从0开始手写一个Spring MVC框架，向高手进阶！-手写spring框架源码

Spring框架对于Java后端程序员来说再熟悉不过了，以前只知道它用的反射实现的，但了解之后才知道有很多巧妙的设计在里面。如果不看Spring的源码，你将会失去一次和大师学习的机会：它的代码规范，设计思想很值得学习。

我们程序员大部分人都是野路子，不懂什么叫代码规范。写了一个月的代码，***还得其他老司机花3天时间重构，相信大部分老司机都很头疼看新手的代码。

废话不多说，我们进入今天的正题，在Web应用程序设计中，MVC模式已经被广泛使用。SpringMVC以DispatcherServlet为核心，负责协调和组织不同组件以完成请求处理并返回响应的工作，实现了MVC模式。点击这里学习 Spring MVC 常用注解。

想要实现自己的SpringMVC框架，需要从以下几点入手：

了解SpringMVC运行流程及九大组件
梳理自己的SpringMVC的设计思路
实现自己的SpringMVC框架

一、了解SpringMVC运行流程及九大组件

1、SpringMVC的运行流程

⑴ 用户发送请求至前端控制器DispatcherServlet

⑵ DispatcherServlet收到请求调用HandlerMapping处理器映射器。

⑶ 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。

⑷ DispatcherServlet通过HandlerAdapter处理器适配器调用处理器

⑸ 执行处理器(Controller，也叫后端控制器)。

⑹ Controller执行完成返回ModelAndView

⑺ HandlerAdapter将controller执行结果ModelAndView返回给DispatcherServlet

⑻ DispatcherServlet将ModelAndView传给ViewReslover视图解析器

⑼ ViewReslover解析后返回具体View

⑽ DispatcherServlet对View进行渲染视图（即将模型数据填充至视图中）。

⑾ DispatcherServlet响应用户。从上面可以看出，DispatcherServlet有接收请求，响应结果，转发等作用。有了DispatcherServlet之后，可以减少组件之间的耦合度。

2、SpringMVC的九大组件

protected void initStrategies(ApplicationContext context) {    
//用于处理上传请求。处理方法是将普通的request包装成            MultipartHttpServletRequest，后者可以直接调用getFile方法获取File.  
 initMultipartResolver(context);    
//SpringMVC主要有两个地方用到了Locale：一是ViewResolver视图解析的时候；二是用到国际化资源或者主题的时候。  
 initLocaleResolver(context);   
//用于解析主题。SpringMVC中一个主题对应 一个properties文件，里面存放着跟当前主题相关的所有资源、//如图片、css样式等。SpringMVC的主题也支持国际化， 
 initThemeResolver(context);    
//用来查找Handler的。  
 initHandlerMappings(context);    
//从名字上看，它就是一个适配器。Servlet需要的处理方法的结构却是固定的，都是以request和response为参数的方法。//如何让固定的Servlet处理方法调用灵活的Handler来进行处理呢？这就是HandlerAdapter要做的事情  
 initHandlerAdapters(context);    
//其它组件都是用来干活的。在干活的过程中难免会出现问题，出问题后怎么办呢？//这就需要有一个专门的角色对异常情况进行处理，在SpringMVC中就是HandlerExceptionResolver。  
 initHandlerExceptionResolvers(context);    
//有的Handler处理完后并没有设置View也没有设置ViewName，这时就需要从request获取ViewName了，//如何从request中获取ViewName就是RequestToViewNameTranslator要做的事情了。  
 initRequestToViewNameTranslator(context);  
//ViewResolver用来将String类型的视图名和Locale解析为View类型的视图。//View是用来渲染页面的，也就是将程序返回的参数填入模板里，生成html（也可能是其它类型）文件。  
 initViewResolvers(context);   
//用来管理FlashMap的，FlashMap主要用在redirect重定向中传递参数。  
 initFlashMapManager(context);   
}

二、梳理SpringMVC的设计思路

本文只实现自己的@Controller、@RequestMapping、@RequestParam注解起作用，其余SpringMVC功能读者可以尝试自己实现。

1、读取配置

从图中可以看出，SpringMVC本质上是一个Servlet,这个 Servlet 继承自 HttpServlet。FrameworkServlet负责初始化SpringMVC的容器，并将Spring容器设置为父容器。因为本文只是实现SpringMVC，对于Spring容器不做过多讲解。点击这里学习 Spring MVC 常用注解。

为了读取web.xml中的配置，我们用到ServletConfig这个类，它代表当前Servlet在web.xml中的配置信息。通过web.xml中加载我们自己写的MyDispatcherServlet和读取配置文件。

2、初始化阶段

在前面我们提到DispatcherServlet的initStrategies方法会初始化9大组件，但是这里将实现一些SpringMVC的最基本的组件而不是全部，按顺序包括：

加载配置文件
扫描用户配置包下面所有的类
拿到扫描到的类，通过反射机制，实例化。并且放到ioc容器中(Map的键值对 beanName-bean) beanName默认是首字母小写
初始化HandlerMapping，这里其实就是把url和method对应起来放在一个k-v的Map中,在运行阶段取出

3、运行阶段

每一次请求将会调用doGet或doPost方法，所以统一运行阶段都放在doDispatch方法里处理，它会根据url请求去HandlerMapping中匹配到对应的Method，然后利用反射机制调用Controller中的url对应的方法，并得到结果返回。按顺序包括以下功能：

异常的拦截
获取请求传入的参数并处理参数
通过初始化好的handlerMapping中拿出url对应的方法名，反射调用。

三、实现自己的SpringMVC框架

工程文件及目录：

首先，新建一个maven项目，在pom.xml中导入以下依赖：

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">  
 <modelVersion>4.0.0</modelVersion>  
 <groupId>com.liugh</groupId>  
 <artifactId>liughMVC</artifactId>  
 <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>  
 <packaging>war</packaging>  
   <properties>  
   <project.build.sourceEncoding>UTF- 8</project.build.sourceEncoding>  
   <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>  
   <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>  
   <java.version>1.8</java.version>  
 </properties>  
 <dependencies>  
      <dependency>  
        <groupId>javax.servlet</groupId>   
      <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>   
      <version>3.0.1</version>   
      <scope>provided</scope>  
   </dependency>  
      </dependencies>  
</project>

接着，我们在WEB-INF下创建一个web.xml，如下配置：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  
 xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee" xmlns:web="http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd"  
 xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd"  
 version="3.0">  
 <servlet>  
   <servlet-name>MySpringMVC</servlet-name>  
   <servlet-class>com.liugh.servlet.MyDispatcherServlet</servlet-class>  
   <init-param>  
     <param-name>contextConfigLocation</param-name>  
     <param-value>application.properties</param-value>  
   </init-param>  
   <load-on-startup>1</load-on-startup>  
 </servlet>  
 <servlet-mapping>  
   <servlet-name>MySpringMVC</servlet-name>  
   <url-pattern>/*</url-pattern>  
 </servlet-mapping></web-app>

application.properties文件中只是配置要扫描的包到SpringMVC容器中。

scanPackage=com.liugh.core

创建自己的Controller注解，它只能标注在类上面：

package com.liugh.annotation;  
import java.lang.annotation.Documented;  
import java.lang.annotation.ElementType;  
import java.lang.annotation.Retention;  
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;  
import java.lang.annotation.Target;  
 
@Target(ElementType.TYPE)  
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  
@Documented  
public @interface MyController {  
 /**  
    * 表示给controller注册别名  
    * @return  
    */  
   String value() default "";  
}  
 
RequestMapping注解，可以在类和方法上：  
RequestParam注解,只能注解在参数上  
package com.liugh.annotation;  
import java.lang.annotation.Documented;  
import java.lang.annotation.ElementType;  
import java.lang.annotation.Retention;  
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;  
import java.lang.annotation.Target;  
 
@Target(ElementType.PARAMETER)  
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  
@Documented  
public @interface MyRequestParam {  
 /**  
    * 表示参数的别名，必填  
    * @return  
    */  
   String value();  
}

然后创建MyDispatcherServlet这个类，去继承HttpServlet，重写init方法、doGet、doPost方法，以及加上我们第二步分析时要实现的功能：

package com.liugh.servlet;  
import java.io.File;  
import java.io.IOException;  
import java.io.InputStream;  
import java.lang.reflect.Method;  
import java.net.URL;  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.Arrays;  
import java.util.HashMap;  
import java.util.List;  
import java.util.Map;  
import java.util.Map.Entry;  
import java.util.Properties; 
 
import javax.servlet.ServletConfig;  
import javax.servlet.ServletException;  
import javax.servlet.http.HttpServlet;  
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;  
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;  
 
import com.liugh.annotation.MyController;  
import com.liugh.annotation.MyRequestMapping;  
public class MyDispatcherServlet extends HttpServlet{  
private Properties properties = new Properties();  
 
private List<String> classNames = new ArrayList<>();    
private Map<String, Object> ioc = new HashMap<>(); 
 
private Map<String, Method> handlerMapping = new  HashMap<>(); 
 
private Map<String, Object> controllerMap  =new HashMap<>();  
 
@Override  
public void init(ServletConfig config) throws ServletException {    
   //1.加载配置文件  
  doLoadConfig(config.getInitParameter("contextConfigLocation"));   
 
  //2.初始化所有相关联的类,扫描用户设定的包下面所有的类  
  doScanner(properties.getProperty("scanPackage"));   
 
  //3.拿到扫描到的类,通过反射机制,实例化,并且放到ioc容器中(k-v  beanName-bean) beanName默认是首字母小写  
  doInstance(); 
 
  //4.初始化HandlerMapping(将url和method对应上)  
  initHandlerMapping(); 
 
}  
 
@Override  
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {  
  this.doPost(req,resp);  
} 
 
@Override  
protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {  
  try {  
    //处理请求 
    doDispatch(req,resp);  
  } catch (Exception e) {  
    resp.getWriter().write("500!! Server Exception");  
  } 
 
}  
private void doDispatch(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws Exception {  
  if(handlerMapping.isEmpty()){  
    return;  
  } 
 
  String url =req.getRequestURI();  
  String contextPath = req.getContextPath();   
 
  url=url.replace(contextPath, "").replaceAll("/+", "/");   
 
  if(!this.handlerMapping.containsKey(url)){  
    resp.getWriter().write("404 NOT FOUND!");  
    return;  
  }  
  Method method =this.handlerMapping.get(url); 
  //获取方法的参数列表  
  Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();  
 
  //获取请求的参数  
  Map<String, String[]> parameterMap = req.getParameterMap(); 
 
  //保存参数值  
  Object [] paramValues= new Object[parameterTypes.length]; 
  //方法的参数列表  
      for (int i = 0; i<parameterTypes.length; i++){    
          //根据参数名称，做某些处理    
          String requestParam = parameterTypes[i].getSimpleName();   
 
          if (requestParam.equals("HttpServletRequest")){   
              //参数类型已明确，这边强转类型    
            paramValues[i]=req;  
              continue;    
          }    
          if (requestParam.equals("HttpServletResponse")){    
            paramValues[i]=resp;  
              continue;    
          }  
          if(requestParam.equals("String")){  
            for (Entry<String, String[]> param : parameterMap.entrySet()) {  
             String value =Arrays.toString(param.getValue()).replaceAll("\[|\]", "").replaceAll(",\s", ",");  
             paramValues[i]=value; 
           }  
          }  
      }    
  //利用反射机制来调用  
  try {  
    method.invoke(this.controllerMap.get(url), paramValues);//***个参数是method所对应的实例 在ioc容器中  
  } catch (Exception e) {  
    e.printStackTrace(); 
   }  
} 
 
private void  doLoadConfig(String location){  
  //把web.xml中的contextConfigLocation对应value值的文件加载到流里面  
  InputStream resourceAsStream = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(location);  
  try { 
     //用Properties文件加载文件里的内容  
    properties.load(resourceAsStream);  
  } catch (IOException e) {  
    e.printStackTrace();  
  }finally {  
    //关流  
    if(null!=resourceAsStream){  
      try {  
        resourceAsStream.close();  
      } catch (IOException e) {  
        e.printStackTrace();  
      }  
    }  
  }  
}  
 
private void doScanner(String packageName) {  
  //把所有的.替换成/  
  URL url  =this.getClass().getClassLoader().getResource("/"+packageName.replaceAll("\.", "/"));  
  File dir = new File(url.getFile());  
  for (File file : dir.listFiles()) {  
    if(file.isDirectory()){  
      //递归读取包  
      doScanner(packageName+"."+file.getName());  
    }else{  
      String className =packageName +"." +file.getName().replace(".class", "");  
      classNames.add(className); 
    }  
  }  
} 
 
private void doInstance() {  
  if (classNames.isEmpty()) { 
     return;  
  }    
  for (String className : classNames) {  
    try {  
      //把类搞出来,反射来实例化(只有加@MyController需要实例化)  
      Class<?> clazz =Class.forName(className);  
       if(clazz.isAnnotationPresent(MyController.class)){  
        ioc.put(toLowerFirstWord(clazz.getSimpleName()),clazz.newInstance());  
      }else{  
        continue;  
      }  
 
    } catch (Exception e) {  
      e.printStackTrace();  
      continue;  
    }  
  } 
} 
 
private void initHandlerMapping(){  
  if(ioc.isEmpty()){  
    return;  
  }  
  try {  
    for (Entry<String, Object> entry: ioc.entrySet()) {  
      Class<? extends Object> clazz = entry.getValue().getClass();  
      if(!clazz.isAnnotationPresent(MyController.class)){  
        continue;  
      }  
 
      //拼url时,是controller头的url拼上方法上的url  
      String baseUrl ="";  
      if(clazz.isAnnotationPresent(MyRequestMapping.class)){  
        MyRequestMapping annotation = clazz.getAnnotation(MyRequestMapping.class);  
        baseUrl=annotation.value(); 
      }  
      Method[] methods = clazz.getMethods();  
      for (Method method : methods) {  
        if(!method.isAnnotationPresent(MyRequestMapping.class)){  
          continue;  
        }  
        MyRequestMapping annotation = method.getAnnotation(MyRequestMapping.class);  
        String url = annotation.value();
 
        url =(baseUrl+"/"+url).replaceAll("/+", "/");  
        handlerMapping.put(url,method);  
        controllerMap.put(url,clazz.newInstance());  
        System.out.println(url+","+method);  
      } 
 
    } 
 
  } catch (Exception e) {  
    e.printStackTrace();  
  }  
 
} 
 
/**  
 * 把字符串的首字母小写  
 * @param name  
 * @return  
 */  
private String toLowerFirstWord(String name){  
  char[] charArray = name.toCharArray();  
  charArray[0] += 32;  
  return String.valueOf(charArray);  
} 
}

这里我们就开发完了自己的SpringMVC，现在我们测试一下：

package com.liugh.core.controller;  
import java.io.IOException;  
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;  
import javax.servlet.http.HttpServletResponse; 
import com.liugh.annotation.MyController;  
import com.liugh.annotation.MyRequestMapping;  
import com.liugh.annotation.MyRequestParam;  
 
@MyController  
@MyRequestMapping("/test")  
public class TestController { 
  @MyRequestMapping("/doTest")  
   public void test1(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,  
       @MyRequestParam("param") String param){  
    System.out.println(param);  
     try {  
           response.getWriter().write( "doTest method success! param:"+param);  
       } catch (IOException e) {  
           e.printStackTrace();  
       }  
   }  
 
  @MyRequestMapping("/doTest2")  
   public void test2(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response){  
       try {  
           response.getWriter().println("doTest2 method success!");  
       } catch (IOException e) {  
           e.printStackTrace();  
       }  
   } 
 }

访问

http://localhost:8080/liughMVC/test/doTest?param=liugh如下：

访问一个不存在的试试：

到这里我们就大功告成了！水平有限，文章难免有错误，欢迎牺牲自己宝贵时间的读者，就本文内容直抒己见，我的目的仅仅是希望对读者有所帮助。