一步步教你写一个SpringMVC框架

目录

• 一、介绍
• 二、程序实践
• 2.1、创建扫描注解
• 2.2、编写 DispatcherServlet 类
• 2.3、编写 controller 类
• 三、总结

一、介绍

在日常的 web 开发中，熟悉 java 的同学一定知道，Spring MVC 可以说是目前最流行的框架，之所以如此的流行，原因很简单：编程简洁、上手简单！

我记得刚开始入行的时候，最先接触到的是Struts1 + Hibernate + Spring来web系统的整体开发框架，简单的描述一下当时的编程心情：超难用，各种配置项很多，而且不容易快速入手！

之后，新的项目换成了Struts2 + hibernate + spring来作为主体开发框架，Struts2相比Struts1编程要简单很多，而且加强了对拦截器与IoC的支持，而在Struts1中，这些特性是很难做的的！

然而随着Struts2的使用量越来越广，业界爆出关于Struts2的bug和安全漏洞却越来越多！

黑客们可以轻易的利用安全漏洞直接绕开安全防线，获取用的隐私数据，网名因个人信息泄露造成的经济损失高达 915 亿元！

至此很多开发者开始转到SpringMVC框架阵营！

今天我们要介绍的主角就是SpringMVC框架，刚开始玩这个的时候，给我最直接的感觉就是：很容易简单！

直接通过几个注解就可以完成方法的暴露，比起Struts2中繁琐的xml配置，SpringMVC的使用可以说更加友好！

熟悉SpringMVC框架的同学一定清楚下面这张图，

这张图就是 SpringMVC 在处理 http 请求的整个流程中所做的一些事情。

• 1、用户发送请求至前端控制器DispatcherServlet
• 2、DispatcherServlet收到请求调用HandlerMapping处理器映射器。
• 3、处理器映射器根据请求url找到具体的处理器，生成处理器对象及处理器拦截器(如果有则生成)一并返回给DispatcherServlet。
• 4、DispatcherServlet通过HandlerAdapter处理器适配器调用处理器
• 5、执行处理器(Controller，也叫后端控制器)。
• 6、Controller执行完成返回ModelAndView
• 7、HandlerAdapter将controller执行结果ModelAndView返回给DispatcherServlet
• 8、DispatcherServlet将ModelAndView传给ViewReslover视图解析器
• 9、ViewReslover解析后返回具体View
• 10、DispatcherServlet对View进行渲染视图（即将模型数据填充至视图中）。
• 11、DispatcherServlet响应用户。

DispatcherServlet 主要承担接收请求、响应结果、转发等作用，剩下的就交给容器来处理！

基于上面的流程，我们可以编写出一款简化版的Spring MVC框架，话不多说，直接撸起来！

二、程序实践

首先上图！

这个就是我们简易版的Spring MVC框架的实现流程图！

1、首先创建一个DispatcherServlet类，在服务启动的时候，读取要扫描的包路径，然后通过反射将类信息存储到ioc容器，同时通过@Autowired注解，实现自动依赖注入，最后读取@RequestMapping注解中的方法，将映射路径与类的关系存储到映射容器中。

2、当用户发起请求的时候，通过请求路径到映射容器中找到对应的执行类，然后调用具体的方法，发起逻辑处理，最后将处理结果返回给前端用户！

以下是具体实践过程！

2.1、创建扫描注解

因为Spring MVC基本全部都是基于注解开发，因此我们事先也需要创建对应的注解，各个含义与Spring MVC一致！

控制层注解

/**
 * 控制层注解
 * @Controller
 */
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Controller {

    String value() default "";
}

请求路径注解

/**
 * 请求路径注解
 * @RequestMapping
 */
@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface RequestMapping {

    String value() default "";
}

参数注解

/**
 * 参数注解
 * @RequestParam
 */
@Target({ElementType.PARAMETER})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface RequestParam {

    String value() default "";
}

服务层注解

/**
 * 服务层注解
 * @Controller
 */
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Service {

    String value() default "";
}

自动装载注解

/**
 * 自动装载注解
 * @Autowrited
 */
@Target({ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Autowired {

    String value() default "";
}

2.2、编写 DispatcherServlet 类

DispatcherServlet是一个Servlet类，主要承担的任务是：接受前端用户的请求，然后进行转发，最后响应结果给前端用户！

详细代码如下：

/**
 * servlet跳转层
 */
@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);

    /**请求方法映射容器*/
    private static List<RequestHandler> handlerMapping = new ArrayList<>();

    /**
     * 服务启动的时候，进行初始化，流程如下：
     * 1、扫描指定包下所有的类
     * 2、通过反射将类实例，放入ioc容器
     * 3、通过Autowired注解，实现自动依赖注入，也就是set类中的属性
     * 4、通过RequestMapping注解，获取需要映射的所有方法，然后将类信息存放到容器中
     * @param config
     * @throws ServletException
     */
    @Override
    public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
        try {
            //1、扫描指定包下所有的类
            String scanPackage = config.getInitParameter("scanPackage");
            //1、扫描指定包下所有的类
            List<String> classNames = doScan(scanPackage);
            //2、初始化所有类实例，放入ioc容器，也就是map对象中
            Map<String, Object> iocMap = doInstance(classNames);
            //3、实现自动依赖注入
            doAutowired(iocMap);
            //5、初始化方法mapping
            initHandleMapping(iocMap);
        } catch (Exception e) {
            logger.error("dispatcher-servlet类初始化失败!",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 {
        //跳转
        doDispatch(request, response);
    }

    /**
     * 扫描指定包下的类文件
     * @param packageName
     * @return
     */
    private List<String> doScan(String packageName){
        if(StringUtils.isBlank(packageName)){
            throw new RuntimeException("mvc配置文件中指定扫描包名为空!");
        }
        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("获取的类为空!");
        }
        for (String className : classNames) {
            try {
                //通过反射机制构造对象
                Class<?> clazz = Class.forName(className);
                if(clazz.isAnnotationPresent(Controller.class)){
                    //将类名第一个字母小写
                    String baneName = firstLowerCase(clazz.getSimpleName());
                    iocMap.put(baneName, clazz.newInstance());
                }else if(clazz.isAnnotationPresent(Service.class)){
                    //服务层注解判断
                    Service service = clazz.getAnnotation(Service.class);
                    String beanName = service.value();
                    //如果该注解上没有自定义类名，则默认首字母小写
                    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类型作为key
                    Class<?>[] interfaces = clazz.getInterfaces();
                    for (Class<?> clazzInterface : interfaces) {
                        iocMap.put(clazzInterface.getName(), instance);
                    }
                }
            } catch (Exception e) {
                logger.error("初始化mvc-ioc容器失败!",e);
                throw new RuntimeException("初始化mvc-ioc容器失败!");
            }
        }
        return iocMap;
    }

    /**
     * 实现自动依赖注入
     * @throws Exception
     */
    private void doAutowired(Map<String, Object> iocMap) {
        if(!MapUtils.isNotEmpty(iocMap)){
            throw new RuntimeException("初始化实现自动依赖失败，ioc为空!");
        }
        for(Map.Entry<String, Object> entry : iocMap.entrySet()){
            //获取对象下所有的属性
            Field[] fields = entry.getValue().getClass().getDeclaredFields();
            for (Field field : fields) {
                //判断字段上有没有@Autowried注解，有的话才注入
                if(field.isAnnotationPresent(Autowired.class)){
                    try {
                        Autowired autowired = field.getAnnotation(Autowired.class);
                        //获取注解上有没有自定义值
                        String beanName = autowired.value().trim();
                        if(StringUtils.isBlank(beanName)){
                            beanName = field.getType().getName();
                        }
                        //如果想要访问到私有的属性，我们要强制授权
                        field.setAccessible(true);
                        field.set(entry.getValue(), iocMap.get(beanName));
                    } catch (Exception e) {
                        logger.error("初始化实现自动依赖注入失败!",e);
                        throw new RuntimeException("初始化实现自动依赖注入失败");
                    }
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 初始化方法mapping
     */
    private void initHandleMapping(Map<String, Object> iocMap){
        if(!MapUtils.isNotEmpty(iocMap)){
            throw new RuntimeException("初始化实现自动依赖失败，ioc为空");
        }
        for(Map.Entry<String, Object> entry:iocMap.entrySet()){
            Class<?> clazz = entry.getValue().getClass();
            //判断是否是controller层
            if(!clazz.isAnnotationPresent(Controller.class)){
                continue;
            }
            String baseUrl = null;
            //判断类有没有requestMapping注解
            if(clazz.isAnnotationPresent(RequestMapping.class)){
                RequestMapping requestMapping = clazz.getAnnotation(RequestMapping.class);
                baseUrl= requestMapping.value();
            }
            Method[] methods = clazz.getMethods();
            for (Method method : methods) {
                //判断方法上有没有requestMapping
                if(!method.isAnnotationPresent(RequestMapping.class)){
                    continue;
                }
                RequestMapping requestMethodMapping = method.getAnnotation(RequestMapping.class);
                //"/+",表示将多个"/"转换成"/"
                String regex = (baseUrl + requestMethodMapping.value()).replaceAll("/+", "/");
                Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
                handlerMapping.add(new RequestHandler(pattern, entry.getValue(), method));
            }
        }
    }

    /**
     * servlet请求跳转
     * @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)){
                //异常请求地址
                logger.warn("异常请求地址!地址:" + request.getRequestURI());
                response.getWriter().append("error request url");
                return;
            }
            //获取参数列表
            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("接口请求失败!",e);
            PrintWriter out = response.getWriter();
            out.println("请求异常,请稍后再试");
            out.flush();
            out.close();
        }
    }

    /**
     * 将类名第一个字母小写
     * @param clazzName
     * @return
     */
    private String firstLowerCase(String clazzName){
        char[] chars = clazzName.toCharArray();
        chars[0] += 32;
        return String.valueOf(chars);
    }

    /**
     * 获取用户请求方法名
     * 与handlerMapping中的路径名进行匹配
     * @param request
     * @return
     */
    private RequestHandler getHandleMapping(HttpServletRequest request){
        if(CollectionUtils.isNotEmpty(handlerMapping)){
            //获取用户请求路径
            String url = request.getRequestURI();
            String contextPath = request.getContextPath();
            String serviceUrl = url.replace(contextPath, "").replaceAll("/+", "/");
            for (RequestHandler handle : handlerMapping) {
                //正则匹配请求方法名
                Matcher matcher = handle.getPattern().matcher(serviceUrl);
                if(matcher.matches()){
                    return handle;
                }
            }
        }
        return null;
    }
}

这里要重点介绍一下初始化阶段所做的操作！

DispatcherServlet在服务启动阶段，会调用init方法进行服务初始化，此阶段所做的事情主要有以下内容：

• 1、扫描指定包下所有的类信息，返回的结果主要是包名 + 类名
• 2、通过反射机制，将类进行实例化，将类实例化对象存储到ioc容器中，其中key是类名（小些驼峰），value是类对象
• 3、通过Autowired注解找到类对象中的属性，通过小驼峰从ioc容器中寻找对应的属性值，然后进行set操作
• 4、通过Controller和RequestMapping注解寻找需要暴露的方法，并获取对应的映射路径，最后将映射路径
• 5、最后，当前端用户发起一个请求时，DispatcherServlet获取到请求路径之后，通过与RequestMapping中的路径进行匹配，找到对应的controller类中的方法，然后通过invoke完成方法调用，将调用结果返回给前端！

2.3、编写 controller 类

当DispatcherServlet编写完成之后，紧接着我们需要编写对应的controller控制类来接受前端用户请求，下面我们以用户登录为例，程序示例如下：

编写一个LoginController控制类，接受前端用户调用

@Controller
@RequestMapping("/user")
public class LoginController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    /**
     * 用户登录
     * @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 "登录成功！";
        } else {
            return "登录失败！";
        }
    }
}

编写一个UserService服务类，用于判断账户、密码是否正确

public interface UserService {

    /**
     * 登录
     * @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;
        }
    }
}

最后，将项目打包成war，通过tomcat启动服务！

在浏览器中访问http://localhost:8080/user/login?userName=hello&userPwd=123，结果显示如下：

当我们将userName和userPwd换成正确的数据，访问地址如下：http://localhost:8080/user/login?userName=zhangsan&userPwd=123456

可以很清晰的看到，服务调用正常！

三、总结

本文主要以Spring MVC框架为背景，手写了一个简易版的Spring MVC框架，虽然功能简陋了一点，但是基本无张俱全，里面讲解了ioc和自动依赖注入的实现过程，还有前端发起一个路径请求，是如何映射到对应的controller类中的方法上！

当然实际的Spring MVC框架的跳转流程比这个复杂很多很多，里面包括各种拦截器、权限安全管理等等，在后面的文章，小编也会陆续进行详细介绍！

到此这篇关于\写一个SpringMVC框架的文章就介绍到这了,更多相关写个SpringMVC框架内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！