Spring MVC源码解析之组件解析：HandlerMapping和HandlerAdapter实现原理

介绍

3月份的时候由于疫情被裁员，换了一家公司，结果来了这个公司一看代码就晕了，我熟悉的@RequestMapping注解哪去了？不用@RequestMapping注解怎么做映射啊？然后看了一波文档，原来映射规则是这样做的，有如下一个Controller类

@View
public class UserApi {

public String index() {
return "index";
}

public String test() {
return "test";
}
}

用@View注解来表明这是一个Controller类
当访问http://userApi/index.json的时候调用的是UserApi类的index方法
当访问http://userApi/test.json的时候调用的是UserApi类的test方法

即映射规则是类名+方法名+.json，姿势确实够骚。后续我写个demo给大家演示一下是怎么做到的。先来分析一下Spring MVC原生的映射规则是怎么做到的，搞懂了Spring MVC原生的映射规则，再骚的映射规则照样能看懂。

先来回忆一下Spring MVC的执行过程

HandlerMapping是根据请求的url找到对应的handler（你暂且可以认为你写的controller类）
HandlerAdapter则是根据找到的handler执行对应的方法，然后返回ModelAndView

Spring MVC将Handler的查找和执行分开了，你觉得哪个不好用，就把它替换一下

Handler的三种实现方式

前面之所以说Handler，是因为在Spring MVC中，Handler常见的实现方式有三种，虽然一般我们只用@RequestMapping注解

实现Controller接口

@Component("/index")
public class IndexController implements Controller {

@Override
public ModelAndView handleRequest(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
response.getWriter().write("IndexController");
return null;
}
}

访问http://localhost:8080/index，页面输出IndexController，这里需要说明的有2点

1. 当Handler放回的ModelAndView为null时，后续ViewResolver查找View，View进行渲染的过程会被省略
2. @Component注解的value值必须以/开头，后续会说原因

实现HttpRequestHandler接口

@Component("/address")
public class AddressController implements HttpRequestHandler {
@Override
public void handleRequest(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
response.getWriter().write("AddressController");
}
}

访问http://localhost:8080/address，页面输出AddressController

使用@RequestMapping注解

这种方式大家应该很熟悉了，就不再介绍了

HandlerMapping

HandlerMapping接口定义如下

public interface HandlerMapping {

// 根据请求获取HandlerExecutionChain
@Nullable
HandlerExecutionChain getHandler(HttpServletRequest request) throws Exception;

}

HandlerExecutionChain的定义也很简单，是对Handler和这个Handler执行前后要执行的拦截器的封装

public class HandlerExecutionChain {

private final Object handler;

@Nullable
private List<HandlerInterceptor> interceptorList;

}

DispatcherServlet有一个成员变量

private List<HandlerMapping> handlerMappings;

当通过请求找Handler时，会依次调用handlerMappings的handler方法，找到第一个不为null的handler则返回，继续后面的流程，如果遍历完handlerMappings，handler还为null，则报404的错误。

Spring MVC有三种映射策略

映射策略	实现类
简单url映射	SimpleUrlHandlerMapping
BeanName映射	BeanNameUrlHandlerMapping
@RequestMapping映射	RequestMappingHandlerMapping

各自的实现我就不放源码了，说一下主要思路，思路理解了，追着看源码就很容易理解了

BeanNameUrlHandlerMapping

上面演示Handler的三种写法的时候已经演示了BeanNameUrlHandlerMapping的作用了@Componet注解的值和请求的url相同，这种映射关系还挺简单的哈，当然支持统配符哈

注册

在Spring启动过程中，会拿到所有以/开头的BeanName，并注册到AbstractUrlHandlerMapping类的成员变量handlerMap 中，注册的时候key重复会报异常

// AbstractUrlHandlerMapping
Map<String, Object> handlerMap = new LinkedHashMap<>();

其中key为@Component的value值，value为@Component修饰的类

查找

查找的时候分为如下几步，因为要考虑统配符的存在，所以不可能是简单的get

1. 先直接从handlerMap中，如果不为空则直接返回
2. 遍历handlerMap，调用AntPathMatcher的匹配方法，看请求的路径和注册的路径是否有匹配的。如果有多个匹配，则对匹配的路径进行排序。选出最优的，返回对应的Handler
3. 如果还是没有找到，则返回null

这个查找的逻辑我举个例子

@Test
public void test1() {
AntPathMatcher pathMatcher = new AntPathMatcher();
Assert.assertTrue(pathMatcher.match("index/user", "index/user"));
Assert.assertTrue(pathMatcher.match("index/**", "index/product/a"));
Assert.assertTrue(pathMatcher.match("index/**/a", "index/product/a"));
}

如果有如下3个handler

@Component("/index/user")
public class AController implements Controller
@Component("/index/**")
public class BController implements Controller
@Component("/index/**/a")
public class CController implements Controller

则初始化完后handlerMap为

"/index/user" -> AController
"/index/**" -> BController
"/index/**/a" -> CController

当访问/index/user，能直接从map中取出AController然后返回

当访问index/product/a，直接从map中拿不到，就开始遍历key做路径匹配，结果发现有2个路径index/**和/index/**a匹配

因为有2个路径符合，所以排序，排序后得到的最优路径为index/**/a，取出CController，然后执行

SimpleUrlHandlerMapping

这个其实和BeanNameUrlHandlerMapping差不多，只是需要Handler对应的路径，而不是把BeanName作为路径

还是以上面的IndexController和AddressController为例，不用@Component指定BeanName，则默认为类名，首字母小写

@Component
public class IndexController implements Controller
@Component
public class AddressController implements HttpRequestHandler

增加如下配置类

@Configuration
public class HandlerMappingConfig {

@Autowired
private AddressController addressController;

@Bean
public SimpleUrlHandlerMapping simpleUrlHandlerMapping() {
SimpleUrlHandlerMapping mapping = new SimpleUrlHandlerMapping();
Map<String, Object> urlMap = new HashMap<>();
urlMap.put("/indexV2", "indexController");
urlMap.put("/addressV2", addressController);
mapping.setUrlMap(urlMap);
return mapping;
}
}

访问http://localhost:8080/indexV2，输出IndexController
访问http://localhost:8080/addressV2，输出AddressController

注册

注册的逻辑和BeanNameUrlHandlerMapping相似，也是将映射关系存在AbstractUrlHandlerMapping类的成员变量handlerMap 中

// AbstractUrlHandlerMapping
Map<String, Object> handlerMap = new LinkedHashMap<>();

key为SimpleUrlHandlerMapping的urlMap中指定的路径，value为urlMap中指定的Handler，当然如果urlMap中指定的Handler为一个String，则会从容器中找到相应的实现类注册进去

查找

查找的逻辑和BeanNameUrlHandlerMapping的逻辑一样，因为2个类的映射关系都存在
AbstractUrlHandlerMapping中，并且各自没有重新查找的逻辑

RequestMappingHandlerMapping

@RequestMapping的对应的RequestMappingHandlerMapping和RequestMappingHandlerAdapter应该是Spring MVC中最复杂的部分了。因为RequestMappingHandlerMapping和RequestMappingHandlerAdapter各成体系，包含了大量组件来协同工作，单开一篇来分享把。这篇就只分享映射关系的注册，查找过程

注册

之前的映射关系，是直接存在Map中，而RequestMappingHandlerMapping的映射关系是存在AbstractHandlerMethodMapping的内部类MappingRegistry的成员变量中的

class MappingRegistry {

// 从RequestMappingInfoHandlerMapping类上可以看到T为RequestMappingInfo
// RequestMappingInfo -> HandlerMethod
private final Map<T, HandlerMethod> mappingLookup = new LinkedHashMap<>();

// 不包含通配符的url -> List<RequestMappingInfo>
// 这里为什么是一个List呢？因为一个url有可能对应多个方法
// 即这些方法的@RequestMapping注解path属性一样，但是其他属性不一样
private final MultiValueMap<String, T> urlLookup = new LinkedMultiValueMap<>();
}

我只放2个分析用到的属性，其余的属性就不分析了

1. spring容器在启动的时候，会拿到所有的bean，判断这个bean上是否有Controller或者RequestMapping注解，如果有则执行后面的步骤
2. 解析类上的@RequestMapping注解，将其信息封装为RequestMappingInfo
3. 将RequestMappingInfo及其对应的HandlerMethod注册到mappingLookup中
4. 如果@RequestMapping指定的url没有通配符，则将url -> RequestMappingInfo注册到urlLookup中

举个例子，假如有如下一个Controller

@RestController
@RequestMapping("manage")
public class ProductController {

@RequestMapping("product/*")
public String index() {
return "product";
}

@RequestMapping(value = "user", method = {RequestMethod.GET})
public String userByGet() {
return "userByGet";
}

@RequestMapping(value = "user", method = {RequestMethod.POST})
public String userByPost() {
return "userByPost";
}
}

初始化完成后2个Map的值为

查找

查找的过程还是和上面提到的2个Map有关

urlLookup
key=不包含通配符的url
value=List<RequestMappingInfo>

mappingLookup
key=RequestMappingInfo
value=HandlerMethod

1. 先根据url从urlLookup中查找对应的RequestMappingInfo，如果找到的List不为空，则判断其他匹配条件是否符合
2. 如果其他条件也有符合的（params，headers等），则不再遍历所有的RequestMappingInfo，否则遍历所有的RequestMappingInfo，因为考虑到有通配符形式的url所以必须遍历所有的RequestMappingInfo才能找出来符合条件的
3. 如果最终找到的RequestMappingInfo有多个，则按照特定的规则找出一个最匹配的，再从mappingLookup返回其对应的HandlerMethod

可能有小伙伴有很多疑惑，为什么一个不含通配符的url会有多个handler。
因为用@RequestMapping标记后，请求时不只要路径匹配就可以，还有很多其他条件。
上面不就演示了一个因为方法不同，导致了一个url会有多个handler吗？

如果找到多个符合条件的Handler，返回最优Handler的过程也比较麻烦，不再像之前的SimpleUrlHandlerMapping只考虑路径就可以了，还要考虑其他的条件，比较复杂，就不再分析了

总之注册和查找的过程主要和这2个map打交道，总体来说也不复杂

HandlerAdapter

接口定义如下

public interface HandlerAdapter {

// 该适配器是否能支持指定处理器
boolean supports(Object handler);

// 执行处理逻辑，返回 ModelAndView
@Nullable
ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception;

// 请求的目标资源最近一次的修改时间
long getLastModified(HttpServletRequest request, Object handler);

}

DispatcherServlet有一个成员变量

private List<HandlerAdapter> handlerAdapters;

当通过HandlerMapping找到Handler后，会依次调用handlerAdapters的supports方法，找到第一个返回true的HandlerAdapter，然后调用HandlerAdapter的handle方法，完成执行。

常用的HandlerAdapter如下

类名	作用
HttpRequestHandlerAdapter	执行实现了HttpRequestHandler接口的Handler
SimpleControllerHandlerAdapter	执行实现了Controller接口的Handler
RequestMappingHandlerAdapter	执行Handler类型是HandlerMethod及其子类的Handler，RequestMappingHandlerMapping返回的Handler是HandlerMethod类型

HttpRequestHandlerAdapter

public class HttpRequestHandlerAdapter implements HandlerAdapter {

@Override
public boolean supports(Object handler) {
return (handler instanceof HttpRequestHandler);
}

@Override
@Nullable
public ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)
throws Exception {

((HttpRequestHandler) handler).handleRequest(request, response);
return null;
}

}

强转为HttpRequestHandler然后调用handleRequest方法，最后返回null，当ModelAndView为null的时候，ViewResolver查找View，并且View进行渲染的过程会被省略

SimpleControllerHandlerAdapter

public class SimpleControllerHandlerAdapter implements HandlerAdapter {

@Override
public boolean supports(Object handler) {
return (handler instanceof Controller);
}

@Override
@Nullable
public ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)
throws Exception {

return ((Controller) handler).handleRequest(request, response);
}

}

直接强转然后调用handleRequest方法

RequestMappingHandlerAdapter

public class RequestMappingHandlerAdapter extends AbstractHandlerMethodAdapter
implements BeanFactoryAware, InitializingBean {

// 参数解析器，对各种参数注解如@PathVariable，@RequestParam的的支持
@Nullable
private List<HandlerMethodArgumentResolver> customArgumentResolvers;

// 返回值处理器，如当方法或类上有@ResponseBody注解时，用消息转换器转为json
@Nullable
private List<HandlerMethodReturnValueHandler> customReturnValueHandlers;

// 消息转换器，对@RequestBody @ResponseBody注解的支持
private List<HttpMessageConverter<?>> messageConverters;

}

RequestMappingHandlerAdapter自成体系，包含了大量组件对请求进行处理，如参数解析器，返回值处理器等。

RequestMappingHandlerAdapter的handler函数在父类AbstractHandlerMethodAdapter中，定义如下

public final boolean supports(Object handler) {
return (handler instanceof HandlerMethod && supportsInternal((HandlerMethod) handler));
}

其中RequestMappingHandlerAdapter重写了supportsInternal方法，永远返回true，即RequestMappingHandlerAdapter支持Handler类型是HandlerMethod的Handler

而RequestMappingHandlerMapping返回的Handler类型就是HandlerMethod，因此可以知道@RequestMapping对应的HandlerMapping是RequestMappingHandlerMapping，对应的HandlerAdapter是RequestMappingHandlerAdapter

HandlerMethod的定义也很简单，封装了要执行方法所对应的类，方法，参数。这样直接就能通过反射来执行。

public class HandlerMethod {

// 封装的handler的类
private final Object bean;

// 封装的handler的方法
private final Method bridgedMethod;

// 封装方法的参数
private final MethodParameter[] parameters;

}

method.invoke(obj, args);

所以你看真正执行的过程也不复杂，但在执行前后有个很多组件参与，如参数解析器，返回值处理器等，就导致这个类有点复杂，再开文章分享把

总结

Spring MVC为什么要搞这么多HandlerMapping和HandlerAdapter呢？

主要还是为了适应不同的场景，静态资源的请求用SimpleUrlHandlerMapping是不是特别方便，逻辑清晰还容易调试。而RequestMappingHandlerMapping则比较适合写业务，因为能适应复杂多变的场景

最开始提到的映射规则如何实现？

其实很简单，写一个HandlerMapping的实现类，返回HandlerMethod，这样只改变了查找过程，后续执行的过程没有改变，因此各种参数注解@RequestParam，@RequestBody，@PathVariable等都可以使用

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