Spring MVC 框架解析

📕我是廖志伟,一名Java开发工程师、《Java项目实战——深入理解大型互联网企业通用技术》(基础篇)、(进阶篇)、(架构篇)清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、优快云博客专家、阿里云专家博主、51CTO专家博主、产品软文专业写手、技术文章评审老师、技术类问卷调查设计师、幕后大佬社区创始人、开源项目贡献者。

📘拥有多年一线研发和团队管理经验,研究过主流框架的底层源码(Spring、SpringBoot、SpringMVC、SpringCloud、Mybatis、Dubbo、Zookeeper),消息中间件底层架构原理(RabbitMQ、RocketMQ、Kafka)、Redis缓存、MySQL关系型数据库、 ElasticSearch全文搜索、MongoDB非关系型数据库、Apache ShardingSphere分库分表读写分离、设计模式、领域驱动DDD、Kubernetes容器编排等。不定期分享高并发、高可用、高性能、微服务、分布式、海量数据、性能调优、云原生、项目管理、产品思维、技术选型、架构设计、求职面试、副业思维、个人成长等内容。

Java程序员廖志伟

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一、基础架构

Spring MVC 是 Spring 框架的一部分,它提供了一个全面的 MVC(Model-View-Controller)模式实现,用于开发基于 Java 的 Web 应用程序。以下是对 Spring MVC 基础架构的详细描述:

  1. 前端控制器模式 Spring MVC 采用前端控制器模式,其中控制器(Controller)负责接收用户请求,处理业务逻辑,并选择合适的视图(View)进行展示。这种模式将业务逻辑、数据表示和用户交互分离,提高了代码的可维护性和可扩展性。在技术实现上,Spring MVC 使用 DispatcherServlet 作为前端控制器,它负责拦截所有进入应用程序的请求,并委托给相应的处理器(Controller)进行处理。

  2. MVC组件协作流程 在 Spring MVC 中,组件之间的协作流程如下:

    • 用户发送请求到前端控制器(DispatcherServlet)。
    • 前端控制器根据请求信息,通过处理器映射(HandlerMapping)找到对应的处理器(Controller)。
    • 处理器(Controller)处理请求,返回一个视图名或模型(Model)。
    • 前端控制器通过视图解析器(ViewResolver)找到对应的视图。
    • 视图渲染模型数据,生成最终的响应内容。在这个过程中,Spring MVC 使用了请求处理链(HandlerExecutionChain)来管理请求的执行过程,包括拦截器(Interceptor)和处理器适配器(HandlerAdapter)。
  3. RESTful支持 Spring MVC 支持RESTful风格的URL设计,使得Web服务更加简洁、易于理解和维护。RESTful风格的URL通常使用HTTP方法(GET、POST、PUT、DELETE等)来表示资源的操作。在技术实现上,Spring MVC 通过@RequestMapping注解和控制器方法中的参数类型来映射HTTP请求到具体的处理器方法,从而实现RESTful风格的URL设计。

二、核心组件

  1. 控制器(Controller) 控制器是 Spring MVC 的核心组件,负责接收请求、处理业务逻辑和返回响应。以下是对控制器相关知识的详细描述:

    • 注解驱动开发:Spring MVC 使用注解来简化控制器开发,如@Controller、@RequestMapping等。在技术实现上,这些注解被Spring MVC的扫描器(ComponentScan)识别,并注册到Spring容器中。
    • 请求映射规则:通过@RequestMapping注解,可以指定控制器方法处理的具体URL。在技术实现上,RequestMappingHandlerMapping负责解析@RequestMapping注解,并将请求映射到对应的处理器方法。
    • 返回值处理:控制器方法可以返回字符串、对象、视图名等,Spring MVC 会根据返回值类型进行处理。在技术实现上,处理器适配器(HandlerAdapter)根据返回值类型,选择合适的视图解析器(ViewResolver)或直接返回响应。
  2. 视图解析器(ViewResolver) 视图解析器负责将视图名转换为具体的视图对象。以下是对视图解析器相关知识的详细描述:

    • 模板引擎集成:Spring MVC 支持多种模板引擎,如JSP、Thymeleaf、Freemarker等。在技术实现上,视图解析器根据视图名和配置的模板引擎,将视图名转换为对应的模板引擎实例。
    • 内容协商策略:根据请求头中的Accept类型,选择合适的视图进行渲染。在技术实现上,Spring MVC的响应头处理机制负责解析请求头,并根据协商策略选择合适的视图。
  3. 处理器映射(HandlerMapping) 处理器映射负责将请求映射到对应的处理器方法。以下是对处理器映射相关知识的详细描述:

    • 默认实现类:Spring MVC 默认使用RequestMappingHandlerMapping作为处理器映射。在技术实现上,RequestMappingHandlerMapping通过解析@RequestMapping注解,将请求映射到对应的处理器方法。
    • 自定义映射规则:可以通过实现HandlerMapping接口,自定义处理器映射规则。在技术实现上,自定义的处理器映射需要实现findHandler方法,返回对应的处理器实例。
    • 拦截器链:处理器映射可以配置拦截器,对请求进行处理。在技术实现上,拦截器通过实现HandlerInterceptor接口,在请求处理链中插入自己的逻辑。

三、数据处理

  1. 参数绑定机制 Spring MVC 提供了强大的参数绑定机制,可以将请求参数绑定到控制器方法的参数上。以下是对参数绑定机制相关知识的详细描述:

    • 类型转换:Spring MVC 可以自动将请求参数转换为相应的Java类型。在技术实现上,类型转换器(TypeConverter)负责将请求参数转换为Java类型。
    • 自定义转换器:可以通过实现Converter接口,自定义参数转换逻辑。在技术实现上,自定义的转换器需要实现convert方法,将请求参数转换为Java类型。
  2. 数据转换器 数据转换器负责将请求参数转换为对象属性。以下是对数据转换器相关知识的详细描述:

    • 实现Converter接口:自定义数据转换器,实现convert方法。在技术实现上,自定义的转换器需要实现Converter接口,并重写convert方法。
    • 使用@Convert annotation:在控制器方法中,使用@Convert annotation指定数据转换器。在技术实现上,@Convert annotation用于指定数据转换器,Spring MVC会自动调用转换器的convert方法。
  3. 表单验证 Spring MVC 提供了表单验证功能,可以确保用户输入的数据符合要求。以下是对表单验证相关知识的详细描述:

    • 使用@Valid annotation:在控制器方法参数上使用@Valid annotation,进行表单验证。在技术实现上,@Valid annotation会触发Spring MVC的表单验证机制,对参数进行验证。
    • 自定义验证器:通过实现ConstraintValidator接口,自定义验证逻辑。在技术实现上,自定义的验证器需要实现ConstraintValidator接口,并重写initialize、isValid和getMessage方法。

四、文件操作

  1. 多文件上传 Spring MVC 支持多文件上传功能,可以方便地实现文件上传功能。以下是对多文件上传相关知识的详细描述:

    • 使用MultipartFile接口:控制器方法参数为MultipartFile类型,可以接收上传的文件。在技术实现上,MultipartFile接口提供了文件上传所需的方法,如getOriginalFilename、getContentType等。
    • 文件保存:将上传的文件保存到服务器或数据库。在技术实现上,可以使用文件IO操作将文件写入服务器或数据库。
  2. 下载响应控制 Spring MVC 可以实现文件下载功能,以下是对下载响应控制相关知识的详细描述:

    • 设置Content-Disposition头:通过设置Content-Disposition头,控制浏览器是否弹出下载窗口。在技术实现上,可以通过设置响应头Content-Disposition的值来控制下载行为。
    • 设置Content-Type头:根据文件类型,设置Content-Type头。在技术实现上,根据文件类型设置Content-Type响应头,确保浏览器正确处理下载文件。
  3. 静态资源处理 Spring MVC 可以配置静态资源处理,以下是对静态资源处理相关知识的详细描述:

    • 配置web.xml:在web.xml中配置DispatcherServlet,设置静态资源处理。在技术实现上,通过配置DispatcherServlet的url-pattern和mapping-path,可以设置哪些请求由DispatcherServlet处理。
    • 使用ResourceHandler:通过ResourceHandler处理静态资源请求。在技术实现上,ResourceHandler负责查找和返回静态资源文件。

五、异常处理

  1. 全局异常处理器 Spring MVC 提供了全局异常处理机制,可以统一处理整个应用程序的异常。以下是对全局异常处理器相关知识的详细描述:

    • 实现HandlerExceptionResolver接口:自定义全局异常处理器。在技术实现上,自定义的异常处理器需要实现HandlerExceptionResolver接口,并重写resolveException方法。
    • 使用@ControllerAdvice注解:在控制器类上使用@ControllerAdvice注解,实现全局异常处理。在技术实现上,@ControllerAdvice注解用于标识一个类为全局异常处理器,Spring MVC会自动扫描并注册该类。
  2. 状态码映射 全局异常处理器可以设置异常对应的HTTP状态码,以下是对状态码映射相关知识的详细描述:

    • 设置status属性:在异常处理方法中,设置status属性,指定异常对应的HTTP状态码。在技术实现上,status属性用于指定异常对应的HTTP状态码。
  3. 错误页面定制 Spring MVC 可以配置错误页面,以下是对错误页面定制相关知识的详细描述:

    • 配置web.xml:在web.xml中配置error-page元素,指定错误页面。在技术实现上,通过配置error-page元素,可以指定不同异常对应的错误页面。
    • 使用@ExceptionHandler注解:在控制器方法上使用@ExceptionHandler注解,指定异常处理方法。在技术实现上,@ExceptionHandler注解用于标识一个方法为异常处理方法,Spring MVC会自动将异常映射到该方法。

六、扩展机制

  1. 拦截器开发 Spring MVC 提供了拦截器机制,可以拦截请求和响应,以下是对拦截器开发相关知识的详细描述:

    • 实现HandlerInterceptor接口:自定义拦截器,实现preHandle、postHandle和afterCompletion方法。在技术实现上,自定义的拦截器需要实现HandlerInterceptor接口,并重写相应的方法。
    • 使用InterceptorRegistry:在配置类中,使用InterceptorRegistry注册拦截器。在技术实现上,InterceptorRegistry用于注册和管理拦截器。
  2. 跨域解决方案 Spring MVC 可以配置跨域解决方案,以下是对跨域解决方案相关知识的详细描述:

    • 使用@CrossOrigin注解:在控制器方法上使用@CrossOrigin注解,允许跨域请求。在技术实现上,@CrossOrigin注解用于标识一个方法支持跨域请求。
    • 配置CORS过滤器:在配置类中,配置CORS过滤器。在技术实现上,CORS过滤器负责处理跨域请求,并设置相应的响应头。
  3. 异步请求处理 Spring MVC 支持异步请求处理,以下是对异步请求处理相关知识的详细描述:

    • 使用@Async注解:在控制器方法上使用@Async注解,实现异步处理。在技术实现上,@Async注解用于标识一个方法为异步方法,Spring MVC会自动将该方法转换为异步处理。
    • 使用Callable接口:在控制器方法中,返回Callable接口的实现类,实现异步处理。在技术实现上,Callable接口用于表示异步任务,Spring MVC会异步执行Callable接口的实现类。

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