框架进行时——SpringMVC流程简析（一）

Sept4_桃李宿江南 2023-04-18 原文

基于 SpringWeb（5.3.23）的接口请求分析

前情提要

假定当前 Web 项目中有如下实体类和接口：

package com.example.entity;

public class WebUser {
  private String name;
  private Integer age;
  private LocalDate birthday;
  private Boolean gender;
  
  // getter、setter、toString ...
}

package com.example.controller;

@RestController @RequestMapping("/test")
public class WebController {

  @RequestMapping("/1")
  public String test1(HttpServletRequest request, @RequestParam Map<String, Object> params, WebUser webUser) {
    System.out.println("request.getClass() = " + request.getClass());
    System.out.println("params = " + params);
    System.out.println("webUser = " + webUser);
    return UUID.randomUUID().toString();
  }
}

使用 Postman 发送请求测试，结果符合预期：

下面就一些关键点进行探究分析。

由谁来处理本次请求？——请求处理器

SpringMVC 中定义了多种“处理器映射”HandlerMapping，用来根据特定的请求返回对应的处理器（handler）。处理器映射的接口声明如下：

package org.springframework.web.servlet;

public interface HandlerMapping {
  
  // 根据具体的请求返回一个处理器执行器链
  HandlerExecutionChain getHandler(HttpServletRequest request) throws Exception;
}

处理器执行器链HandlerExecutionChain由处理器和围绕该处理器的所有处理器拦截器HandlerInterceptor组成，是对处理器的一层封装（下文中“处理器”一词也代指“处理器执行器链”，如无特殊说明不再区分）。

SpringMVC 中默认的处理器映射有以下5个：

0 = {RequestMappingHandlerMapping@7031} （order=0）
1 = {BeanNameUrlHandlerMapping@7032} （order=2）
2 = {RouterFunctionMapping@7033} （order=3）
3 = {SimpleUrlHandlerMapping@7034} （order=2147483646）
4 = {WelcomePageHandlerMapping@7035} （order=2147483647）

当 DispatcherServlet 被初始化时，如果处理器映射有多个，DispatcherServlet 会调用

// We keep HandlerMappings in sorted order.
AnnotationAwareOrderComparator.sort(this.handlerMappings);

对它们进行排序。其中的排序规则如下：

实现了PriorityOrdered接口的优先。
实现了Ordered接口的优先，然后按照 getOrder() 的值从小到大排序。
如以上条件均不满足，则排到最后。

// 摘自 org.springframework.core.OrderComparator
private int compare(Object o1, Object o2) {
  boolean p1 = o1 instanceof PriorityOrdered;
  boolean p2 = o2 instanceof PriorityOrdered;
  if (p1 && !p2) {
    return -1;
  } else if (p2 && !p1) {
    return 1;
  } else {
    int i1 = this.getOrder(o1);
    int i2 = this.getOrder(o2);
    return Integer.compare(i1, i2);
  }
}

private int getOrder(Object obj) {
  if (obj != null && obj instanceof Ordered) {
    return ((Ordered)obj).getOrder();
  }
  return Ordered.LOWEST_PRECEDENCE;
}

由此可见，一个处理器映射可以通过实现Ordered接口后重写 getOrder() 方法以指定自身的次序。
此外，AbstractHandlerMapping类中定义了一个order属性，继承了该抽象类的子类也可调用 setOrder 方法间接地指定自身的次序。

处理器需要由处理器适配器HandlerAdapter来执行。处理器适配器的接口声明如下：

package org.springframework.web.servlet;

public interface HandlerAdapter {
  // 判断是否支持给定的处理器
  boolean supports(Object handler);

  // 使用给定的处理器对本次请求进行处理
  ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception;
}

SpringMVC 中默认的处理器适配器有如下4个（同处理器映射一样，它们也会被排序）：

0 = {RequestMappingHandlerAdapter@6792}
1 = {HandlerFunctionAdapter@6793}
2 = {HttpRequestHandlerAdapter@6794}
3 = {SimpleControllerHandlerAdapter@6795}

常用的适配器就是第一个RequestMappingHandlerAdapter，它的支持规则很简单——处理器是HandlerMethod类型的即可。而RequestMappingHandlerMapping返回的处理器正是这一类型。

注意到 org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet#doDispatch 方法中有如下代码片段：

// Determine handler for the current request.
HandlerExecutionChain mappedHandler = getHandler(processedRequest);

// Determine handler adapter for the current request.
HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());

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

即分三步：获取处理器、获取适配器、使用适配器执行处理器。

获取处理器，就是按照次序遍历所有的处理器映射，找到第一个非空的处理器执：

protected HandlerExecutionChain getHandler(HttpServletRequest request) throws Exception {
  if (this.handlerMappings == null) {
    return null;
  }
  for (HandlerMapping mapping : this.handlerMappings) {
    HandlerExecutionChain handler = mapping.getHandler(request);
    if (handler != null) {
      return handler;
    }
  }
  return null;
}

获取适配器的，就是遍历所有的适配器，找到第一个支持当前处理器的适配器：

protected HandlerAdapter getHandlerAdapter(Object handler) throws ServletException {
  if (this.handlerAdapters != null) {
    for (HandlerAdapter adapter : this.handlerAdapters) {
      if (adapter.supports(handler)) {
        return adapter;
      }
    }
  }
  throw new ServletException("No adapter for handler [" + handler + "]: The DispatcherServlet configuration needs to include a HandlerAdapter that supports this handler");
}

谁来为接口的请求参数赋值？——参数解析器

在案例中，接口可直接使用定义的三个参数 request、params 和 webUser，但并没有显示地为它们赋值——这是由 SpringMVC 的参数解析器自动完成的。

SpringMVC 中定义了多种参数解析器HandlerMethodArgumentResolver，特定的解析器支持在特定的条件下为参数赋值。参数解析器的接口声明如下：

package org.springframework.web.method.support;

public interface HandlerMethodArgumentResolver {
  // 是否支持这样的参数，即当参数满足什么样的条件时可以为其赋值
  boolean supportsParameter(MethodParameter parameter);
  
  // 如何为参数赋值
  Object resolveArgument(MethodParameter parameter, ModelAndViewContainer mavContainer, NativeWebRequest webRequest, WebDataBinderFactory binderFactory) throws Exception;
}

参数解析器有一个重要的组合器实现HandlerMethodArgumentResolverComposite，用于管理其他的参数解析器，其核心代码如下：

package org.springframework.web.method.support;

public class HandlerMethodArgumentResolverComposite implements HandlerMethodArgumentResolver { 
  // 管理所有的参数解析器
  private final List<HandlerMethodArgumentResolver> argumentResolvers = new ArrayList<>();
  // 缓存后不必每次都遍历所有
  private final Map<MethodParameter, HandlerMethodArgumentResolver> argumentResolverCache = new ConcurrentHashMap<>(256);
  
  // 检查所管理的参数解析器，看其中是否有支持的
  @Override
  public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
    return getArgumentResolver(parameter) != null;
  }

  // 用第一个支持此参数的解析器来处理
  @Override @Nullable
  public Object resolveArgument(MethodParameter parameter, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer, NativeWebRequest webRequest, @Nullable WebDataBinderFactory binderFactory) throws Exception {
    HandlerMethodArgumentResolver resolver = getArgumentResolver(parameter);
    if (resolver == null) {
      throw new IllegalArgumentException("Unsupported parameter type [" + parameter.getParameterType().getName() + "]. supportsParameter should be called first.");
    }
    return resolver.resolveArgument(parameter, mavContainer, webRequest, binderFactory);
  }

  // 遍历所有已注册的参数解析器，找到第一个支持这种参数的。如果未找到则返回 null
  @Nullable
  private HandlerMethodArgumentResolver getArgumentResolver(MethodParameter parameter) {
    HandlerMethodArgumentResolver result = this.argumentResolverCache.get(parameter);
    if (result != null) {
      return result;
    }
    for (HandlerMethodArgumentResolver resolver : this.argumentResolvers) {
      if (resolver.supportsParameter(parameter)) {
        this.argumentResolverCache.put(parameter, resolver);
        return resolver;
      }
    }
    // 通常来说不可能走到这里，因为最后一个解析器 ServletModelAttributeMethodProcessor 是几乎“万能”的
  }
}

默认的参数解析器（此处的 this.argumentResolvers）有27个，它们各自对 supportsParameter 方法的实现如下（按顺序排列）：

0 = {RequestParamMethodArgumentResolver@6892}

/*
 * 满足以下三类条件中的任意一类：
 *   1. 参数标有 @RequestParam 注解、且类型不是 Map 或其子类
 *   2. 参数标有 @RequestParam 注解、且类型是 Map 或其子类、且 @RequestParam 注解的"name"或"value"属性不为空
 *   3. 参数类型是 MultipartFile 或 Part（包括它们的数组或集合）、且没有标 @RequestPart 注解
 */
public boolean supportsParameter0(MethodParameter parameter) {
  if (parameter.hasParameterAnnotation(RequestParam.class)) {
    if (Map.class.isAssignableFrom(parameter.nestedIfOptional().getNestedParameterType())) {
      RequestParam requestParam = parameter.getParameterAnnotation(RequestParam.class);
      return (requestParam != null && StringUtils.hasText(requestParam.name()));
    } else {
      return true;
    }
  } else {
    if (parameter.hasParameterAnnotation(RequestPart.class)) {
      return false;
    }
    parameter = parameter.nestedIfOptional();
    return MultipartResolutionDelegate.isMultipartArgument(parameter);
  }
}

1 = {RequestParamMapMethodArgumentResolver@6893}

/*
 * 同时满足以下三个条件：
 *   1. 参数类型是 Map 或其子类
 *   2. 参数标有 @RequestParam 注解
 *   3. @RequestParam 注解未设置"name"或"value"属性
 */
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  RequestParam requestParam = parameter.getParameterAnnotation(RequestParam.class);
  return requestParam != null && Map.class.isAssignableFrom(parameter.getParameterType()) && !StringUtils.hasText(requestParam.name());
}

2 = {PathVariableMethodArgumentResolver@6894}

/*
 * 满足以下两类条件中的任意一类：
 *   1. 参数标有 @PathVariable 注解、且类型不是 Map 或其子类
 *   2. 参数标有 @PathVariable 注解、且类型是 Map 或其子类、且 @PathVariable 注解的"name"或"value"属性不为空
 */
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  if (!parameter.hasParameterAnnotation(PathVariable.class)) {
    return false;
  }
  if (Map.class.isAssignableFrom(parameter.nestedIfOptional().getNestedParameterType())) {
    PathVariable pathVariable = parameter.getParameterAnnotation(PathVariable.class);
    return (pathVariable != null && StringUtils.hasText(pathVariable.value()));
  }
  return true;
}

3 = {PathVariableMapMethodArgumentResolver@6895}

/*
 * 同时满足以下三个条件：
 *   1. 参数类型是 Map 或其子类
 *   2. 参数标有 @PathVariable 注解
 *   3. @PathVariable 注解未设置"name"或"value"属性
 */
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  PathVariable pathVariable = parameter.getParameterAnnotation(PathVariable.class);
  return (pathVariable != null && Map.class.isAssignableFrom(parameter.getParameterType()) && !StringUtils.hasText(pathVariable.value()));
}

4 = {MatrixVariableMethodArgumentResolver@6896}

/*
 * 满足以下两类条件中的任意一类：
 *   1. 参数标有 @MatrixVariable 注解、且类型不是 Map 或其子类
 *   2. 参数标有 @MatrixVariable 注解、且类型是 Map 或其子类、且 @MatrixVariable 注解的"name"或"value"属性不为空
 */
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  if (!parameter.hasParameterAnnotation(MatrixVariable.class)) {
    return false;
  }
  if (Map.class.isAssignableFrom(parameter.nestedIfOptional().getNestedParameterType())) {
    MatrixVariable matrixVariable = parameter.getParameterAnnotation(MatrixVariable.class);
    return (matrixVariable != null && StringUtils.hasText(matrixVariable.name()));
  }
  return true;
}

5 = {MatrixVariableMapMethodArgumentResolver@6897}

/*
 * 同时满足以下三个条件：
 *   1. 参数类型是 Map 或其子类
 *   2. 参数标有 @MatrixVariable 注解
 *   3. @MatrixVariable 注解未设置"name"或"value"属性
 */
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  MatrixVariable matrixVariable = parameter.getParameterAnnotation(MatrixVariable.class);
  return (matrixVariable != null && Map.class.isAssignableFrom(parameter.getParameterType()) && !StringUtils.hasText(matrixVariable.name()));
}

6 = {ServletModelAttributeMethodProcessor@6898}
ModelAttributeMethodProcessor

// 参数标有 @ModelAttribute 注解
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return parameter.hasParameterAnnotation(ModelAttribute.class);
}

7 = {RequestResponseBodyMethodProcessor@6899}

// 参数标有 @RequestBody 注解
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return parameter.hasParameterAnnotation(RequestBody.class);
}

8 = {RequestPartMethodArgumentResolver@6900}

/*
 * 满足以下两类条件中的任意一类：
 *   1. 参数标有 @RequestPart 注解
 *   2. 参数类型是 MultipartFile 或 Part（包括它们的数组或集合）、且没有标 @RequestParam 注解
 */
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  if (parameter.hasParameterAnnotation(RequestPart.class)) {
    return true;
  }
  if (parameter.hasParameterAnnotation(RequestParam.class)) {
    return false;
  }
  return MultipartResolutionDelegate.isMultipartArgument(parameter.nestedIfOptional());
}

9 = {RequestHeaderMethodArgumentResolver@6901}

/*
 * 同时满足以下两个条件：
 *   1. 参数标有 @RequestHeader 注解
 *   2. 参数类型不是 Map 或其子类
 */
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return (parameter.hasParameterAnnotation(RequestHeader.class) && !Map.class.isAssignableFrom(parameter.nestedIfOptional().getNestedParameterType()));
}

10 = {RequestHeaderMapMethodArgumentResolver@6902}

/*
 * 同时满足以下两个条件：
 *   1. 参数标有 @RequestHeader 注解
 *   2. 参数类型是 Map 或其子类
 */
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return (parameter.hasParameterAnnotation(RequestHeader.class) && Map.class.isAssignableFrom(parameter.getParameterType()));
}

11 = {ServletCookieValueMethodArgumentResolver@6903}
AbstractCookieValueMethodArgumentResolver

// 参数标有 @CookieValue 注解
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return parameter.hasParameterAnnotation(CookieValue.class);
}

12 = {ExpressionValueMethodArgumentResolver@6904}

// 参数标有 @Value 注解
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return parameter.hasParameterAnnotation(Value.class);
}

13 = {SessionAttributeMethodArgumentResolver@6905}

// 参数标有 @SessionAttribute 注解
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return parameter.hasParameterAnnotation(SessionAttribute.class);
}

14 = {RequestAttributeMethodArgumentResolver@6906}

// 参数标有 @RequestAttribute 注解
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return parameter.hasParameterAnnotation(RequestAttribute.class);
}

15 = {ServletRequestMethodArgumentResolver@6907}

/*
 * 满足以下三类条件中的任意一类：
 *   1. 参数类型 Principal 或其子类，且没有标任何注解
 *   2. 参数类型是 WebRequest、ServletRequest、MultipartRequest、HttpSession、PushBuilder、InputStream 或 Reader 或它们的子类
 *   2. 参数类型是 HttpMethod、Locale、TimeZone 或 ZoneId
 */
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  Class<?> paramType = parameter.getParameterType();
  return (Principal.class.isAssignableFrom(paramType) && !parameter.hasParameterAnnotations())
      || (WebRequest||ServletRequest||MultipartRequest||HttpSession||PushBuilder||InputStream||Reader).class.isAssignableFrom(paramType)
      || (HttpMethod||Locale||TimeZone||ZoneId).class == paramType;
}

16 = {ServletResponseMethodArgumentResolver@6908}

// 参数类型是 ServletResponse、OutputStream 或 Writer 或它们的子类
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return (ServletResponse || OutputStream || Writer).class.isAssignableFrom(parameter.getParameterType());
}

17 = {HttpEntityMethodProcessor@6909}

// 参数类型是 HttpEntity 或 RequestEntity
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  Class<?> parameterType = parameter.getParameterType();
  return (parameterType == HttpEntity.class)  || (parameterType == RequestEntity.class);
}

18 = {RedirectAttributesMethodArgumentResolver@6910}

// 参数类型是 RedirectAttributes 或其子类
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return RedirectAttributes.class.isAssignableFrom(parameter.getParameterType());
}

19 = {ModelMethodProcessor@6911}

// 参数类型是 Model 或其子类
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return Model.class.isAssignableFrom(parameter.getParameterType());
}

20 = {MapMethodProcessor@6912}

/*
 * 同时满足以下两个条件：
 *   1. 参数类型是 Map 或其子类
 *   2. 参数没有标任何注解
 */
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return (Map.class.isAssignableFrom(parameter.getParameterType()) && parameter.getParameterAnnotations().length == 0);
}

21 = {ErrorsMethodArgumentResolver@6913}

// 参数类型是 Errors 或其子类
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return Errors.class.isAssignableFrom(parameter.getParameterType());
}

22 = {SessionStatusMethodArgumentResolver@6914}

// 参数类型是 SessionStatus 或其子类
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return parameter.getParameterType() == SessionStatus.class;
}

23 = {UriComponentsBuilderMethodArgumentResolver@6915}

// 参数类型是 UriComponentsBuilder 或 ServletUriComponentsBuilder
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  Class<?> parameterType = parameter.getParameterType();
  return (parameterType == UriComponentsBuilder.class)  || (parameterType == ServletUriComponentsBuilder.class);
}

24 = {PrincipalMethodArgumentResolver@6916}

// 参数类型是 Principal 或其子类
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return Principal.class.isAssignableFrom(parameter.getParameterType());
}

25 = {RequestParamMethodArgumentResolver@6917}

/*
 * 满足以下四类条件中的任意一类：
 *   1. 参数标有 @RequestParam 注解、且类型不是 Map 或其子类
 *   2. 参数标有 @RequestParam 注解、且类型是 Map 或其子类、且 @RequestParam 注解的"name"或"value"属性不为空
 *   3. 参数类型是 MultipartFile 或 Part（包括它们的数组或集合）、且没有标 @RequestPart 注解
 *   4. 参数类型不简单、且没有标 @RequestPart 注解
 */
public boolean supportsParameter25(MethodParameter parameter) {
  if (parameter.hasParameterAnnotation(RequestParam.class)) {
    if (Map.class.isAssignableFrom(parameter.nestedIfOptional().getNestedParameterType())) {
      RequestParam requestParam = parameter.getParameterAnnotation(RequestParam.class);
      return (requestParam != null && StringUtils.hasText(requestParam.name()));
    } else {
      return true;
    }
  } else {
    if (parameter.hasParameterAnnotation(RequestPart.class)) {
      return false;
    }
    parameter = parameter.nestedIfOptional();
    if (MultipartResolutionDelegate.isMultipartArgument(parameter)) {
      return true;
    } else {
      return BeanUtils.isSimpleProperty(parameter.getNestedParameterType());
    }
  }
}

26 = {ServletModelAttributeMethodProcessor@6918}

/*
 * 满足以下两个条件中的任意一个：
 *   1. 参数标有 @ModelAttribute 注解
 *   2. 参数类型不简单
 */
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
  return (parameter.hasParameterAnnotation(ModelAttribute.class)) || (!BeanUtils.isSimpleProperty(parameter.getParameterType()));
}

逐个分析可知，案例中接口的参数：

request：其类型是 HttpServletRequest，即 Servlet 的子类，因此会被15号解析器ServletRequestMethodArgumentResolver处理。
params：其类型是 Map，且标有未设置属性的 @RequestParam 注解，因此会被1号解析器RequestParamMapMethodArgumentResolver处理。
webUser：该参数不是简单类型，且没有标任何注解，只能被最后一个解析器ServletModelAttributeMethodProcessor处理。
接下来调用各自的 resolveArgument 方法即获得参数值
... ...

简析 mdash parameter code class Java

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