深入解讀 Spring MVC：Web 開發的得力助手

作者：寫代碼的SharkChili 2024-12-20 08:10:00

我們將深入剖析 Spring MVC 的各個方面，從其基本概念到核心組件，從請求處理到視圖呈現，一步步揭開它神秘的面紗，領略它在 Web 開發領域所蘊含的巨大潛力和價值。

在當今軟件開發的廣袤領域中，Web 應用的構建至關重要。而在眾多優秀的框架中，Spring MVC 猶如一顆璀璨的明星，閃耀著獨特的光芒。Spring MVC 作為一種強大而靈活的框架，為開發者提供了一套完善的解決方案，用于構建高效、可擴展且易于維護的 Web 應用程序。

當我們踏上探索 Spring MVC 的旅程，就仿佛打開了一扇通往精彩編程世界的大門。它以其簡潔明了的架構設計、豐富多樣的功能特性，成為了無數開發者的首選。無論是處理復雜的業務邏輯，還是實現流暢的用戶交互，Spring MVC 都展現出卓越的能力。

在接下來的篇章中，我們將深入剖析 Spring MVC 的各個方面，從其基本概念到核心組件，從請求處理到視圖呈現，一步步揭開它神秘的面紗，領略它在 Web 開發領域所蘊含的巨大潛力和價值。讓我們一同開啟這場關于 Spring MVC 的精彩探索之旅，去發現它如何為我們的 Web 開發之路注入強大動力。

詳解Spring MVC

1.MVC的概念

在講解Spring MVC前，我們可以先了解一下MVC的概念，MVC大多數的說法是一種軟件設計架構，其構成為：

控制器(Controller)：是模型和視圖連接的橋梁，負責分發調度用戶請求交由響應的Model的處理，并將結果交由視圖進行渲染。
模型(Model)：模型負責業務邏輯和數據處理，包含數據庫訪問、邏輯運算等工作。
視圖(View)：負責渲染頁面請求，呈現給用戶的界面。

2. Spring MVC核心組件有哪些？

從整體來說大概有下面這幾個吧:

DispatcherServlet ：負責接收分發用戶請求，并給予客戶端響應。
HandlerMapping ：根據前端發送的映射找到合適Handler 。
HandlerAdapter :根據前者找到的Handler，適配對應的Handler。
Handler :處理用戶的請求。
ViewResolver :視圖解析器，根據Handler 返回結果，解析并渲染成真正的視圖，傳遞給DispatcherServlet 返回給前端。

組件的時候我們就大概已經把流程給說了，當用戶請求到達我們的應用時:

通過DispatcherServlet到HandlerMapping 確定控制器controller。
控制器將進行邏輯處理并將信息即model(注意這里的model不是mvc概念的model，而單指數據)和視圖名稱返回的DispatcherServlet。
DispatcherServlet通過視圖解析器ViewResolver匹配到視圖。
DispatcherServlet將模型交付給視圖完成數據渲染并呈現給用戶。

3. Spring MVC如何進行統一異常處理

我們一般會使用注解的方式ControllerAdvice+ExceptionHandler注解組合，示例代碼如下：

@ControllerAdvice
@ResponseBody
public class GlobalExceptionHandler {

    @ExceptionHandler(BaseException.class)
    public ResponseEntity<?> handleAppException(BaseException ex, HttpServletRequest request) {
      //......
    }

    @ExceptionHandler(value = ResourceNotFoundException.class)
    public ResponseEntity<ErrorReponse> handleResourceNotFoundException(ResourceNotFoundException ex, HttpServletRequest request) {
      //......
    }
}

4. DispatcherServlet處理請求的過程

和上述流程圖解流程差不多，我們這里通過源碼走讀的方式進行展開：

protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        String method = req.getMethod();
        long lastModified;
        //如果是get請求就調用doGet
        if (method.equals("GET")) {
            lastModified = this.getLastModified(req);
            if (lastModified == -1L) {
                this.doGet(req, resp);
            } else {
              ......
            }
        }
        ........

    }

然后DispatcherServlet的doDispatch就會找到合適的mapping交由適配器找到合適的handler進行包裝然后著手處理:

protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
        HttpServletRequest processedRequest = request;
        HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
        boolean multipartRequestParsed = false;
        WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);

        try {
            try {
                ModelAndView mv = null;
                Object dispatchException = null;

                try {
                    processedRequest = this.checkMultipart(request);
                    multipartRequestParsed = processedRequest != request;
                    //這里會通過mapping找到合適的handler
                    mappedHandler = this.getHandler(processedRequest);
                  //......

     //適配器是適配執行對應的 Handler
                    HandlerAdapter ha = this.getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
                    String method = request.getMethod();
                    boolean isGet = HttpMethod.GET.matches(method);
                   


    
     //調用處理器的handle得到上述所說的視圖名view和模型數據model，該調用內部會走到請求映射對應的controller上
                    mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
                    if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
                        return;
                    }
     //設置視圖名稱
                    this.applyDefaultViewName(processedRequest, mv);
                    mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
                } .......
    }

5. 過濾器和攔截器有什么區別？(重點)

我們不妨基于一段示例代碼來了解一下過濾器和攔截器的區別，首先我們在spring boot的web項目中添加一個過濾器

@Component
public class MyFilter implements Filter {


    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyFilter.class);

    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {

        logger.info("Filter 前置處理");
    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        logger.info("Filter 處理中");
        filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
    }

    @Override
    public void destroy() {
        logger.info("Filter 后置處理");
    }
}

然后再添加一個攔截器：

@Component
public class MyInterceptor implements HandlerInterceptor {

    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyInterceptor.class);

    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {

        logger.info("Interceptor 前置");
        return true;
    }

    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {

        logger.info("Interceptor 處理中");
    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {

        logger.info("Interceptor 后置");
    }
}

編寫好攔截器之后，我們需要基于一段配置使得攔截器可以攔截所有url

@Configuration
public class MyMvcConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(new MyInterceptor()).addPathPatterns("/**");

    }
}

完成過濾器和攔截器的編寫，我們不妨編寫一個controller并進行啟動測試：

@RestController
public class TestController {
    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(TestController.class);

    @GetMapping("hello")
    public void hello() {
        logger.info("TestController執行了hello方法");
    }
}

完成代碼編寫后鍵入下面這條命令

curl 127.0.0.1:8080/hello

可以看到下面這樣一段輸出結果，就說明過濾器和攔截器都生效了

2023-02-14 19:50:14.401  INFO 31904 --- [nio-8080-exec-1] com.example.demo.MyFilter                : Filter 處理中
2023-02-14 19:50:14.412  INFO 31904 --- [nio-8080-exec-1] com.example.demo.MyInterceptor           : Interceptor 前置
2023-02-14 19:50:14.420  INFO 31904 --- [nio-8080-exec-1] com.example.demo.TestController          : TestController執行了hello方法
2023-02-14 19:50:14.451  INFO 31904 --- [nio-8080-exec-1] com.example.demo.MyInterceptor           : Interceptor 處理中
2023-02-14 19:50:14.452  INFO 31904 --- [nio-8080-exec-1] com.example.demo.MyInterceptor           : Interceptor 后置

6. 工作原理不同

過濾器的工作原理就是將一個個過濾器組裝成一條鏈，以責任鏈模式的方式，在請求到達web容器時，按照順序依次執行一個個filter，如下圖所示，當我們的請求TestController的hello方法時，請求就會依次從spring mvc自帶的調用鏈走到我們自定義的myFilter。

而攔截器則時基于動態代理的方式實現的，感興趣的讀者可以自行了解AOP的工作機制。

7. 應用范圍的區別

從源碼中我們可以看到過濾器是在tomcat相關的包下面，很明顯它只能作用于web容器中。

而攔截器是屬于spring mvc的包下，這也就意味著他的作用范圍還可以是application或者swing等程序。

8. 執行順序不同

我們上文請求輸出了下面這樣一段結果

2023-02-14 21:37:04.332  INFO 53236 --- [nio-8080-exec-1] com.example.demo.MyFilter                : Filter 處理中
2023-02-14 21:56:38.812  INFO 53236 --- [nio-8080-exec-1] com.example.demo.MyInterceptor           : Interceptor 前置
2023-02-14 21:56:38.826  INFO 53236 --- [nio-8080-exec-1] com.example.demo.TestController          : TestController執行了hello方法
2023-02-14 21:56:38.871  INFO 53236 --- [nio-8080-exec-1] com.example.demo.MyInterceptor           : Interceptor 處理中
2023-02-14 21:56:38.871  INFO 53236 --- [nio-8080-exec-1] com.example.demo.MyInterceptor           : Interceptor 后置

可以看出一個web請求優先經過tomcat的過濾器，然后在到達spring的攔截器，他們的執行順序如下圖所示:

9. 注入bean的方式不同

為了了解過濾器和攔截器注入bean的差異，我們編寫一個測試bean

@Component
public class TestBean {
     private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(TestBean.class);
     
     public void hello(){
         logger.info("測試bean輸出hello");
     }
    
}

我們基于上述代碼往過濾器和攔截器中分別注入bean，首先是過濾器的代碼示例

@Component
public class MyFilter implements Filter {


    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyFilter.class);
    @Autowired
    private TestBean bean;

    ......

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        logger.info("Filter 處理中");
        bean.hello();
        filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
    }
......
}

然后是攔截器的代碼示例

@Component
public class MyInterceptor implements HandlerInterceptor {

    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyInterceptor.class);

    @Autowired
    private TestBean bean;

   ....

    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
        bean.hello();
        logger.info("Interceptor 處理中");
    }

.....
}

再次啟動測試時發現，過濾器正常執行，攔截器注入的bean報了空指針，原因很簡單，過濾器是在spring context加載完成之前加載的，所以在它創建時，我們自定義的bean還沒有生成。

解決方式也很簡單，在加載MyMvcConfig 時，手動創建getMyInterceptor的@Bean方法，讓TestBean在spring context加載之前就IOC到容器中：

@Configuration
public class MyMvcConfig implements WebMvcConfigurer {
    @Bean
    public MyInterceptor getMyInterceptor(){
        return new MyInterceptor();
    }

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(getMyInterceptor()).addPathPatterns("/**");

    }
}

10. 調整順序的方式不同

過濾器直接在類上使用@Order(數字)注解即可調整順序，值越小越早執行。而攔截器則是在addInterceptors方法中使用order方法調整順序。

@Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(getMyInterceptor()).addPathPatterns("/**").order(1);
    }

需要了解的是多個攔截器，最先執行的攔截器postHandle反而最后執行。對此我們不妨做個實驗，首先編寫一個攔截器2：

@Component
public class MyInterceptor2 implements HandlerInterceptor {

    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyInterceptor2.class);

    @Autowired
    private TestBean bean;

    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {

        logger.info("Interceptor2 前置");
        return true;
    }

    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
        bean.hello();
        logger.info("Interceptor2 處理中");
    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {

        logger.info("Interceptor2 后置");
    }
}

然后注冊到容器中：

@Configuration
public class MyMvcConfig implements WebMvcConfigurer {
    @Bean
    public MyInterceptor getMyInterceptor(){
        return new MyInterceptor();
    }

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(getMyInterceptor()).addPathPatterns("/**").order(1);
        registry.addInterceptor(new MyInterceptor2()).addPathPatterns("/**").order(2);
    }
}

輸出結果如下，可以看攔截器1優先級最高，最先執行preHandle、postHandle，反而afterCompletion最后執行。

這一點我們可以在源碼中找到答案，我們可以在DispatcherServlet的doDispatch方法中看到答案,核心代碼如下，從筆者注釋中可以看到applyPreHandle就是spring mvc執行preHandle的地方，我們點入查看邏輯可以看到它的for循環是正序的，這也就意味著攔截器的preHandle方法是順序執行的，其他兩個方法同理，不多贅述。

protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
  HttpServletRequest processedRequest = request;
  HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
  boolean multipartRequestParsed = false;

  WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);

  try {
   ModelAndView mv = null;
   Exception dispatchException = null;

   try {
    
    //preHandle都是正向for循環依次執行
    if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
     return;
    }


    mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());

   ......

    applyDefaultViewName(processedRequest, mv);
    //postHandle也都是正向for循環依次執行
    mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
   }
  .........
 ......
  catch (Throwable err) {
  //攔截器的afterCompletion倒敘for循環執行
   triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler,
     new NestedServletException("Handler processing failed", err));
  }
  .......
 }

小結

通過對 Spring MVC 的深入解讀，我們清晰地認識到它作為 Web 開發得力助手的重要地位和強大功能。Spring MVC 憑借其完善的架構和豐富的特性，為開發者提供了高效便捷的開發體驗。它簡化了 Web 應用的構建過程，在請求處理、視圖渲染等方面展現出卓越的性能和靈活性。

通過對其核心概念和工作流程的剖析，我們理解了如何更好地利用這一框架來構建高質量、可擴展的 Web 應用。無論是新手開發者還是經驗豐富的專業人士，都能從 Spring MVC 中受益，借助它實現更出色的 Web 項目開發成果。

責任編輯：趙寧寧來源：寫代碼的SharkChili

Spring MVC 開發

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