当前位置：首页 > news >正文

SpringMVC 执行原理

news 2025/7/18 7:13:46

Servlet 介绍

1.1 Servlet 规范

Servlet（Server Applet）是由 Sun 公司（现 Oracle）制定的 Java Web 应用程序组件规范，定义了 Java Web 服务器与 Java 应用程序之间的通信协议，是 Java EE 平台的核心规范之一。最新版本为 Servlet 6.0（JSR 378），于 2021 年发布，主要增强了对 HTTP/2、WebSocket 和异步处理的支持。

规范定义了 Servlet 组件的设计标准、API 接口、生命周期规则 以及 Servlet 与 Web 容器的交互方式

1.2 Servlet 容器

Servlet 规范规定了 Servlet 容器如何加载 Servlet、映射 URL、传递请求等细节，也称为 Web 容器 或 Servlet 引擎，是 Java Web 应用的运行环境。

Servlet 容器是 Java Web 技术的基石，它将底层网络通信、协议解析和组件生命周期管理抽象为标准化接口，使开发者只需关注业务逻辑。从轻量级的 Tomcat 到企业级的 WildFly，不同容器针对性能、功能和场景做了优化。

1.3 Servlet 接口

Java Servlet（Java服务器小程序）是 遵循 Servlet 规范的具体实现类，基于Java技术的Web组件，运行在服务器端，它由 Servlet 容器所管理，用于生成动态的内容。

1.3.1 Servlet 接口生命周期

1）实例化：Servlet容器实例化servlet，每个Servlet类只有一个实例

2）init()：容器启动时初始化 Servlet（仅初始化一次）；

3）service()：是Servlet的核心，客户端请求时，Servlet 对象的service()方法会被调用，而且传递给这个方法一个“请求”（ServletRequest）对象和一个“响应”（ServletResponse）对象作为参数；

默认的服务功能是调用与HTTP请求的方法相应的do功能。每次请求Servlet容器都会将service放入线程池中执行。连接池是在Web容器（Tomcat）中配置和管理处理请求时调用，根据请求方法（GET/POST 等）分发到具体方法；

4）destroy()：容器关闭时销毁 Servlet 时调用，释放资源；

1.3.2 Servlet 接口使用

在 Servlet 3.0 规范之前，Servlet 通过 web.xml 中进行配置。在 Servlet 3.0 规范中，引入了 ServletContainerInitializer，用于在 Servlet 容器启动时动态注册 Servlet、Filter、Listener 等组件，无需在 web.xml 中进行硬编码配置。

Servlet 容器通过 Java 的 SPI 机制发现 ServletContainerInitializer 的实现类。

实现类需在 META-INF/services/javax.servlet.ServletContainerInitializer 文件中声明全限定名。

1）ServletContainerInitializer 的代码如下：

public interface ServletContainerInitializer {/*** @param c：实现该接口的类中添加的 @HandlesTypes 注解指定的类的集合（若未指定则为 null）* @param ctx：ServletContext 对象提供了 addServlet()、addListener()、addFilter() 等方法*/public void onStartup(Set<Class<?>> c, ServletContext ctx)throws ServletException; 
}

2）示例

@HandlesTypes(MyWebServlet.class)
public class MyContainerInitializer implements ServletContainerInitializer {@Overridepublic void onStartup(Set<Class<?>> classes, ServletContext ctx) {// classes 为 MyWebServlet 类集合// 使用 ctx 动态添加 Servlet、Listener、Filter 等}
}

1.4 过滤器 Filter

1.4.1 Filter 简介

Filter 是 Servlet 规范中的组件，用于拦截请求和响应，在请求到达 Servlet 之前或响应返回客户端之前进行预处理或后处理。可用于字符编码转换、权限验证、日志记录、请求限流、敏感信息过滤等。

1.4.2 Filter生命周期

1）init()：初始化参数，在创建Filter时自动调用。如果需要设置初始化参数的时候，可以写到该方法中；

2）doFilter()：请求先经过 Filter 的doFilter() 方法，该方法传入 FilterChain 参数。预处理后，调用 FilterChain 的 doFilter() 方法，执行下一个 Filter 或执行 Servlet。如果需要后处理，在执行 FilterChain.doFilter() 方法之后执行；

3）destory()：Filter 销毁时调用；

1.5 监听器 Listener

Listener 是 Servlet 规范中的组件，用于监听 Servlet 容器中的事件（如对象创建 / 销毁、属性变更等），并在事件发生时执行相应逻辑。可用于应用初始化（如加载配置文件）、在线用户统计、资源释放、性能监控等。

Servlet 规范中提供了三大类对象的变化的监听：

1）ServletContext（应用上下文）：监听应用上下文的生命周期和属性变化

a）ServletContextListener：监听 ServletContext 的创建和销毁。如：加载配置文件、初始化数据库连接池、启动定时任务；
b）ServletContextAttributeListener：监听 ServletContext 属性的添加、删除和修改。如全局变量变更监控、应用状态统计；

2）HttpSession（会话）：监听会话的生命周期和属性变化

a）HttpSessionListener：监听 HttpSession 的创建和销毁。如在线用户统计、会话持久化；
b）HttpSessionAttributeListener：监听 HttpSession 属性的添加、删除和修改。如用户权限变更监听、敏感数据访问审计；
c）HttpSessionIdListener（Servlet 3.1+）：监听 Session ID 的变更（如防止 Session 固定攻击）；
d）HttpSessionActivationListener：监听 HttpSession 的钝化（Passivate）和活化（Activate）。如分布式会话管理、会话持久化；

3）ServletRequest（请求）：监听请求的生命周期和属性变化

a）ServletRequestListener：监听 ServletRequest 的创建和销毁。如请求耗时统计、请求日志记录；
b）ServletRequestAttributeListener：监听 ServletRequest 属性的添加、删除和修改。如请求范围内的变量监控；

4）特殊监听器

a）AsyncListener（Servlet 3.0+）：监听异步请求的生命周期。如异步请求的异常处理、资源释放；
b）HttpSessionBindingListener：监听对象与 Session 的绑定和解绑。如资源自动释放（如对象从 Session 移除时关闭数据库连接）；

Spring MVC 原理

Spring MVC 是基于 Servlet API 的强大 Web 框架，采用 MVC（Model-View-Controller）架构模式，通过 DispatcherServlet 统一处理请求，并利用组件化设计实现了请求映射、参数解析、视图渲染等功能的解耦。

2.1 DispatcherServlet 的结构树：

DispatcherServlet 实现了 Serlvet 接口。

2.2 DispatcherServlet 请求执行的流程

在 Spring MVC 中，DispatcherServlet 的映射路径配置为“/”，即映射所有的请求。当客户端有请求到服务端时，先通过 DispatcherServlet，通过 DispatherServlet 再进行分发。执行流程如下：

2.3 DispatcherServlet 注册到容器

2.3.1 通过 web.xml 配置

对于外部 Servlet 容器或早期的 Web 项目，更多采用 web.xml 配置的方式将 DispatcherServlet 添加到容器中。

核心代码如下：

    <servlet><!--servlet名字，随意 --><servlet-name>spring</servlet-name><servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class><load-on-startup>1</load-on-startup></servlet><servlet-mapping><!--servlet名字 --><servlet-name>spring</servlet-name><!--拦截所有请求，对静态文件会有问题，在spring-servlet.xml中解决 --><url-pattern>/</url-pattern></servlet-mapping>

2.3.2 通过 SpringServletContainerInitializer 加入

Spring MVC 也可通过 SpringServletContainerInitializer，实现在 Servlet 容器启动时动态注册 DispatcherServlet。

以下源码版本为 Spring-framework 5.x

1）SpringServletContainerInitializer 源码如下：

/*** Spring Servlet容器初始化器*/
@HandlesTypes(WebApplicationInitializer.class)
public class SpringServletContainerInitializer implements ServletContainerInitializer {@Overridepublic void onStartup(@Nullable Set<Class<?>> webAppInitializerClasses, ServletContext servletContext)throws ServletException {// 获取所有实现WebApplicationInitializer的类对象List<WebApplicationInitializer> initializers = new LinkedList<>();if (webAppInitializerClasses != null) {for (Class<?> waiClass : webAppInitializerClasses) {// Be defensive: Some servlet containers provide us with invalid classes,// no matter what @HandlesTypes says...if (!waiClass.isInterface() && !Modifier.isAbstract(waiClass.getModifiers()) &&WebApplicationInitializer.class.isAssignableFrom(waiClass)) {try {// 反射，创建实例initializers.add((WebApplicationInitializer)ReflectionUtils.accessibleConstructor(waiClass).newInstance());}catch (Throwable ex) {throw new ServletException("Failed to instantiate WebApplicationInitializer class", ex);}}}}if (initializers.isEmpty()) {servletContext.log("No Spring WebApplicationInitializer types detected on classpath");return;}servletContext.log(initializers.size() + " Spring WebApplicationInitializers detected on classpath");// 进行排序AnnotationAwareOrderComparator.sort(initializers);// 遍历执行初始化器for (WebApplicationInitializer initializer : initializers) {initializer.onStartup(servletContext);}}}

在 onStartup() 方法中，实例化 WebApplicationInitializer 实例，执行 WebApplicationInitializer 的 onStartup() 方法。Spring 源码中有实现该接口的抽象类 AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer。

此种实现方式，需要项目中自定义实现 WebApplicationInitializer 的类。

示例：Spring Boot项目采用外置 War 包部署的实现。

1）自定义类，继承 SpringBootServletInitializer。

public class MyServletInitializer extends SpringBootServletInitializer {@Overrideprotected SpringApplicationBuilder configure(SpringApplicationBuilder application) {return application.sources(MyApplication.class);}
}

2）创建 MyApplication 类。该类为 SpringBoot 的启动类

@SpringBootApplication(exclude = { DataSourceAutoConfiguration.class })
public class MyApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(MyApplication.class, args);}
}

原理：SpringBootServletInitializer 实现了 WebApplicationInitializer 接口

public abstract class SpringBootServletInitializer implements WebApplicationInitializer {}

2.3.3 SpringBoot 自动装载

在 SpringBoot 中，通过 DispatcherServletAutoConfiguration 自动配置类，如果系统中没有定义 DispatcherServlet 类，则创建一个 DispatcherServlet 。同时，会自动创建 DispatcherServletRegistrationBean 对象。该对象实现了 ServletContextInitializer。在onStatrup() 方法中，将 DispatcherServlet 添加到 ServletContext 中。