day05-SpringMVC底層機制簡單實現-01

来源:https://www.cnblogs.com/liyuelian/archive/2023/02/09/17107360.html
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SpringMVC底層機制簡單實現-01 主要完成：核心分發控制器+Controller和Service註入容器+對象自動裝配+控制器方法獲取參數+視圖解析+返回JSON格式數據 1.搭建開發環境 創建 Maven 項目，File-New-Project-Maven 將 pom.xml 文件中的編譯 ...


SpringMVC底層機制簡單實現-01

主要完成：核心分發控制器+Controller和Service註入容器+對象自動裝配+控制器方法獲取參數+視圖解析+返回JSON格式數據

1.搭建開發環境

  1. 創建 Maven 項目，File-New-Project-Maven

    image-20230209164653089 image-20230209164838732 image-20230209165214529

  2. 將 pom.xml 文件中的編譯版本改為1.8

    image-20230209165655198

  3. 在 src 目錄下創建以下目錄：

    java 代碼放在 java 目錄下，相關的資源文件放在 resource 目錄下，對 maven 的 web 項目而言，resource 就是類路徑。前端頁面放在 webapp 下，該目錄對應之前的 web 目錄。test/java 目錄用於存放測試文件，測試需要的資源文件放在 test/resource 目錄下。

    image-20230209170051719

  4. 在 pom.xml 中引入基本的 jar 包

    <dependencies>
  <dependency>
    <groupId>junit</groupId>
    <artifactId>junit</artifactId>
    <version>4.11</version>
    <scope>test</scope>
  </dependency>

  <!--引入原生servlet依賴的jar包-->
  <dependency>
    <groupId>javax.servlet</groupId>
    <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
    <version>3.1.0</version>
    <!--
      1.scope表示引入jar包的作用範圍，
      2.provided表示項目在打包放到生產環境時，不需要打上servlet-api.jar
      3.因為 tomcat本身就有該jar包，使用tomcat的即可，防止版本衝突
    -->
    <scope>provided</scope>
  </dependency>

  <!--引入dom4j,用於解析xml-->
  <dependency>
    <groupId>dom4j</groupId>
    <artifactId>dom4j</artifactId>
    <version>1.6.1</version>
  </dependency>

  <!--引入常用的工具類jar包,該jar含有很多常用的類-->
  <dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-lang3</artifactId>
    <version>3.5</version>
  </dependency>
</dependencies>

2.任務1-開發MyDispatcherServlet

說明：編寫 MyDispatcherServlet，充當原生的 DispatcherServlet（即核心控制器）

2.1分析

image-20230209174244370

2.2代碼實現

  1. 創建 src/main/java/com/li/myspringmvc/servlet/MyDispatcherServlet.java，充當原生的前端控制器。

    package com.li.myspringmvc.servlet;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 * 1.MyDispatcherServlet 充當原生的 DispatcherServlet，它的本質就是一個Servlet
 * 因此繼承 HttpServlet
 */
public class MyDispatcherServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("MyDispatcherServlet doGet() 被調用..");
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("MyDispatcherServlet doPost() 被調用..");
    }
}

  2. 創建 src/main/resources/myspringmvc.xml，充當原生的 applicationContext-mvc.xml（即 spring 容器配置文件）

  3. 配置 src/main/webapp/WEB-INF/web.xml

    <!DOCTYPE web-app PUBLIC
        "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
        "http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd" >

<web-app>
    <display-name>Archetype Created Web Application</display-name>
    <servlet>
        <servlet-name>MyDispatcherServlet</servlet-name>
        <servlet-class>com.li.myspringmvc.servlet.MyDispatcherServlet</servlet-class>
        <!--給前端控制器指定配置參數，指定要操作的spring容器文件-->
        <init-param>
            <param-name>contextConfigLocation</param-name>
            <param-value>classpath:myspringmvc.xml</param-value>
        </init-param>
        <!--要求該對象在tomcat啟動時就自動載入-->
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>MyDispatcherServlet</servlet-name>
        <!--作為前端控制器，攔截所有請求-->
        <url-pattern>/</url-pattern>
    </servlet-mapping>

</web-app>

  4. 配置 Tomcat，進行測試

  5. 瀏覽器訪問 http://localhost:8080/li_springmvc/aaa

    image-20230209175857755

3.任務2-實現客戶端/瀏覽器可以請求控制層

3.1分析

image-20230209230249962

任務2的總目標是：

實現自己的 @Controller 註解和 @RequestMapping 註解，當瀏覽器訪問指定的 URL 時，由前端控制器，找到 Controller 的某個方法，然後通過 tomcat 將數據返回給瀏覽器。

3.2代碼實現

image-20230209221006109

步驟一：兩個註解和測試Controller

（1）Controller 註解

package com.li.myspringmvc.annotation;

import java.lang.annotation.*;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 * 該註解用於標識一個控制器組件
 * 1.@Target(ElementType.TYPE) 指定自定義註解可修飾的類型
 * 2.@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 作用範圍，RUNTIME使得可以通過反射獲取自定義註解
 * 3.@Documented 在生成文檔時，可以看到自定義註解
 */
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Controller {
    String value() default "";
}

（2）RequestMapping 註解

package com.li.myspringmvc.annotation;

import java.lang.annotation.*;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 * RequestMapping 註解用於指定控制器-方法的映射路徑
 */
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface RequestMapping {
    String value() default "";
}

（3）用於測試的控制器 MonsterController.java

package com.li.controller;

import com.li.myspringmvc.annotation.Controller;
import com.li.myspringmvc.annotation.RequestMapping;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
@Controller
public class MonsterController {
    //編寫方法，可以列出妖怪列表
    //springmvc支持原生的servlet api，為了看到底層機制，這裡直接放入兩個參數
    @RequestMapping(value = "/monster/list")
    public void listMonster(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        //設置編碼
        response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
        //獲取writer，返回提示信息
        try {
            PrintWriter printWriter = response.getWriter();
            printWriter.print("<h1>妖怪列表信息</h1>");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

步驟二：配置容器文件 springmvc.xml，指定掃描的包

指定掃描的包是為了之後使用註解獲取需要反射的類

如果需要添加新的掃描包，在base-package添加包路徑，用逗號表示間隔。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<beans>
    <!--指定要掃描的包及其子包的java類-->
    <component-scan base-package="com.li.controller,com.li.service"/>
</beans>

步驟三：編寫 XMLParse 工具類，用於解析 springmvc.xml，得到要掃描的包

package com.li.myspringmvc.xml;

import org.dom4j.Attribute;
import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.DocumentException;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.io.SAXReader;

import java.io.InputStream;
import java.util.List;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 * XMLParse用於解析spring配置文件
 */
public class XMLParse {
    public static String getBasePackage(String xmlFile) {
        SAXReader saxReader = new SAXReader();

        //maven的類路徑是在target/li-springmvc/WEB-INF/classes/目錄下
        //通過類的載入路徑-->獲取到spring配置文件[對應的資源流]
        InputStream inputStream =
                XMLParse.class.getClassLoader().getResourceAsStream(xmlFile);
        try {
            //得到配置文件的文檔
            Document document = saxReader.read(inputStream);
            Element rootElement = document.getRootElement();
            Element componentScanElement = rootElement.element("component-scan");
            Attribute attribute = componentScanElement.attribute("base-package");
            String basePackage = attribute.getText();
            return basePackage;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "";
    }
}

步驟四：開發MyWebApplicationContext，充當原生Spring容器，得到掃描類的全路徑列表

即把指定目錄包括子目錄下的 java 類的全路徑掃描到 ArrayList 集合中，以便之後反射。是否需要反射，還要取決於類中是否添加了@Controller註解

（1）MyWebApplicationContext.java 實現自定義的 spring 容器，目前先完成掃描工作

package com.li.myspringmvc.context;

import com.li.myspringmvc.xml.XMLParse;

import java.io.File;
import java.net.URL;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 * MyWebApplicationContext 是我們自定義的spring容器
 */
public class MyWebApplicationContext {
    //屬性classFullPathList用於保存掃描包/子包的類的全路徑
    private List<String> classFullPathList = new ArrayList<>();

    //該方法完成對自己的 spring容器的初始化
    public void init() {
        //返回的是我們在容器文件中配置的base-package的value
        String basePackage = XMLParse.getBasePackage("myspringmvc.xml");
        //這時你的 basePackage是像 com.li.controller,com.li.service 這樣子的
        //通過逗號進行分割包
        String[] basePackages = basePackage.split(",");
        if (basePackages.length > 0) {
            //遍歷這些包
            for (String pack : basePackages) {
                scanPackage(pack);
            }
        }
        System.out.println("掃描後的路徑classFullPathList=" + classFullPathList);
    }

    /**
     * 該方法完成對包的掃描
     * @param pack 表示要掃描的包，如 "com.li.controller"
     */
    public void scanPackage(String pack) {
        //得到包所在的工作路徑[絕對路徑]
        // (1)通過類的載入器，得到指定包的工作路徑[絕對路徑]
        // (2)然後用斜杠代替點=>如 com.li.controller=>com/li/controller
        URL url =
                this.getClass().getClassLoader()
                        .getResource("/" + pack.replaceAll("\\.", "/"));
        // url=file:/D:/IDEA-workspace/li-springmvc/target/li-springmvc
        // /WEB-INF/classes/com/li/controller/
        //System.out.println("url=" + url);

        //根據得到的路徑，對其進行掃描，把類的全路徑保存到 classFullPathList屬性中
        String path = url.getFile();
        System.out.println("path=" + path);
        //在io中，把目錄也視為一個文件
        File dir = new File(path);
        //遍歷 dir目錄,因為可能會有[多個文件/子目錄]
        File[] files = dir.listFiles();
        for (File file : files) {
            if (file.isDirectory()) {
                //如果是目錄，需要遞歸掃描
                //pack加上下一級的目錄名繼續下一層的掃描
                scanPackage(pack + "." + file.getName());
            } else {
                //這時得到的文件可能是.class文件，也可能是其他文件
                //就算是class文件，還需要考慮是否要註入到容器的問題
                //目前先把所有文件的全路徑都保存到集合中，後面註入對象到spring容器時再考慮過濾
                String classFullPath =
                        pack + "." + file.getName().replaceAll(".class", "");
                classFullPathList.add(classFullPath);
            }
        }
    }
}

（2）通過 MyDispatcherServlet 前端控制器來調用並初始化 spring 容器

//添加init方法，用於初始化spring容器
@Override
public void init() throws ServletException {
    MyWebApplicationContext myWebApplicationContext = new MyWebApplicationContext();
    myWebApplicationContext.init();
}

（3）啟動tomcat，後臺成功獲取到了路徑，測試成功。

tomcat啟動--載入了MyDispatcherServlet--通過該Servlet的init()生命周期方法初始化自定義的 spring 容器，同時調用自定義 spring 容器的 init 方法去掃描包

image-20230209215714429 image-20230209215753556

步驟五：完善MyWebApplicationContext(自定義 spring 容器)，實例化對象到容器中

將掃描到的類，在滿足添加了註解的情況下，通過反射註入到 ioc 容器

（1）部分代碼：在MyWebApplicationContext中添加新屬性 ioc 和新方法 executeInstance。

//定義屬性ioc，用於存放反射生成的 bean對象（單例的）
public ConcurrentHashMap<String, Object> ioc = new ConcurrentHashMap<>();

/**
 * 該方法完成對自己的 spring容器的初始化
 */
public void init() {
    //返回的是我們在容器文件中配置的base-package的value
    String basePackage = XMLParse.getBasePackage("myspringmvc.xml");
    //這時你的 basePackage是像 com.li.controller,com.li.service 這樣子的
    //通過逗號進行分割包
    String[] basePackages = basePackage.split(",");
    if (basePackages.length > 0) {
        //遍歷這些包
        for (String pack : basePackages) {
            scanPackage(pack);
        }
    }
    System.out.println("掃描後的路徑classFullPathList=" + classFullPathList);
    //將掃描到的類反射到ioc容器
    executeInstance();
    System.out.println("掃描後的ioc容器=" + ioc);
}

//...

/**
 * 該方法將掃描到的類，在滿足條件的情況下進行反射，並放入到ioc容器中
 */
public void executeInstance() {
    //是否掃描到了類
    if (classFullPathList.size() == 0) {//沒有掃描到類
        return;
    }
    //遍歷 classFullPathList，進行反射
    try {
        for (String classFullPath : classFullPathList) {
            Class<?> clazz = Class.forName(classFullPath);
            //判斷是否要進行反射（即是否添加了註解）
            if (clazz.isAnnotationPresent(Controller.class)) {
                Object instance = clazz.newInstance();
                //獲取該對象的id，預設情況下為類名(首字母小寫)
                String beanName = clazz.getSimpleName().substring(0, 1).toLowerCase()
                        + clazz.getSimpleName().substring(1);
                String value = clazz.getAnnotation(Controller.class).value();
                if (!"".equals(value)) {//如果註解的value指定了id
                    beanName = value;
                }
                ioc.put(beanName, instance);
            }//如果有其他註解，可以進行擴展
        }
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }

}

（2）啟動tomcat，反射成功。

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步驟六：完成請求URL和控制器方法的映射關係


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