttribute(THEME_RESOLVER_ATTRIBUTE, this.themeResolver);
    	request.setAttribute(THEME_SOURCE_ATTRIBUTE, getThemeSource());
    
    	FlashMap inputFlashMap = this.flashMapManager.retrieveAndUpdate(request, response);
    	if (inputFlashMap != null) {
        
    		request.setAttribute(INPUT_FLASH_MAP_ATTRIBUTE, Collections.unmodifiableMap(inputFlashMap));
    	}
    	request.setAttribute(OUTPUT_FLASH_MAP_ATTRIBUTE, new FlashMap());
    	request.setAttribute(FLASH_MAP_MANAGER_ATTRIBUTE, this.flashMapManager);
    
    	try {
        
    		doDispatch(request, response);
    	}
    	finally {
        
    		// Restore the original attribute snapshot, in case of an include.
    		if (attributesSnapshot != null) {
        
    			restoreAttributesAfterInclude(request, attributesSnapshot);
    		}
    	}
    }

几个requet.setAttribute()方法的调用，将前面在初始化流程中实例化的对象设置到http请求的属性中，供下一步处理使用，其中有容器的上下文对象、本地化解析器等SpringMVC特有的编程元素。不同于Struts2中的ValueStack，SpringMVC的数据并没有从HttpServletRequest对象中抽离出来再存进另外一个编程元素，这也跟SpringMVC的设计思想有关。因为从一开始，SpringMVC的设计者就认为，**不应该将请求处理过程和Web容器完全隔离**。

所以，你可以看到，真正发生请求转发的方法doDispatch()中，它的参数是HttpServletRequest和HttpServletResponse对象。这给我们传递的意思也很明确，**从request中能获取到一切请求的数据，从response中，我们又可以往服务器端输出任何响应，Http请求的处理，就应该围绕这两个对象来设计**。我们不妨可以将SpringMVC这种设计方案，是从Struts2的过度设计中吸取教训，而向Servlet编程的一种回归和简化。

1.  **请求转发的抽象描述**

接下来让我们看看doDispatch()这个整个请求转发流程中最核心的方法。DispatcherServlet所接收的Http请求，经过层层转发，最终都是汇总到这个方法中来进行最后的请求分发和处理。doDispatch()这个方法的内容，就是SpringMVC整个框架的精华所在。它通过高度抽象的接口，描述出了一个MVC（Model-View-Controller）设计模式的实现方案。Model、View、Controller三种层次的编程元素，在SpringMVC中都有大量的实现类，各种处理细节也是千差万别。但是，它们最后都是由，也都能由doDispatch()方法来统一描述，这就是接口和抽象的威力，万变不离其宗。

先来看一下doDispatch()方法的庐山真面目。

protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
        
    	HttpServletRequest processedRequest = request;
    	HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
    	int interceptorIndex = -1;
    
    	try {
        
    		ModelAndView mv;
    		boolean errorView = false;
    
    		try {
        
    			processedRequest = checkMultipart(request);
    
    			// Determine handler for the current request.
    			mappedHandler = getHandler(processedRequest, false);
    			if (mappedHandler == null || mappedHandler.getHandler() == null) {
        
    				noHandlerFound(processedRequest, response);
    				return;
    			}
    
    			// Determine handler adapter for the current request.
    			HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
    
    			// Process last-modified header, if supported by the handler.
    			String method = request.getMethod();
    			boolean isGet = "GET".equals(method);
    			if (isGet || "HEAD".equals(method)) {
        
    				long lastModified = ha.getLastModified(request, mappedHandler.getHandler());
    				if (logger.isDebugEnabled()) {
        
    					String requestUri = urlPathHelper.getRequestUri(request);
    					logger.debug("Last-Modified value for [" + requestUri + "] is: " + lastModified);
    				}
    				if (new ServletWebRequest(request, response).checkNotModified(lastModified) && isGet) {
        
    					return;
    				}
    			}
    
    			// Apply preHandle methods of registered interceptors.
    			HandlerInterceptor[] interceptors = mappedHandler.getInterceptors();
    			if (interceptors != null) {
        
    				for (int i = 0; i < interceptors.length; i++) {
        
    					HandlerInterceptor interceptor = interceptors[i];
    					if (!interceptor.preHandle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler())) {
        
    						triggerAfterCompletion(mappedHandler, interceptorIndex, processedRequest, response, null);
    						return;
    					}
    					interceptorIndex = i;
    				}
    			}
    
    			// Actually invoke the handler.
    			mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
    
    			// Do we need view name translation?
    			if (mv != null && !mv.hasView()) {
        
    				mv.setViewName(getDefaultViewName(request));
    			}
    
    			// Apply postHandle methods of registered interceptors.
    			if (interceptors != null) {
        
    				for (int i = interceptors.length - 1; i >= 0; i--) {
        
    					HandlerInterceptor interceptor = interceptors[i];
    					interceptor.postHandle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler(), mv);
    				}
    			}
    		}
    		catch (ModelAndViewDefiningException ex) {
        
    			logger.debug("ModelAndViewDefiningException encountered", ex);
    			mv = ex.getModelAndView();
    		}
    		catch (Exception ex) {
        
    			Object handler = (mappedHandler != null ? mappedHandler.getHandler() : null);
    			mv = processHandlerException(processedRequest, response, handler, ex);
    			errorView = (mv != null);
    		}
    
    		// Did the handler return a view to render?
    		if (mv != null && !mv.wasCleared()) {
        
    			render(mv, processedRequest, response);
    			if (errorView) {
        
    				WebUtils.clearErrorRequestAttributes(request);
    			}
    		}
    		else {
        
    			if (logger.isDebugEnabled()) {
        
    				logger.debug("Null ModelAndView returned to DispatcherServlet with name '" + getServletName() +
    						"': assuming HandlerAdapter completed request handling");
    			}
    		}
    
    		// Trigger after-completion for successful outcome.
    		triggerAfterCompletion(mappedHandler, interceptorIndex, processedRequest, response, null);
    	}
    
    	catch (Exception ex) {
        
    		// Trigger after-completion for thrown exception.
    		triggerAfterCompletion(mappedHandler, interceptorIndex, processedRequest, response, ex);
    		throw ex;
    	}
    	catch (Error err) {
        
    		ServletException ex = new NestedServletException("Handler processing failed", err);
    		// Trigger after-completion for thrown exception.
    		triggerAfterCompletion(mappedHandler, interceptorIndex, processedRequest, response, ex);
    		throw ex;
    	}
    
    	finally {
        
    		// Clean up any resources used by a multipart request.
    		if (processedRequest != request) {
        
    			cleanupMultipart(processedRequest);
    		}
    	}
    }

真是千呼万唤始出来，犹抱琵琶半遮面。我们在第一篇[《SpringMVC源码剖析（一）- 从抽象和接口说起》][SpringMVC_-]中所描述的各种编程元素，依次出现在该方法中。HandlerMapping、HandlerAdapter、View这些接口的设计，我们在第一篇中已经讲过。现在我们来重点关注一下HandlerExecutionChain这个对象。

从上面的代码中，很明显可以看出一条线索，整个方法是围绕着如何获取HandlerExecutionChain对象，执行HandlerExecutionChain对象得到相应的视图对象，再对视图进行渲染这条主线来展开的。HandlerExecutionChain对象显得异常重要。

因为Http请求要进入SpringMVC的处理体系，必须由HandlerMapping接口的实现类映射Http请求，得到一个封装后的HandlerExecutionChain对象。再由HandlerAdapter接口的实现类来处理这个HandlerExecutionChain对象所包装的处理对象，来得到最后渲染的视图对象。

视图对象是用ModelAndView对象来描述的，名字已经非常直白，就是数据和视图，其中的数据，由HttpServletRequest的属性得到，视图就是由HandlerExecutionChain封装的处理对象处理后得到。当然HandlerExecutionChain中的拦截器列表HandlerInterceptor，会在处理过程的前后依次被调用，为处理过程留下充足的扩展点。

所有的SpringMVC框架元素，都是围绕着HandlerExecutionChain这个执行链来发挥效用。我们来看看，HandlerExecutionChain类的代码。

package org.springframework.web.servlet;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Arrays;
    import java.util.List;
    
    import org.springframework.util.CollectionUtils;
    
    public class HandlerExecutionChain {
        
    
    	private final Object handler;
    
    	private HandlerInterceptor[] interceptors;
    
    	private List<HandlerInterceptor> interceptorList;
    
    	public HandlerExecutionChain(Object handler) {
        
    		this(handler, null);
    	}
    
    	public HandlerExecutionChain(Object handler, HandlerInterceptor[] interceptors) {
        
    		if (handler instanceof HandlerExecutionChain) {
        
    			HandlerExecutionChain originalChain = (HandlerExecutionChain) handler;
    			this.handler = originalChain.getHandler();
    			this.interceptorList = new ArrayList<HandlerInterceptor>();
    			CollectionUtils.mergeArrayIntoCollection(originalChain.getInterceptors(), this.interceptorList);
    			CollectionUtils.mergeArrayIntoCollection(interceptors, this.interceptorList);
    		}
    		else {
        
    			this.handler = handler;
    			this.interceptors = interceptors;
    		}
    	}
    
    	public Object getHandler() {
        
    		return this.handler;
    	}
    
    	public void addInterceptor(HandlerInterceptor interceptor) {
        
    		initInterceptorList();
    		this.interceptorList.add(interceptor);
    	}
    
    	public void addInterceptors(HandlerInterceptor[] interceptors) {
        
    		if (interceptors != null) {
        
    			initInterceptorList();
    			this.interceptorList.addAll(Arrays.asList(interceptors));
    		}
    	}
    
    	private void initInterceptorList() {
        
    		if (this.interceptorList == null) {
        
    			this.interceptorList = new ArrayList<HandlerInterceptor>();
    		}
    		if (this.interceptors != null) {
        
    			this.interceptorList.addAll(Arrays.asList(this.interceptors));
    			this.interceptors = null;
    		}
    	}
    
    	public HandlerInterceptor[] getInterceptors() {
        
    		if (this.interceptors == null && this.interceptorList != null) {
        
    			this.interceptors = this.interceptorList.toArray(new HandlerInterceptor[this.interceptorList.size()]);
    		}
    		return this.interceptors;
    	}
    
    	@Override
    	public String toString() {
        
    		if (this.handler == null) {
        
    			return "HandlerExecutionChain with no handler";
    		}
    		StringBuilder sb = new StringBuilder();
    		sb.append("HandlerExecutionChain with handler [").append(this.handler).append("]");
    		if (!CollectionUtils.isEmpty(this.interceptorList)) {
        
    			sb.append(" and ").append(this.interceptorList.size()).append(" interceptor");
    			if (this.interceptorList.size() > 1) {
        
    				sb.append("s");
    			}
    		}
    		return sb.toString();
    	}
    
    }

一个拦截器列表，一个执行对象，这个类的内容十分的简单，它蕴含的设计思想，却十分的丰富。

1、拦截器组成的列表，在执行对象被调用的前后，会依次执行。这里可以看成是一个的AOP环绕通知，拦截器可以对处理对象随心所欲的进行处理和增强。这里明显是吸收了Struts2中拦截器的设计思想。这种AOP环绕式的扩展点设计，也几乎成为所有框架必备的内容。

2、**实际的处理对象，即handler对象，是由Object对象来引用的**。

private final Object handler;

之所以要用一个java世界最基础的Object对象引用来引用这个handler对象，是因为**连特定的接口也不希望绑定在这个handler对象上**，从而使handler对象具有最大程度的选择性和灵活性。

我们常说，一个框架最高层次的抽象是接口，但是这里SpringMVC更进了一步。在最后的处理对象上面，SpringMVC没有对它做任何的限制，**只要是java世界中的对象，都可以用来作为最后的处理对象**，来生成视图。极端一点来说，你甚至可以将另外一个MVC框架集成到SpringMVC中来，也就是为什么SpringMVC官方文档中，居然还有集成其他表现层框架的内容。这一点，在所有表现层框架中，是独领风骚，冠绝群雄的。  
![在这里插入图片描述][20210521011219547.png]

1.  **结语**

SpringMVC的成功，源于它对开闭原则的运用和遵守。也正因此，才使得整个框架具有如此强大的描述和扩展能力。这也许和SpringMVC出现和兴起的时间有关，正是经历了Struts1到Struts2这些Web开发领域MVC框架的更新换代，它的设计者才能站在前人的肩膀上。知道了如何将事情做的糟糕之后，你或许才知道如何将事情做得好。

希望在这个系列里面分享的SpringMVC源码阅读经验，能帮助读者们从更高的层次来审视SpringMVC框架的设计，也希望这里所描述的一些基本设计思想，能在你更深入的了解SpringMVC的细节时，对你有帮助。哲学才是唯一的、最终的武器，在一个框架的设计上，尤其是如此。经常地体会一个框架设计者的设计思想，对你更好的使用它，是有莫大的益处的。

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