8Spring MVC系列（7）-DispatcherServlet处理请求流程源码分析
2021/9/12 1:05:18
本文主要是介绍8Spring MVC系列（7）-DispatcherServlet处理请求流程源码分析，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！
前言
在之前我们了解到了DispatcherServlet是如何初始化的，接下来我们了解下他是如何处理请求的呢？
Tomcat处理请求流程
首先，我们了解下Tomcat启动后是如何处理HTTP请求的？
文档来源
网络通信三要素
- IP地址：计算机在网络上的唯一标示,通过ip找到通信所在的机器
- 端口：端口是一台机器上不同程序的标示
- 传输协议：双方都遵守的传输数据的格式
HTTP工作原理
HTTP协议是浏览器与服务器之间的数据传送协议。作为应用层协议，HTTP是基于TCP/IP协议来传递数据的（HTML文件、图片、查询结果等），HTTP协议不涉及数据包(Packet )传输，主要规定了客户端和服务器之间的通信格式。
从图上你可以看到，这个过程是:
- 用户通过浏览器进行了一个操作，比如输入网址并回车，或者是点击链接，接着浏览器获取了这个事件。
- 浏览器向服务端发出TCP连接请求。
- 服务程序接受浏览器的连接请求，并经过TCP三次握手建立连接。
- 浏览器将请求数据打包成一个HTTP协议格式的数据包。
- 浏览器将该数据包接入网络，数据包经过网络传输，最终达到端服务程序。
- 服务端程序拿到这个数据包后，同样以HTTP协议格式解包，获取到客户端的意图。
- 得知客户端意图后进行处理，比如提供静态文件或者调用服务端程序获得动态结果。
- 服务器将响应结果(可能是HTML或者图片等)按照HTTP协议格式打包。
- 服务器将响应数据包推入网络，数据包经过网络传输最终达到到浏览器。
- 浏览器拿到数据包后，以HTTP协议的格式解包，然后解析数据，假设这里的数据是HTML。
- 浏览器将HTML文件展示在页面上。
Tomcat作为一个Servlet服务器，在这个过程中主要是接受连接、解析请求数据、处理请求和发送响应。
Tomcat整体架构
1. Http服务器请求处理
浏览器发给服务端的是一个Http格式的请求，Http服务器收到这个请求后，需要调用服务端程序来处理，所谓的服务端程序就是你写的Java类，一般来说不同的请求需要由不同的Java类来处理。
图1，表示HTTP服务器直接调用具体业务类，它们是紧耦合的。
图2，HTTP服务器不直接调用业务类，而是把请求交给容器来处理，容器通过servlet接口调用业务类。因此servlet接口和servlet容器的出现，达到了HTTP服务器与业务类解耦的目的。而servlet接口和servlet容器这一整套规范叫作servlet规范。Tomcat按照servlet规范的要求实现了servlet容器，同时它们也具有HTTP服务器的功能。
2. Servlet容器工作流程
为了解耦，HTTP服务器不直接调用servlet，而是把请求交给servlet容器来处理。
当客户请求某个资源时，HTTP服务器会用一个servletRequest对象把客户的请求信息封装起来，然后调用servlet容器的service方法，Servlet容器拿到请求后，根据请求的URL和Servlet的映射关系，找到相应的servlet，如果servlet还没有被加载，就用反射机制创建这个servlet，并调用servlet的init方法来完成初始化，接着调用servlet的service方法来处理请求，把servletResponse对象返回给HTTP服务器，HTTP服务器会把响应发送给客户端。
3. Tomcat整体架构
我们知道如果要设计一个系统，首先是要了解需求，我们已经了解了Tomcat要实现两个核心功能︰
-
处理socket连接，负责网络字节流与Request和Response对象的转化。
-
加载和管理servlet ，以及具体处理Request请求。
因此Tomcat设计了两个核心组件连接器(connector )和容器( container )来分别做这两件事情。连接器负责对外交流，容器负责内部处理。
Tomcat请求处理流程
步骤如下:
- Connector组件Endpoint中的Acceptor监听客户端套接字连接并接收socket。
- 将连接交给线程池Executor处理，开始执行请求响应任务
- Processor组件读取消息报文，解析请求行、请求体、请求头，封装成Request对象。
- Mapper组件根据请求行的URL值和请求头的Host值匹配由哪个Host容器、Context容器、wrapper容器处理请求。
- coyoteAdaptor组件负责将connector组件和Engine容器关联起来，把生成的Request对象和响应对象Rsponse传递到Engine容器中，调用Pipeline。
- Engine容器的管道开始处理，管道中包含若干个valve、每个valve负责部分处理逻辑。执行完valve后会执行基础的valve–
standardEnginevalve，负责调用Host容器的Pipeline。 - Host容器的管道开始处理，流程类似，最后执行Context容器的Pipeline.
- context容器的管道开始处理，流程类似，最后执行wrapper容器的pipeline.
- Wrapper容器的管道开始处理，流程类似，最后执行wrapper容器对应的servlet对象的处理方法。
DispatcherServlet处理请求流程
通过上面Tomcat处理流程分析，可以了解到，请求经过Tomcat一些列组件处理，再调用我们的servlet进行逻辑处理的。
1. 进入service()
之前分析了DispatcherServlet中初始化init的流程，当xServlet在处理请求时，会进入service方法。
DispatcherServlet中service进入的是父类FrameworkServlet中的service。
protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
// 1. 获取请求方式
HttpMethod httpMethod = HttpMethod.resolve(request.getMethod());
// 2. 请求方式不为null,并且不是PATCH 请求，调用父类的HttpServlet的service方法
if (httpMethod != HttpMethod.PATCH && httpMethod != null) {
super.service(request, response);
} else {
// 3. 处理请求
this.processRequest(request, response);
}
}
这里测试的是GET请求，所以上述代码会进入HttpServlet.service方法，根据不同的请求方式执行不同的do方法，
protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
String method = req.getMethod();
long lastModified;
// 1. 如果是GET
if (method.equals("GET")) {
// 2. 获取最后修改时间
lastModified = this.getLastModified(req);
if (lastModified == -1L) {
this.doGet(req, resp);
} else {
// 3. 最后修改时不是-1
// If-Modified-Since是标准的HTTP请求头标签，在发送HTTP请求时，把浏览器端缓存页面的最后修改时间一起发到服务器去，服务器会把这个时间与服务器上实际文件的最后修改时间进行比较。
// 如果时间一致，那么返回HTTP状态码304（不返回文件内容），客户端接到之后，就直接把本地缓存文件显示到浏览器中。
//如果时间不一致，就返回HTTP状态码200和新的文件内容，客户端接到之后，会丢弃旧文件，把新文件缓存起来，并显示到浏览器中。
long ifModifiedSince;
try {
ifModifiedSince = req.getDateHeader("If-Modified-Since");
} catch (IllegalArgumentException var9) {
ifModifiedSince = -1L;
}
if (ifModifiedSince < lastModified / 1000L * 1000L) {
this.maybeSetLastModified(resp, lastModified);
this.doGet(req, resp);
} else {
resp.setStatus(304);
}
}
} else if (method.equals("HEAD")) {
lastModified = this.getLastModified(req);
this.maybeSetLastModified(resp, lastModified);
this.doHead(req, resp);
} else if (method.equals("POST")) {
this.doPost(req, resp);
} else if (method.equals("PUT")) {
this.doPut(req, resp);
} else if (method.equals("DELETE")) {
this.doDelete(req, resp);
} else if (method.equals("OPTIONS")) {
this.doOptions(req, resp);
} else if (method.equals("TRACE")) {
this.doTrace(req, resp);
} else {
String errMsg = lStrings.getString("http.method_not_implemented");
Object[] errArgs = new Object[]{method};
errMsg = MessageFormat.format(errMsg, errArgs);
resp.sendError(501, errMsg);
}
}
2. 进入Doxx方法
上述进入service方法后，会根据不同的请求进入不同的Do方法，我们的GET请求会进入FrameworkServlet的doGet方法。
protected final void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
this.processRequest(request, response);
}
可以看到我们常用的请求方式，都会直接调用processRequest方法，只有doOptions、doTrace会做特殊处理。
FrameworkServlet的processRequest方法会对请求进行前置处理。
protected final void processRequest(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
// 系统时间
long startTime = System.currentTimeMillis();
Throwable failureCause = null;
// Local本地化 =》 zh_CN
LocaleContext previousLocaleContext = LocaleContextHolder.getLocaleContext();
// 构建LocaleContext
LocaleContext localeContext = this.buildLocaleContext(request);
// 获取当前绑定到线程的RequestAttributes
RequestAttributes previousAttributes = RequestContextHolder.getRequestAttributes();
// 构建ServletRequestAttributes
ServletRequestAttributes requestAttributes = this.buildRequestAttributes(request, response, previousAttributes);
// 获取异步管理器
WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);
asyncManager.registerCallableInterceptor(FrameworkServlet.class.getName(), new FrameworkServlet.RequestBindingInterceptor());
// 初始化ContextHolder
this.initContextHolders(request, localeContext, requestAttributes);
try {
// 调用doService
this.doService(request, response);
} catch (IOException | ServletException var16) {
failureCause = var16;
throw var16;
} catch (Throwable var17) {
failureCause = var17;
throw new NestedServletException("Request processing failed", var17);
} finally {
// 重新设置ContextHolder
this.resetContextHolders(request, previousLocaleContext, previousAttributes);
if (requestAttributes != null) {
requestAttributes.requestCompleted();
}
// 记录日志
this.logResult(request, response, (Throwable)failureCause, asyncManager);
// 发布事件 ContextHolder
this.publishRequestHandledEvent(request, response, startTime, (Throwable)failureCause);
}
}
3. 进入doService方法
在processRequest中会调用 this.doService方法，进入到DispatcherServlet。
DispatcherServlet.doService主要负责像request域对象中设置一些属性。
protected void doService(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
this.logRequest(request);
Map<String, Object> attributesSnapshot = null;
// request中存在属性javax.servlet.include.request_uri
if (WebUtils.isIncludeRequest(request)) {
attributesSnapshot = new HashMap();
Enumeration attrNames = request.getAttributeNames();
label116:
while(true) {
String attrName;
do {
if (!attrNames.hasMoreElements()) {
break label116;
}
attrName = (String)attrNames.nextElement();
} while(!this.cleanupAfterInclude && !attrName.startsWith("org.springframework.web.servlet"));
attributesSnapshot.put(attrName, request.getAttribute(attrName));
}
}
// 设置属性org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.CONTEXT
// org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.THEME_SOURCE
// org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.LOCALE_RESOLVER
request.setAttribute(WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, this.getWebApplicationContext());
request.setAttribute(LOCALE_RESOLVER_ATTRIBUTE, this.localeResolver);
request.setAttribute(THEME_RESOLVER_ATTRIBUTE, this.themeResolver);
request.setAttribute(THEME_SOURCE_ATTRIBUTE, this.getThemeSource());
if (this.flashMapManager != null) {
// FlashMap简单来说就是一个HashMap，用于数据保存
FlashMap inputFlashMap = this.flashMapManager.retrieveAndUpdate(request, response);
if (inputFlashMap != null) {
request.setAttribute(INPUT_FLASH_MAP_ATTRIBUTE, Collections.unmodifiableMap(inputFlashMap));
}
request.setAttribute(OUTPUT_FLASH_MAP_ATTRIBUTE, new FlashMap());
request.setAttribute(FLASH_MAP_MANAGER_ATTRIBUTE, this.flashMapManager);
}
RequestPath previousRequestPath = null;
if (this.parseRequestPath) {
previousRequestPath = (RequestPath)request.getAttribute(ServletRequestPathUtils.PATH_ATTRIBUTE);
ServletRequestPathUtils.parseAndCache(request);
}
try {
// 执行调度!!!
this.doDispatch(request, response);
} finally {
if (!WebAsyncUtils.getAsyncManager(request).isConcurrentHandlingStarted() && attributesSnapshot != null) {
this.restoreAttributesAfterInclude(request, attributesSnapshot);
}
if (this.parseRequestPath) {
ServletRequestPathUtils.setParsedRequestPath(previousRequestPath, request);
}
}
}
4. 进入doDispatch方法开始调度
经过之前的一系列处理，终于进入DispatcherServlet的doDispatch开始对请求进行调度处理。
protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
HttpServletRequest processedRequest = request;
HandlerExecutionChain mappedHandler = null; // 执行链，包含当前拦截器、处理器（controller方法）、拦截器索引。
boolean multipartRequestParsed = false;
WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);
try {
try {
ModelAndView mv = null;
Object dispatchException = null;
try {
// 1. 检查请求是否是multipart（即文件上传）
processedRequest = this.checkMultipart(request);
multipartRequestParsed = processedRequest != request;
// 2. 通过handermapping映射获取HandlerExecutionChain（处理链中包括了interceptor的前置和后置方法）
mappedHandler = this.getHandler(processedRequest);
if (mappedHandler == null) {
this.noHandlerFound(processedRequest, response);
return;
}
// 3. 根据处理器（handler及HandlerExecutionChain）获取处理器适配器（处理器适配器是为了提供统一接口进行后续处理，从而支持多种类型的处理器）
HandlerAdapter ha = this.getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
String method = request.getMethod();
boolean isGet = HttpMethod.GET.matches(method);
if (isGet || HttpMethod.HEAD.matches(method)) {
long lastModified = ha.getLastModified(request, mappedHandler.getHandler());
if ((new ServletWebRequest(request, response)).checkNotModified(lastModified) && isGet) {
return;
}
}
// 4. 调用拦截器的PreHandle方法，循环拦截器。
if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
return;
}
// 5. 处理器适配器执行控制器方法。也就是controller中的方法，处理参数，类型转换等。
mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
return;
}
this.applyDefaultViewName(processedRequest, mv);
// 6. 调用拦截器的PostHandle。
mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
} catch (Exception var20) {
dispatchException = var20;
} catch (Throwable var21) {
dispatchException = new NestedServletException("Handler dispatch failed", var21);
}
// 7. 后续处理
this.processDispatchResult(processedRequest, response, mappedHandler, mv, (Exception)dispatchException);
} catch (Exception var22) {
this.triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler, var22);
} catch (Throwable var23) {
this.triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler, new NestedServletException("Handler processing failed", var23));
}
} finally {
if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
if (mappedHandler != null) {
mappedHandler.applyAfterConcurrentHandlingStarted(processedRequest, response);
}
} else if (multipartRequestParsed) {
this.cleanupMultipart(processedRequest);
}
}
}
处理器、拦截器处理完成后，最终进入到processDispatchResult进行后续处理。
private void processDispatchResult(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, @Nullable HandlerExecutionChain mappedHandler, @Nullable ModelAndView mv, @Nullable Exception exception) throws Exception {
boolean errorView = false;
// 1. 如果有异常，processHandlerException处理异常
if (exception != null) {
if (exception instanceof ModelAndViewDefiningException) {
this.logger.debug("ModelAndViewDefiningException encountered", exception);
mv = ((ModelAndViewDefiningException)exception).getModelAndView();
} else {
Object handler = mappedHandler != null ? mappedHandler.getHandler() : null;
mv = this.processHandlerException(request, response, handler, exception);
errorView = mv != null;
}
}
if (mv != null && !mv.wasCleared()) {
this.render(mv, request, response);
if (errorView) {
WebUtils.clearErrorRequestAttributes(request);
}
} else if (this.logger.isTraceEnabled()) {
this.logger.trace("No view rendering, null ModelAndView returned.");
}
if (!WebAsyncUtils.getAsyncManager(request).isConcurrentHandlingStarted()) {
if (mappedHandler != null) {
// 3. afterCompletion
mappedHandler.triggerAfterCompletion(request, response, (Exception)null);
}
}
}
最终，执行一些finally方法，请求处理流程就结束了，具体某些处理细节，后续会再慢慢介绍。
这篇关于8Spring MVC系列（7）-DispatcherServlet处理请求流程源码分析的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！
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