SpringMVC源码之参数解析绑定原理

摘要

• 本文从源码层面简单讲解SpringMVC的参数绑定原理

SpringMVC参数绑定相关组件的初始化过程

• 在理解初始化之前，先来认识一个接口

HandlerMethodArgumentResolver

• 方法参数解析器接口，这个接口是SpringMVC参数解析绑定的核心接口。不同的参数类型绑定都是通过实现这个接口来实现。也可以通过实现这个接口来自定义参数解析器。这个接口中有如下两个方法

public interface HandlerMethodArgumentResolver {
//该解析器是否支持parameter参数的解析
boolean supportsParameter(MethodParameter parameter);
//将方法参数从给定请求(webRequest)解析为参数值并返回
Object resolveArgument(MethodParameter parameter,
ModelAndViewContainer mavContainer,
NativeWebRequest webRequest,
WebDataBinderFactory binderFactory) throws Exception;
}

初始化

• RequestMappingHandlerAdapter.java类的afterPropertiesSet（line:481）方法初始化相关方法参数解析器。代码如下

public void afterPropertiesSet() {
if (this.argumentResolvers == null) {
//初始化SpringMVC默认的方法参数解析器，并添加至argumentResolvers（HandlerMethodArgumentResolverComposite）
List<HandlerMethodArgumentResolver> resolvers = getDefaultArgumentResolvers();
this.argumentResolvers = new HandlerMethodArgumentResolverComposite().addResolvers(resolvers);
}
if (this.initBinderArgumentResolvers == null) {
//初始化SpringMVC默认的初始化绑定器(@InitBinder)参数解析器，并添加至initBinderArgumentResolvers（HandlerMethodArgumentResolverComposite）
List<HandlerMethodArgumentResolver> resolvers = getDefaultInitBinderArgumentResolvers();
this.initBinderArgumentResolvers = new HandlerMethodArgumentResolverComposite().addResolvers(resolvers);
}
if (this.returnValueHandlers == null) {
//获取默认的方法返回值解析器
List<HandlerMethodReturnValueHandler> handlers = getDefaultReturnValueHandlers();
this.returnValueHandlers = new HandlerMethodReturnValueHandlerComposite().addHandlers(handlers);
}
initControllerAdviceCache();
}

• 现在我们进入getDefalutArgumentResolvers方法，代码如下

//默认的参数解析，创建了默认的24个参数解析器，并添加至resolvers
//这里的24个参数解析器都是针对不同的参数类型来解析的
private List<HandlerMethodArgumentResolver> getDefaultArgumentResolvers() {
List<HandlerMethodArgumentResolver> resolvers = new ArrayList<HandlerMethodArgumentResolver>();
// 基于注解的参数解析器
//一般用于带有@RequestParam注解的简单参数绑定，简单参数比如byte、int、long、double、String以及对应的包装类型
resolvers.add(new RequestParamMethodArgumentResolver(getBeanFactory(), false));
//用于处理带有@RequestParam注解，且参数类型为Map的解析绑定
resolvers.add(new RequestParamMapMethodArgumentResolver());
//一般用于处理带有@PathVariable注解的默认参数绑定
resolvers.add(new PathVariableMethodArgumentResolver());
//也是用于带有@PathVariable注解的Map相关参数绑定，后续还有一些默认的参数解析器。后续还有一些参数解析器，我这里都不一一解释了。想具体确认某个参数会交个哪个参数解析器处理，可以通过以下解析器的supportsParameter(MethodParameter parameter)方法得知
resolvers.add(new PathVariableMapMethodArgumentResolver());
resolvers.add(new MatrixVariableMethodArgumentResolver());
resolvers.add(new MatrixVariableMapMethodArgumentResolver());
resolvers.add(new ServletModelAttributeMethodProcessor(false));
resolvers.add(new RequestResponseBodyMethodProcessor(getMessageConverters()));
resolvers.add(new RequestPartMethodArgumentResolver(getMessageConverters()));
resolvers.add(new RequestHeaderMethodArgumentResolver(getBeanFactory()));
resolvers.add(new RequestHeaderMapMethodArgumentResolver());
resolvers.add(new ServletCookieValueMethodArgumentResolver(getBeanFactory()));
resolvers.add(new ExpressionValueMethodArgumentResolver(getBeanFactory()));
// 基于类型的参数解析器
resolvers.add(new ServletRequestMethodArgumentResolver());
resolvers.add(new ServletResponseMethodArgumentResolver());
resolvers.add(new HttpEntityMethodProcessor(getMessageConverters()));
resolvers.add(new RedirectAttributesMethodArgumentResolver());
resolvers.add(new ModelMethodProcessor());
resolvers.add(new MapMethodProcessor());
resolvers.add(new ErrorsMethodArgumentResolver());
resolvers.add(new SessionStatusMethodArgumentResolver());
resolvers.add(new UriComponentsBuilderMethodArgumentResolver());
// Custom arguments
if (getCustomArgumentResolvers() != null) {
resolvers.addAll(getCustomArgumentResolvers());
}

• 参数解析器添加至HandlerMethodArgumentResolverComposite这个类，这个也是实现了HandlerMethodArgumentResolver接口。这里运用涉及模式中的composite模式（组合模式），SpringMVC中，所有请求的参数解析都是进入HandlerMethodArgumentResolverComposite类来完成的。它有两个成员变量，如下

//它的元素在RequestMappingHandlerAdapter类的afterPropertiesSet方法中被添加，存放的是SpringMVC一些默认的HandlerMethodArgumentResolver参数解析器
private final List<HandlerMethodArgumentResolver> argumentResolvers =
new LinkedList<HandlerMethodArgumentResolver>();
//存放已经解析过的参数，已经对应的HandlerMethodArgumentResolver解析器。加快查找过程
private final Map<MethodParameter, HandlerMethodArgumentResolver> argumentResolverCache =
new ConcurrentHashMap<MethodParameter, HandlerMethodArgumentResolver>(256);

• 介绍了这么多，话不多说。直接来看一个详细解析绑定过程吧

绑定过程

• 先看一个简单参数绑定，有如下Controller和请求,代码如下。

@Controller
@RequestMapping("/ParameterBind")
public class ParameterBindTestController {
@ResponseBody
@RequestMapping("/test1")
public String test1(int id){
System.out.println(id);
return "test1";
}
}

• 请求进入DispatcherServlet的doDispatch后，获取HandlerMethod。然后根据HandlerMethod来确认HandlerApapter，确认后执行HandlerAdapter的handle方法。这里确认HandlerApater为RequestMappingHandlerAdapter，在执行handlerMethod之前，需要处理参数的绑定。然后看看详细的参数绑定过程
• 执行HandlerAdapter的handler方法后，进入RequestMappingHandlerAdapter的invokeHandleMethod方法（line:711）

private ModelAndView invokeHandleMethod(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response, HandlerMethod handlerMethod) throws Exception {
ServletWebRequest webRequest = new ServletWebRequest(request, response);
WebDataBinderFactory binderFactory = getDataBinderFactory(handlerMethod);
ModelFactory modelFactory = getModelFactory(handlerMethod, binderFactory);
//根据handlerMethod和binderFactory创建一个ServletInvocableHandlerMethod。后续把请求直接交给ServletInvocableHandlerMethod执行。
//createRequestMappingMethod方法比较简单，把之前RequestMappingHandlerAdapter初始化的argumentResolvers和returnValueHandlers添加至ServletInvocableHandlerMethod中
ServletInvocableHandlerMethod requestMappingMethod = createRequestMappingMethod(handlerMethod, binderFactory);
ModelAndViewContainer mavContainer = new ModelAndViewContainer();
mavContainer.addAllAttributes(RequestContextUtils.getInputFlashMap(request));
modelFactory.initModel(webRequest, mavContainer, requestMappingMethod);
mavContainer.setIgnoreDefaultModelOnRedirect(this.ignoreDefaultModelOnRedirect);
AsyncWebRequest asyncWebRequest = WebAsyncUtils.createAsyncWebRequest(request, response);
asyncWebRequest.setTimeout(this.asyncRequestTimeout);
final WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);
asyncManager.setTaskExecutor(this.taskExecutor);
asyncManager.setAsyncWebRequest(asyncWebRequest);
asyncManager.registerCallableInterceptors(this.callableInterceptors);
asyncManager.registerDeferredResultInterceptors(this.deferredResultInterceptors);
if (asyncManager.hasConcurrentResult()) {
Object result = asyncManager.getConcurrentResult();
mavContainer = (ModelAndViewContainer) asyncManager.getConcurrentResultContext()[0];
asyncManager.clearConcurrentResult();
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Found concurrent result value [" + result + "]");
}
requestMappingMethod = requestMappingMethod.wrapConcurrentResult(result);
}
requestMappingMethod.invokeAndHandle(webRequest, mavContainer);
if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
return null;
}
return getModelAndView(mavContainer, modelFactory, webRequest);
}

• 然后进入invokeAndHanldle方法，然后进入invokeForRequest方法，这个方法的职责是从request中解析出HandlerMethod方法所需要的参数，然后通过反射调用HandlerMethod中的method。代码如下

public final Object invokeForRequest(NativeWebRequest request,
ModelAndViewContainer mavContainer,
Object... providedArgs) throws Exception {
//从request中解析出HandlerMethod方法所需要的参数，并返回Object[]
Object[] args = getMethodArgumentValues(request, mavContainer, providedArgs);
if (logger.isTraceEnabled()) {
StringBuilder builder = new StringBuilder("Invoking [");
builder.append(this.getMethod().getName()).append("] method with arguments ");
builder.append(Arrays.asList(args));
logger.trace(builder.toString());
}
//通过反射执行HandleMethod中的method，方法参数为args。并返回方法执行的返回值
Object returnValue = invoke(args);
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Method [" + this.getMethod().getName() + "] returned [" + returnValue + "]");
}
return returnValue;
}

• 直接进入getMethodArgumentValues方法看看其过程，代码如下

/**
* 获取当前请求的方法参数值。
*/
private Object[] getMethodArgumentValues(
NativeWebRequest request, ModelAndViewContainer mavContainer,
Object... providedArgs) throws Exception {
//获取方法参数数组
MethodParameter[] parameters = getMethodParameters();
//创建一个参数数组，保存从request解析出的方法参数
Object[] args = new Object[parameters.length];
for (int i = 0; i < parameters.length; i++) {
MethodParameter parameter = parameters[i];
parameter.initParameterNameDiscovery(parameterNameDiscoverer);
GenericTypeResolver.resolveParameterType(parameter, getBean().getClass());
args[i] = resolveProvidedArgument(parameter, providedArgs);
if (args[i] != null) {
continue;
}
//判断之前RequestMappingHandlerAdapter初始化的那24个HandlerMethodArgumentResolver（参数解析器），是否存在支持该参数解析的解析器
if (argumentResolvers.supportsParameter(parameter)) {
try {
args[i] = argumentResolvers.resolveArgument(parameter, mavContainer, request, dataBinderFactory);
continue;
} catch (Exception ex) {
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace(getArgumentResolutionErrorMessage("Error resolving argument", i), ex);
}
throw ex;
}
}
if (args[i] == null) {
String msg = getArgumentResolutionErrorMessage("No suitable resolver for argument", i);
throw new IllegalStateException(msg);
}
}
return args;
}

• 进入HandlerMethodArgumentResolverComposite的resolveArgument方法

public Object re
20000
solveArgument(
MethodParameter parameter, ModelAndViewContainer mavContainer,
NativeWebRequest webRequest, WebDataBinderFactory binderFactory)
throws Exception {
//首先获取参数解析器，这里获取的逻辑是首先从argumentResolverCache缓存中获取该MethodParameter匹配的HandlerMethodArgumentResolver。如果为空，遍历初始化定义的那24个。查找匹配的HandlerMethodArgumentResolver，然后添加至argumentResolverCache缓存中
HandlerMethodArgumentResolver resolver = getArgumentResolver(parameter);
Assert.notNull(resolver, "Unknown parameter type [" + parameter.getParameterType().getName() + "]");
//解析参数
return resolver.resolveArgument(parameter, mavContainer, webRequest, binderFactory);
}

• 然后进入HandlerMethodArgumentResolver的resolverArgument方法

public final Object resolveArgument(
MethodParameter parameter, ModelAndViewContainer mavContainer,
NativeWebRequest webRequest, WebDataBinderFactory binderFactory)
throws Exception {
//获取int的Class对象
Class<?> paramType = parameter.getParameterType();
//根据参数定义创建一个NamedValueInfo对象
NamedValueInfo namedValueInfo = getNamedValueInfo(parameter);
//根据参数名解析出对象的值
Object arg = resolveName(namedValueInfo.name, parameter, webRequest);
if (arg == null) {
if (namedValueInfo.defaultValue != null) {
arg = resolveDefaultValue(namedValueInfo.defaultValue);
}
else if (namedValueInfo.required) {
handleMissingValue(namedValueInfo.name, parameter);
}
arg = handleNullValue(namedValueInfo.name, arg, paramType);
}
else if ("".equals(arg) && (namedValueInfo.defaultValue != null)) {
arg = resolveDefaultValue(namedValueInfo.defaultValue);
}
//上面步骤获取的args是String类型，然后转换为方法参数所需要的类型(int)
if (binderFactory != null) {
WebDataBinder binder = binderFactory.createBinder(webRequest, null, namedValueInfo.name);
arg = binder.convertIfNecessary(arg, paramType, parameter);
}
handleResolvedValue(arg, namedValueInfo.name, parameter, mavContainer, webRequest);
return arg;
}

• 这个方法的职责是，首先获取paramType。也就是int对应的Class对象。然后根据parameter对象创建一个NamedValueInfo对象。这个对象存放的就是参数名、是否必须、参数默认值3个成员变量。然后进入resolverName方法解析参数，里面的逻辑其实很简单，就是根据方法的参数名来获取request中的参数。关键代码如下

String[] paramValues = webRequest.getParameterValues(name);
if (paramValues != null) {
arg = paramValues.length == 1 ? paramValues[0] : paramValues;
}

所以这里返回的值就是9999,这里返回的值还是String类型的。而需要的参数是int类型的。然后通过binder.coverIfNecessary方法把String转换为int类型返回。

对象绑定

• 新加一个方法，代码如下

@ResponseBody
@RequestMapping("/test2")
public String test2(User u){
System.out.println(u.toString());
return "test1";
}

• 这个请求的参数解析绑定便会交给ServletModelAttributeMethodProcessor这个类，在初始化argumentResolvers的时候。是会创建两个不同的ServletModelAttributeMethodProcessor对象的。

resolvers.add(new ServletModelAttributeMethodProcessor(false));
resolvers.add(new ServletModelAttributeMethodProcessor(true));

• 这两个有什么区别？进入supportsParameter方法看看

/**
*带有@ModelAttribute注解返回true
* parameter不是简单类型也返回true.
*/
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
if (parameter.hasParameterAnnotation(ModelAttribute.class)) {
return true;
}
else if (this.annotationNotRequired) {
return !BeanUtils.isSimpleProperty(parameter.getParameterType());
}
else {
return false;
}
}

• 虽然test2(User u)方法没有ModelAttribute注解，但是User.class不是简单类型。所以该MethodHandler的参数u还是会交给ServletModelAtttributeMethodProcessor处理。
• 看看ServletModelAttributeMethodProcessor的resolveArgument方法。它的resolveArgument是由父类ModelAttributeMethodProcessor具体实现的，代码如下。

/**
* 解析model中的参数，如果从ModelAndViewContainer未找到，直接通过反射实例化一个对象。具体实例化是通过父类的createAttribute方法，通过调用BeanUtils.instantiateClass方法来实例化的。这个对象便是后续传给test2(User u)方法的对象，但是此时创建的对象里面的值都还为空，注入值是通过bindRequestParameters方法来实现的。
*/
public final Object resolveArgument(
MethodParameter parameter, ModelAndViewContainer mavContainer,
NativeWebRequest request, WebDataBinderFactory binderFactory)
throws Exception {
String name = ModelFactory.getNameForParameter(parameter);
Object attribute = (mavContainer.containsAttribute(name)) ?
mavContainer.getModel().get(name) : createAttribute(name, parameter, binderFactory, request);
WebDataBinder binder = binderFactory.createBinder(request, attribute, name);
if (binder.getTarget() != null) {
//将请求绑定至目标binder的target对象，也就是刚刚创建的attribute对象。
bindRequestParameters(binder, request);
//如果有验证，则验证参数
validateIfApplicable(binder, parameter);
if (binder.getBindingResult().hasErrors()) {
if (isBindExceptionRequired(binder, parameter)) {
throw new BindException(binder.getBindingResult());
}
}
}
// Add resolved attribute and BindingResult at the end of the model
Map<String, Object> bindingResultModel = binder.getBindingResult().getModel();
mavContainer.removeAttributes(bindingResultModel);
mavContainer.addAllAttributes(bindingResultModel);
return binder.getTarget();
}

• 该方法的职责是实例化一个parameterType的对象，然后根据request和attribute、name创建一个WebDataBinder对象，其中。然后进入bindRequestParameters方法绑定，根据reqeust中的参数创建一个MutablePropertyValues对象。MutablePropertyValues里面存放了一个或多个PropertyValue，其中PropertyValue用于保存单个bean属性的相关信息，比如参数名、参数值。这里需要注意的是PropertyValue并不是保存request对象的所有参数属性信息。而是一个参数属性对应一个PropertyValue。比如这里的reqeust对象，携带了两个参数，name和age，便会分别创建两个PropertyValue对象。对应的MutablePropertyValues结构如下图

•  
• 创建MutablePropertyValues对象化后，进入DataBinder.applyPropertyValues(DataBinder.java line737)。会根据刚刚创建的User对象。创建一个BeanWrapperImpl对象，BeanWrapperImpl实现了PropertyAccessor（属性访问器）接口。这是spring-bean下的一个类，在Sping中，对Bean属性的存取都是通过BeanWrapperImpl类来实现的。BeanWarapperImpl在这里作用就是通过PropertyValue中的属性相关描述，注入到BeanWarapperImpl对应的java对象的属性中去。具体注入的方法是setPropertyValues，这个方法略复杂。它的职责简单总结起来就是根据属性名调用对应的set...方法。比如注入User对象的name属性时，通过反射获取setName方法。如果有该方法便调用。这也是为什么在定义SpringMVC model 对象需要set...方法。如果没有set方法，参数注入便会失败。

参数解析绑定总结

1. SpringMVC初始化时，RequestMappingHandlerAdapter类会把一些默认的参数解析器添加到argumentResolvers中。当SpringMVC接收到请求后首先根据url查找对应的HandlerMethod。
2. 遍历HandlerMethod的MethodParameter数组
3. 根据MethodParameter的类型来查找确认使用哪个HandlerMethodArgumentResolver，遍历所有的argumentResolvers的supportsParameter(MethodParameter parameter)方法。。如果返回true，则表示查找成功，当前MethodParameter，使用该HandlerMethodArgumentResolver。这里确认大多都是根据参数的注解已经参数的Type来确认。
4. 解析参数，从request中解析出MethodParameter对应的参数，这里解析出来的结果都是String类型。
5. 转换参数，把对应String转换成具体方法所需要的类型，这里就包括了基本类型、对象、List、Set、Map。

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