SpringBootWeb应用源码解析：遗失的web.xmI

作者：mobiledu2502898013 | 来源：互联网 | 2023-10-10 18:39

SpringBootWeb应用源码解析在Spring及SpringBoot的使用过程中，应用最广泛的当属Web应用，而Web应用又往往部署在像Tomc

SpringBootWeb应用源码解析

在 Spring 及 Spring Boot 的使用过程中&＃xff0c;应用最广泛的当属 Web 应用&＃xff0c;而 Web 应用又往往部署在像 Tomcat 这样的 Servlet 容器中。

本章将带领大家学习 Spring Boot 中 Web 应用的整合以及在此过程中与直接使用 Spring 的差别。

遗失的web.xmI

提到 Spring 的 Web 应用&＃xff0c;我们首先想到的可能是 Spring MVC 框架和 web.xmI 等配置文件。而 Spring MVC 又是围绕 DispatcherServlet 这个核心类来展开的。

Spring Boot 当前是基于 Spring 5.2.x 版本&＃xff0c;和传统的 Spring 启动有所不同。以前是通过在web.xml 中配置 Servlet 来完成 Spring MVC 的启动 &＃xff0c; 但在 Spring Boot 中是通过Dispatch-erServletAutoConfiguration 来完成初始化工作的。在此过程中&＃xff0c;web.xml 遗失了。

我们先回顾一下 Servlet 3.0 之前版本的操作。当我们创建一个 web 项目时&＃xff0c;往往会在resources/WEB-INF 目录下创建一个 web.xml 文件&＃xff0c; 该文件内配置了 Servlet 和 Filter 等功能。当 Spring MVC 出现后&＃xff0c;web.xml 中便有了 DispatcherServlet 的配置。

随着 Java EE 6 的发布&＃xff0c;Servlet 3.0 作为 Java EE 6 规范体系的一员&＃xff0c;也被慢慢推广并被用户接受。 Servlet 3.0 在 Servlet 25 的基础. 上提供了一些简化 Web 应用的开发和部署的新特性&＃xff0c;无 xml 配置便是其中一项。

Servlet 3.0 提供了&＃64;WebServlet、&＃64;WebFilter 等注解&＃xff0c; 可以使用注解来声明 Servlet 和Filter,这便有了抛弃 web.xml 的基础。同时&＃xff0c;它还提供了可以在运行时动态注册 Servlet、Filter、 Listener 等更加强大的功能。关于动态配置 Servlet,如果翻看 Servlet 3.0 中servlet-api 包下 ServletContext 接口定义的方法&＃xff0c;你会看到如下方法定义。

public ServletRegistration. Dynamic addServlet(String servletName, String clas sName);

public ServletRegistration . Dynamic addServlet(String servletName, Servlet s

ervlet);

public ServletRegistration . Dynamic addServlet(String servletName,Class

xtends Servlet> servletClass);public T createServlet(Class clazz)throws ServletExc

eption;

public ServletRegistration getServletRegistration(String servletName);

public Map getServletRegistrations

();

}

在 Servlet 3.0 中还新增了 ServletContainerlnitializer 接口&＃xff0c;在容器启动时使用 JAR 服务 API来发现其实现类&＃xff0c;并将容器 WEB-INF/ib 目录下 jar 包中的类都交由该类的 onStartup 方法来处理。而 Servlet 和 Filter 在 Web 应用启动时可借助该接口的实现类和 Java 的 SPI 机制完成加载。

在Spring中提供了ServletContainerlnitializer接口的实现类SpringServletContainerlni-tializer, 该类在其 onStartup 方法中会调用所有WebApplicationInitializer 实现类的 onStartup 方法&＃xff0c;将相关组件注册到容器中。而 Servlet和 Filter 也是通过 WebApplicationitializer 的实现类完成创建和加载的。

基于以上新特性和演变&＃xff0c;当我们使用 Spring Boot 时&＃xff0c;Spring Boot 已经不知不觉地开始使用这些新特性了。至此&＃xff0c;我们从发展的角度了解了 web.xml 消失的过程&＃xff0c;在后面的章节我会详细讲解 Spring Boot 是如何进行 Web 应用的自动配置的。

SpringBootWeb应用源码解析&＃xff1a;遗失的web.xmI

Web应用的自动配置

在 Spring Boot 项目中引入 spring-boot-starter-web 的依赖&＃xff0c;Spring Boot 的自动配置机制便会加载并初始化其相关组件。整个自动配置原理在前面章节已经讲过&＃xff0c;这里针对 Web 应用再进行一-次梳理。

在上一节中我们已经提到&＃xff0c;Servlet3.0 中新增了ServletContainerlnitializer 接口 &＃xff0c; 而在 Spring 中又提供了其实现类SpringServletContainerlnitializer 来初始化 Servlet 。但在 Spring Boot 中 &＃xff0c; 当引入spring-boot-starter-web 的依赖之后&＃xff0c;Spring Boot 并未完全遵守 Servlet 3.0 的规范&＃xff0c;也没有使用 Spring 中提供的 SpringServletContainerlnitializer 类&＃xff0c;而是完全选择另外一套初始化流程。下面&＃xff0c; 我们看一下初始化流程的源码。

根据自动配置的原理&＃xff0c;我们在 spring-boot-autoconfigure 包中的 META-INF/spring.factories配置文件中找到了针对 Servlet 自动配置的 EnableAutoConfiguration。

#自动配置

org. springframework . boot . autoconfigure . EnableAutoConfiguration&＃61;\

org. springframework. boot . autoconfigure . web. servlet . DispatcherServletAutoCon下面对 EnableAutoConfiguration 类中的自动配置项目进行逐步分析。

DispatcherServlet 自动配置

DispatcherServlet 自动配置位于 DispatcherServletAutoConfiguration 类中。下面我们通过DispatcherServletAutoConfiguration 的源码来了解其自动配置的过程。

首先来看 DispatcherServletAutoConfiguration 上面的注解。

&＃64;Configuration(proxyBeanMethods &＃61; false)

&＃64;ConditionalOnWebApplication(type &＃61; Type . SERVLET)

&＃64;ConditionalOnClass(DispatcherServlet. class)

&＃64;AutoConfigureAfter(ServletwWebServerFactoryAutoConfiguration. class)

public class DispatcherServletAutoConfiguration {}

这些注解的基本功能在前面章节已经提到过&＃xff0c;我们再来温习一下。

&＃64;AutoConfigureOrder:指定自动配置加载的顺序。
&＃64;Configuration:指定该类为配置类&＃xff0c;交给 Spring 容器管理&＃xff0c;默认指定不使用代理。
.&＃64;ConditionalOmWebApplication:表示只有 Web 应用才会加载此类。
&＃64;ConditionalOnClass:表示只有存在 DispatcherServlet 类的情况下才会加载此类。
. &＃64;AutoConfigureAfter : ServletWebServerFactoryAutoConfiguration 加载完成之后才会加此类。

关于 ServletWebServerFactoryAutoConfiguration 的加载会在下一章中详细讲解。

从整体上来看&＃xff0c;在 DispatcherServletAutoConfiguration 内部主要提供了 4 个静态内部类。

:DispatcherServletConfiguration:主要用来初始化 DispatcherServlet。
:DispatcherServletRegistrationConfiguration :主要用来将 DispatcherServlet 注册到系统中。
:DefaultDispatcherServletCondition :主要针对容器中 DispatcherServlet 进行一些逻辑判断。
:DispatcherServletRegistrationCondition :

主要针对注册 DispatcherServlet 进行一些逻辑判断。

针对以上概述&＃xff0c;下面来看具体的源代码实现。首先是内部类 DispatcherServletConfiguration的源码及功能。

&＃64;Configuration(proxyBeanMethods &＃61; false)

//实例化配置类

&＃64;Conditional (DefaultDispatcherServletCondition.class) //实例化条件:通过该

&＃64;ConditionalOnClass (ServletRegistration. class)

//存在指定的 ServletRe

gistration 类//加裁 HttpProperties 和 webMvcProperties

&＃64;EnableConfigurationProperties({ HttpProperties. class, WebMvcProperties .cla

s })

protected static class DispatcherServletConfiguration {

&＃64;Bean(name &＃61; DEFAULT DISPATCHER_ SERVLET_ BEAN NAME)

public DispatcherServlet dispatcherServlet (HttpProperties httpProperties ,

WebMvcProperties webMvcProperties) {

//创建 DispatcherServlet

DispatcherServlet dispatcherServlet &＃61; new DispatcherServlet();

//初始化 DispatcherServlet 各项配置

dispatcherServlet . setDispatchOptionsRequest (webMvcProperties . isDispatch

OptionsRequest());

dispatcherServlet . setDispatchTraceRequest (webMvcProperties . isDispatch-

TraceRequest());

dispatcherServlet. setThrowExceptionI fNoHandlerFound(webMvcProperties. is

ThrowExcept ionIfNoHandlerFound();

di spatcherServlet . setPublishEvents (webMvcProperties . isPublishRequestHan

dledEvents());

dispatcherServlet . setEnableLoggingReques tDetails (httpProperties. isLog-

RequestDetails());

return dispatcherServlet;

//初始化上传文件的解析器

&＃64;Bean

&＃64;ConditionalOnBean(MultipartResolver . class)

&＃64;ConditionalOnMissingBean(name &＃61; DispatcherServlet . MULTIPART_ RESOLVER_

BEA

NAME)

public MultipartResolver multipartResolver(MultipartResolver resolver) {

//检测用户是否创建了 MultipartResolver, 但命名不正确

return resolver;

}

通过以上源码可以看出&＃xff0c;当满足指定的条件后&＃xff0c;会对 DispatcherServletConfiguration 进行实例化&＃xff0c;而该类内部通过&＃64;Bean 注解的方法会被实例化&＃xff0c;生成 Bean 并注入 Spring 容器中。

其中&＃xff0c;在 DispatcherServlet 方法中完成了 DispatcherServlet 的实例化和基本设置。这里既没有用到 SPI 机制&＃xff0c;也没用到 Spring 提供的 SpringServletContainerlnitializer 和 Servlet3.0 的 ServletContainerlnitializer 接口&＃xff0c;从而验证了 6.2 节提到的说法。

DispatcherServlet 方法将 DispatcherServlet 实例化的 Bean 注入 Spring 容器中&＃xff0c;并且指定Bean 的 name 为 dispatcherServlet。该名称默认会被映射到根 URL 的/访问路径。

DispatcherServlet 作为前端控制器设计模式的实现&＃xff0c;提供了 Spring WebMVC 的集中访问点&＃xff0c;负责职责的分派&＃xff0c;与 Spring loc 容器无缝集成&＃xff0c;可以获得 Spring 的所有好处。它的主要作用包括:文件上传解析、请求映射到处理器、通过 ViewResolver 解析逻辑视图名到具体视图实现、本地化解析、渲染具体视图等。

在未使用 Spring Boot 时&＃xff0c;通常 DispatcherServlet 类的配置需要开发人员在 web.xml 当中进行配置。这里 Spring Boot 通过自动配置完成了 DispatcherServlet 类的配置和初始化&＃xff0c;并在此过程中设置了一些初始化的参数。这些参数通过 HttpProperties 和WebMvcProperties 获得。

DispatcherServletConfiguration 中还定义了上传文件的解析器 MultipartResolver 的 Bean初始化操作&＃xff0c;准确来说是 Bean 名称转化的操作。通过条件注解判断&＃xff0c;当 MultipartResolver的 Bean 存在&＃xff0c;但 Bean 的名称不为“multipartResolver”时&＃xff0c;将其重命名为“multipartResolver&＃39;我们再回到 DispatcherServletConfiguration 的注解部分&＃xff0c;&＃64;Conditional 指定的限定条件类为 DefaultDispatcherServletCondition&＃xff0c;该类是 DispatcherServletAutoConfiguration 的另外一个内部类&＃xff0c;代码如下。

&＃64;Order (Ordered. LOWEST_ PRECEDENCE- 10)

private static class DefaultDispatcherServletCondition extends SpringBootCo

ndition {

&＃64;Override

public ConditionOutcome getMatchOutcome (ConditionContext context &＃xff0c;

AnnotatedTypeMetadata metadata) {

ConditionMessage . Builder message &＃61; ConditionMessage

. forCondition("Default DispatcherServlet");

ConfigurablelistableBeanFactory beanFactory &＃61; context. getBeanFactory();

//获取类型为 Di spatcherServlet 的 Bean 名称列表

List dispatchServletBeans &＃61; Arrays . asList(beanFactory

. getBeanNamesForType

(DispatcherServlet.class, false, false));

//如果 Bean 名称列表中包含 dispatcherServlet,则返回不匹配

if (dispatchServletBeans. contains (DEFAULT_ DISPATCHER_ SERVLET_ BEAN_ NAM

E)) {

return ConditionOutcome . noMatch (message . found("dispatcher servlet bea

n")

. items (DEFAULT_ DISPATCHER_ SERVLET_ BEAN_ NAME));

// 如果 beanFactory 中包含名称为 Di spatcherServlet 的 Bean, 则返回不匹配

if (beanFactory. containsBean(DEFAULT_ DISPATCHER_ SERVLET_ BEAN NAME)) {

return ConditionOutcome

. noMatch(message . found("non dispatcher servlet bean")

. items (DEFAULT_ DISPATCHER_ SERVLET_ BEAN_ NAME));

//如果 Bean 名称列表为空&＃xff0c;则返回匹配

if (dispatchServletBeans . isEmpty()) {

return ConditionOutcome

. match(message . didNotFind(”dispatcher servlet beans").atAll());

//其他情况则返回匹配

return ConditionOutcome . match(message

. found("dispatcher servlet bean", "dispat

cher servlet beans")

. items (Style . QUOTE, dispatchServletBeans)

. append("and none is named ”&＃43; DEFAULT_ DI

SPATCHER_ SERVLET_ BEAN_

NAME));

}

DefaultDispatcherServletCondition 的最核心业务逻辑只做了一件事&＃xff0c;那就是:防止重复生成DispatcherServlet。具体实现流程为:从上下文中获得 beanFactory, 然后通过 beanFactory获取类型为 DispatcherServlet 的 Bean 的 name 列表&＃xff0c;然后分别判断 name 列表和beanFactory 中是否包含名称为“dispatcherServlet"的字符串或 Bean,如果包含则返回不匹配(已经存在&＃xff0c;不匹配则不会重复实例化)&＃xff0c;否则返回匹配。

DispatcherServletConfiguration 类中还有-个注解&＃64;EnableConfigurationProperties&＃xff0c;该注解指定了两个配置类:

HttpProperties 和 WebMvcProperties。这两个配置类正是上面初始化 DispatcherServlet 时用于初始化的参数值&＃xff0c;查看这两个类的源代码就会发现&＃xff0c;它们分别对应加载了以“spring.http"和"spring.mvc"为前缀的配置项&＃xff0c;可以在 application properties 文件中进行配置。

&＃64;ConfigurationProperties(prefix &＃61; "spring . http" )

public class HttpProperties {}

&＃64;ConfigurationProperties(prefix &＃61; "spring . mvc")

public class WebMvcProperties {}

SpringBootWeb应用源码解析&＃xff1a;遗失的web.xmI

DispatcherServletRegistrationBean 自动配置

下面我们再来看用于注册的 DispatcherServletRegistrationConfiguration 类。关于该类的注解功能可以参考 DispatcherServletConfiguration 的说明&＃xff0c;我们主要看:业务逻辑处理。

&＃64;Configuration( proxyBeanMethods &＃61; false)

&＃64;Conditional (DispatcherServletRegistrationCondition. class)

&＃64;ConditionalOnClass (ServletRegistration. class)

&＃64;EnableConfigurationProperties (WebMvcProperties .class)

&＃64;Import (DispatcherServletConfiguration.class)

protected static class DispatcherServletRegistrationConfiguration {

&＃64;Bean(name &＃61; DEFAULT_ DISPATCHER_ SERVLET_ REGISTRATION_ BEAN AME)

&＃64;ConditionalOnBean(value&＃61;

DispatcherServlet.class,

name&＃61;DEFAULT_

DISPATCHER_

SERVLET_ BEAN_ NAME)

public

DispatcherServletRegistrationBean

spatcherServletRegistration(DispatcherServlet dispatcherServlet,

n We

bMvcProperties webMvcProperties, objectProvider ul

tipartConfig) {

//通过 ServletRegistrat ionBean 将 dispatcherServlet 注册为 Servlet,这样 serv

Let 才会生效

Di spatcherServletRegistrationBean registration &＃61; new DispatcherServletR

egistrationBean( dispatcherServlet ,

webMvcProperties . getServlet(). getPath());

//设置名称为 di spatcherServlet

registration. setName(DEFAULT_ DISPATCHER_ SERVLET_ BEAN NAME);

// 没置加载优先级 &＃xff0c; 没置值默认为 -1 &＃xff0c; 存在 FwebMvcProperties 类中 registration.

setLoadOnStartup(webMvcProperties . getServlet(). getLoadOn-Startup());

multipartConfig. ifAvailable(registration::setMultipartConfig);

return registration;

}

DispatcherServletRegistrationConfiguration 类的核心功能就是注册 dispatcherServlet,使其生效并设置一一些初始化的参数。

其中 DispatcherServletRegistrationBean 继承自 ServletRegistrationBean &＃xff0c; 主要为DispatcherServlet 提供服务。

DispatcherServletRegistrationBean 和 DispatcherServlet 都提供了注册 Servlet 并公开DispatcherServletPath 信息的功能。

在 dispatcherServletRegistration 方法中直接通过 new 来创建DispatcherServletRegistrationBean&＃xff0c;第一个参数为 DispatcherServlet,第二个参数为application 配置文件中配置的 path 值&＃xff0c;相关代码如下。

public class DispatcherServletRegistrationBean extends ServletRegistratiomB

ean implements Di spatcherServletPath {

private final String path;

//根据指定的 DispatcherServlet 和给定的 path 创建 DispatcherServletRegistratio

nBean

public DispatcherServletRegistrationBean(DispatcherServlet servlet, Strin3 path) {

super(servlet);

Assert . notNull(path, "Path must not be null");

this.path &＃61; path;

super . addUrlMappings (getServletUrlMapping());

/重写父类的方法&＃xff0c;但抛出异常&＃xff0c;相当于禁用该操作

&＃64;Override

public void setUrlMappings (Collection urlMappings) {

throw new UnsupportedOperationException("URL Mapping cannot be changed

on a DispatcherServlet registration");

//重写父类的方法&＃xff0c;但抛出异常&＃xff0c;相当于禁用该操作

&＃64;verride

public void addUrlMappings(String... urlMappings) {

throw new UnsupportedOperationException("URL Mapping cannot be changed

on a DispatcherServlet registration");

}

在 DispatcherServletRegistrationBean 中实现了 setUrlMappings 和 addlUrlManninas 两种方法&＃xff0c;但均直接抛出异常&＃xff0c;这相当于禁用了该子类中这两项操作。而在构造方法中除了成员变量赋值之外 &＃xff0c; 还调用了父类 ServletRegistrationBean 的构造方法ServletRegistrationBean(Tservlet,String...urlMappings)和addUrlMappings(String...urlMappings)方法。

关于 ServletRegistrationBean 的构造方法和 addUrlMappings 只是进行成员变量的赋值和设置 &＃xff0c; 我们重点看 DispatcherServletRegistrationBean 在构造方法中调用的getServletUrlMapping 方法。顾名思义&＃xff0c;该方法的功能是获取 Servlet 的 URL 的匹配。该方法具体在 DispatcherServletRegistrationBean 实现的接口 DispatcherServletPath 中定义。

DispatcherServletPath 的主要功能是提供自动配置所需的 path 信息 &＃xff0c; 而DispatcherServletRegistrationBean 中的 path 信息正是构造方法传入的。

下面我们来看 DispatcherServletPath 中 getServletUrlMapping 方法的具体实现。

&＃64;FunctionalInterface

public interface DispatcherServletPath {

//返回一个 URL 匹配表达式&＃xff0c;用 FServletRegistrat ionBean 映射对应的 DispatcherSe

rvlet

default String getServletUrlMapping() {

if (getPath(). equals("") || getPath(). equals("/")) {

return "/";

if (getPath(). contains("*")) {

return getPath();

if (getPath(). endsWith("/")) {

return getPath() &＃43; *";

return getPath() &＃43; "/*";

}

getServletUrlMapping 方法为接口的默认实现方法&＃xff0c;返回一个用于 ServletRegistrationBean映射 DispatcherServlet 的 URL 表达式。判断逻辑比较简单:如果获得的 path 为空或“/”&＃xff0c;则返回“/”; 如果 path 中包含“”&＃xff0c;则直接返回 path;如果 path 以“/"结尾&＃xff0c;则对 path 后追加“”;其他情况下 &＃xff0c; path 后面追加关于 dispatcherServletRegistration 方法中对DispatcherServletRegistrationBean 其他属性的简单赋值操作就不再赘述了。

我们再回到针对 DispatcherServletRegistrationConfiguration 的注解&＃64;Conditional 指定的限定条件类 DispatcherServletRegistrationCondition,该限定条件类主要用来判断进行dis-patcherServlet 和 dispatcherServletRegistration 是否存在等。

DispatcherServletRegistrationCondition 中判断条件及代码较多&＃xff0c;这里只展示顶层判断方法的源代码。

&＃64;Order (Ordered. LOWEST_ PRECEDENCE - 10)

private static class DispatcherServletRegistrationCondition extends SpringBoot-Condition

{

&＃64;Override

public ConditionOutcome getMatchOutcome(ConditionContext context, Annotated-

TypeMetadata metadata) {

ConfigurableListableBeanFactory beanFactory &＃61; context . getBeanFactory();

//判断是否重复存在 dispatcherServlet

ConditionOutcome outcome &＃61; checkDefaultDispatcherName (beanFactory);

if (!outcome . isMatch()) {

return outcome ;//判断是否重复存在 dispatcherServletRegistration

return checkServletRegistration(beanFactory);

}

DispatcherServletRegistrationCondition 的 getMatchOutcome 方法中分别判断了dispatcherServlet 和 dispatcherServletRegistration 是否已经存在对应的 Bean。具体判断方法基本与上节讲到的 DefaultDispatcherServletCondition 的判断方法一致。

至此&＃xff0c;在该自动配置类中&＃xff0c;DispatcherServlet 的创建、简单初始化和注册已经完成。当第一次接收到网络请求时&＃xff0c;DispatcherServlet 内部会进行一系列的初始化操作&＃xff0c;这些更多属于 Spring 的内容&＃xff0c;就不再展开了。

SpringBootWeb应用源码解析&＃xff1a;遗失的web.xmI