前言：最近看dispatcherServlet的源码分析，被各种context搞得想骂X，但抱怨过后还得看呀，于是开始各种搜索，总结性的工作又要开始了。看本篇之前建议先看看：理解Spring容器、BeanFactory和ApplicationContext
网上博客中看到一句话，很形容的描绘了web程序和上下文的关系，这里引用一下来说明：如果对“上下文”不太了解的，我这边说下，程序里面所谓的“上下文”就是程序的执行环境，打个比方：你有家吧？如果家都没有就别学编程了，租的也行啊！你就相当于web程序，家就相当于web程序的上下文，你可以在家里放东西，也可以取东西，你的衣食住行都依赖这个家，这个家就是你生活的上下文环境。
该博客地址： Spring和SpringMVC配置中父子WebApplicationContext的关系
Spring启动过程
第一步：
首先，对于一个web应用，其部署在web容器中，web容器提供其一个全局的上下文环境，这个上下文就是ServletContext，其为后面的spring IoC容器提供宿主环境；
第二步：
其次，在web.xml中会提供有contextLoaderListener。在web容器启动时，会触发容器初始化事件，此时contextLoaderListener会监听到这个事件，其contextInitialized方法会被调用，在这个方法中，spring会初始化一个启动上下文，这个上下文被称为根上下文，即WebApplicationContext，这是一个接口类，确切的说，其实际的实现类是XmlWebApplicationContext。这个就是spring的IoC容器，其对应的Bean定义的配置由web.xml中的context-param标签指定。在这个IoC容器初始化完毕后，spring以【WebApplicationContext.ROOTWEBAPPLICATIONCONTEXTATTRIBUTE】为属性Key，将其存储到ServletContext中，便于获取；
第三步：
再次，contextLoaderListener监听器初始化完毕后，开始初始化web.xml中配置的Servlet，这个servlet可以配置多个，以最常见的DispatcherServlet为例，这个servlet实际上是一个标准的前端控制器，用以转发、匹配、处理每个servlet请求。DispatcherServlet上下文在初始化的时候会建立自己的IoC上下文，用以持有spring mvc相关的bean。在建立DispatcherServlet自己的IoC上下文时，会利用【WebApplicationContext.ROOTWEBAPPLICATIONCONTEXTATTRIBUTE】先从ServletContext中获取之前的根上下文(即WebApplicationContext)作为自己上下文的parent上下文（有个parent属性作为对Spring的ApplicationContext的引用）。有了这个parent上下文之后，再初始化自己持有的上下文。这个DispatcherServlet初始化自己上下文的工作在其initStrategies方法中可以看到，大概的工作就是初始化处理器映射、视图解析等。这个servlet自己持有的上下文默认实现类也是XmlWebApplicationContext。初始化完毕后，spring以与servlet的名字相关(此处不是简单的以servlet名为Key，而是通过一些转换，具体可自行查看源码)的属性为属性Key，也将其存到ServletContext中，以便后续使用。这样每个servlet就持有自己的上下文，即拥有自己独立的bean空间，同时各个servlet共享相同的bean，即根上下文(第2步中初始化的上下文)定义的那些bean。
通过上面这个Spring的启动过程，我们可以清楚的了解ServletContext、WebApplicationContext、XmlWebApplicationContext、以及DispatcherServlet上下文之间的关系，并且会将WebApplicationContext放在ServletContext中。
XmlWebApplicationContext体系结构.png
1. ServletContext:
首先说说ServletContext这个web应用级的上下文。web容器（比如tomcat、jboss、weblogic等）启动的时候，它会为每个web应用程序创建一个ServletContext对象 它代表当前web应用的上下文（注意：是每个web应用有且仅创建一个ServletContext，一个web应用，就是你一个web工程）。一个web中的所有servlet共享一个ServletContext对象，所以可以通过ServletContext对象来实现Servlet之间的通讯。在一个继承自HttpServlet对象的类中，可以通过this.getServletContext来获取。
2. WebApplicationContext:
通过源码详细说明一下 第二步 的过程，web.xml(上图)中我们配置了ContextLoaderListener，该listener实现了ServletContextListener的contextInitialized方法用来监听Servlet初始化事件：
<context-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath:spring/SpringApplicationContext.xml</param-value>
</context-param>
<listener>
<listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>
由下面的源码可以发现初始化的是WebApplicationContext的IoC容器，它是一个接口类，其默认实现是XmlWebApplicationContext。
public class ContextLoaderListener extends ContextLoader implements ServletContextListener {
public ContextLoaderListener() {
}
public ContextLoaderListener(WebApplicationContext context) {
super(context);
}
@Override
public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
initWebApplicationContext(event.getServletContext());
}
@Override
public void contextDestroyed(ServletContextEvent event) {
closeWebApplicationContext(event.getServletContext());
ContextCleanupListener.cleanupAttributes(event.getServletContext());
}
}
这是ContextLoaderListener中的contextInitialized()方法，这里主要是用initWebApplicationContext()方法来初始化WebApplicationContext。这里涉及到一个常用类WebApplicationContext：它继承自ApplicationContext，在ApplicationContext的基础上又追加了一些特定于Web的操作及属性。
initWebApplicationContext(event.getServletContext())，进行了创建根上下文，并将该上下文以key-value的方式存储到ServletContext中。
public WebApplicationContext initWebApplicationContext(ServletContext servletContext) {
if (servletContext.getAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE) != null) {
throw new IllegalStateException(
"Cannot initialize context because there is already a root application context present - " +
"check whether you have multiple ContextLoader* definitions in your web.xml!");
}
Log logger = LogFactory.getLog(ContextLoader.class);
servletContext.log("Initializing Spring root WebApplicationContext");
if (logger.isInfoEnabled()) {
logger.info("Root WebApplicationContext: initialization started");
}
long startTime = System.currentTimeMillis();
try {
// Store context in local instance variable, to guarantee that
// it is available on ServletContext shutdown.
if (this.context == null) {
this.context = createWebApplicationContext(servletContext);
}
if (this.context instanceof ConfigurableWebApplicationContext) {
ConfigurableWebApplicationContext cwac = (ConfigurableWebApplicationContext) this.context;
if (!cwac.isActive()) {
// The context has not yet been refreshed -> provide services such as
// setting the parent context, setting the application context id, etc
if (cwac.getParent() == null) {
// The context instance was injected without an explicit parent ->
// determine parent for root web application context, if any.
ApplicationContext parent = loadParentContext(servletContext);
cwac.setParent(parent);
}
configureAndRefreshWebApplicationContext(cwac, servletContext);
}
}
servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, this.context);
ClassLoader ccl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
if (ccl == ContextLoader.class.getClassLoader()) {
currentContext = this.context;
}
else if (ccl != null) {
currentContextPerThread.put(ccl, this.context);
}
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Published root WebApplicationContext as ServletContext attribute with name [" +
WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE + "]");
}
if (logger.isInfoEnabled()) {
long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
logger.info("Root WebApplicationContext: initialization completed in " + elapsedTime + " ms");
}
return this.context;
}
catch (RuntimeException ex) {
logger.error("Context initialization failed", ex);
servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, ex);
throw ex;
}
catch (Error err) {
logger.error("Context initialization failed", err);
servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, err);
throw err;
}
}
在initWebApplicationContext()方法中主要体现了WebApplicationContext实例的创建过程。首先，验证WebApplicationContext的存在性，通过查看ServletContext实例中是否有对应key的属性验证WebApplicationContext是否已经创建过实例。如果没有通过，createWebApplicationContext()方法来创建实例，并存放至ServletContext中。
protected WebApplicationContext createWebApplicationContext(ServletContext sc) {
Class<?> contextClass = determineContextClass(sc);
if (!ConfigurableWebApplicationContext.class.isAssignableFrom(contextClass)) {
throw new ApplicationContextException("Custom context class [" + contextClass.getName() +
"] is not of type [" + ConfigurableWebApplicationContext.class.getName() + "]");
}
return (ConfigurableWebApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
}
在createWebApplicationContext()方法中，通过BeanUtils.instanceClass()方法创建实例，而WebApplicationContext的实现类名称则通过determineContextClass()方法获得。
protected Class<?> determineContextClass(ServletContext servletContext) {
String contextClassName = servletContext.getInitParameter(CONTEXT_CLASS_PARAM);
if (contextClassName != null) {
try {
return ClassUtils.forName(contextClassName, ClassUtils.getDefaultClassLoader());
}
catch (ClassNotFoundException ex) {
throw new ApplicationContextException(
"Failed to load custom context class [" + contextClassName + "]", ex);
}
}
else {
contextClassName = defaultStrategies.getProperty(WebApplicationContext.class.getName());
try {
return ClassUtils.forName(contextClassName, ContextLoader.class.getClassLoader());
}
catch (ClassNotFoundException ex) {
throw new ApplicationContextException(
"Failed to load default context class [" + contextClassName + "]", ex);
}
}
}
determineContextClass()方法，通过defaultStrategies.getProperty()方法获得实现类的名称，而defaultStrategies是在ContextLoader类的静态代码块中赋值的。具体的途径，则是读取ContextLoader类的同目录下的ContextLoader.properties属性文件来确定的。
也就是说，在初始化的过程中，程序会首先读取ContextLoader类的同目录下的属性文件ContextLoader.properties，并根据其中的配置提取将要实现WebApplicationContext接口的实现类，并根据这个类通过反射进行实例的创建。
综上所述：
LoaderListener监听器的作用就是启动Web容器时，自动装配ApplicationContext的配置信息。因为它实现了ServletContextListener这个接口，在web.xml配置了这个监听器，启动容器时，就会默认执行它实现的contextInitialized()方法初始化WebApplicationContext实例，并放入到ServletContext中。由于在ContextLoaderListener中关联了ContextLoader这个类，所以整个加载配置过程由ContextLoader来完成。
3. DispatcherServlet
DispatcherServlet结构图.png
详解第三步，contextLoaderListener监听器初始化完毕后，开始初始化DispatcherServlet，下面为初始化方法的源码：
protected void initStrategies(ApplicationContext context) {
initMultipartResolver(context);
initLocaleResolver(context);
initThemeResolver(context);
initHandlerMappings(context);
initHandlerAdapters(context);
initHandlerExceptionResolvers(context);
initRequestToViewNameTranslator(context);
initViewResolvers(context);
initFlashMapManager(context);
}
需要做的八件事情如下所述：
- initMultipartResolver：初始化MultipartResolver，用于处理文件上传服务，如果有文件上传，那么就会将当前的HttpServletRequest包装成DefaultMultipartHttpServletRequest，并且将每个上传的内容封装成CommonsMultipartFile对象。需要在dispatcherServlet-servlet.xml中配置文件上传解析器。
- initLocaleResolver：用于处理应用的国际化问题，本地化解析策略。
- initThemeResolver：用于定义一个主题。
- initHandlerMapping：用于定义请求映射关系。
- initHandlerAdapters：用于根据Handler的类型定义不同的处理规则。
- initHandlerExceptionResolvers：当Handler处理出错后，会通过此将错误日志记录在log文件中，默认实现类是SimpleMappingExceptionResolver。
- initRequestToViewNameTranslators：将指定的ViewName按照定义的RequestToViewNameTranslators替换成想要的格式。
- initViewResolvers：用于将View解析成页面。
- initFlashMapManager：用于生成FlashMap管理器。
通过查看DispatcherServlet（源码内容太多就不往上放了），DispatcherServlet继承自FrameworkServlet，而FrameworkServlet是继承自HttpServletBean的，HttpServletBean又继承了HttpServlet。这是因为DispatcherServlet本身就得是一个Servlet，且含有doGet()和doPost()方法，Web容器才可以调用它，所以它的顶级父类为含有这俩方法的HttpServlet。具体的Web请求，会经过FrameServlet的processRequest方法简单处理后，紧接着调用DispatcherServlet的doService方法，而在这个方法中封装了最终调用处理器的方法doDispatch。这也意味着，DispatcherServlet的最主要的核心功能由doService和doDispatch实现的。
DispatcherServlet类的方法大致可分为三种：
- 初始化相关处理类的方法。
- 响应Http请求的方法。
- 执行处理请求逻辑的方法。
核心方法 doDispatch()
protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
HttpServletRequest processedRequest = request;
HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
boolean multipartRequestParsed = false;
WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);
try {
try {
ModelAndView mv = null;
Object dispatchException = null;
try {
processedRequest = this.checkMultipart(request);
multipartRequestParsed = processedRequest != request;
mappedHandler = this.getHandler(processedRequest);
if (mappedHandler == null || mappedHandler.getHandler() == null) {
this.noHandlerFound(processedRequest, response);
return;
}
HandlerAdapter ha = this.getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
String method = request.getMethod();
boolean isGet = "GET".equals(method);
if (isGet || "HEAD".equals(method)) {
long lastModified = ha.getLastModified(request, mappedHandler.getHandler());
if (this.logger.isDebugEnabled()) {
this.logger.debug("Last-Modified value for [" + getRequestUri(request) + "] is: " + lastModified);
}
if ((new ServletWebRequest(request, response)).checkNotModified(lastModified) && isGet) {
return;
}
}
if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
return;
}
mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
return;
}
this.applyDefaultViewName(processedRequest, mv);
mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
} catch (Exception var20) {
dispatchException = var20;
} catch (Throwable var21) {
dispatchException = new NestedServletException("Handler dispatch failed", var21);
}
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);
}
}
}
DispatcherServlet处理该类请求的步骤：
- 在接收到请求后，通过几级Servlet类型的父类的处理，先调用doService在request中设置一些必需的参数。最终会调用DispatcherServlet的doDispatch方法。
- 在doDispatch方法中，首先检测request是否包含多媒体类型（如File文件上传），然后将检测后的request转换为processedRequest对象。之后检测processedRequest对象是否为原始request（如果是，即原来的request不包含多媒体信息），然后将boolean结果赋给multipartRequestParsed变量（若multipartRequestParsed为true，在最后会清除processedRequest对象中的多媒体信息）。
- 十分重要的一步，就是通过调用处理器映射器查找Handler。调用getHandler来获取相关的处理器对象。在getHandler方法中，利用处理器映射器HandlerMapping通过request来获取一个包含Handler处理器本身和其前后拦截器interceptor的处理器执行链HandlerExecutionChain对象。
- 通过HandlerExecutionChain对象获取具体的Handler处理器对象，此时使用getHandlerAdapter方法获取可以处理类型的处理器适配器HandlerAdapter对象。
- 调用HandlerAdapter对象的handle方法，将可能带有多媒体信息的processRequest对象，原始request对象，以及Handler处理器本身作为参数传入，handle方法会根据这些参数去执行开发者自己开发的Handler的相关
请求处理逻辑，并返回含有反馈信息和结果视图信息的ModelAndView对象。 - 获得ModelAndView对象后，会进行视图渲染，将model数据填充到request域。在processDispatchResult方法中会对ModelAndView对象进行处理。而在processDispatchResult方法中包含一个render方法，其参数为ModelAndView对象以及request和response对象。在render方法中，通过resolveViewName会获取到实际需要使用的视图View对象，这个对象的具体类型是由XXX决定的。然后就会执行具体的View对象的render方法来完成数据的显示过程。这里举一个视图类型的例子，他在render方法中具体执行了以下逻辑来绑定结果数据和视图：
protected void exposeModelAsRequestAttributes(Map<String, Object> model, HttpServletRequest request) throws Exception{
//遍历model里面的数据，填充到request域
for (Map.Entry<String, Object> entry : model.entrySet()){
String modeName = entry.getKey();
Object modelValue = entry.getValue();
if(modelValue != null){
request.setAttribute(modelName, modelValue);
if(logger.isDebugEnabled()){
logger.debug("Added model object '"
+ modelName + "' of type [" + modelValue.getClass.getName()
+"] to request in view with name '" + getBeanName() + "'");
} else{
request.removeAttribute(modelName);
if(logger.isDebugEnabled()){
logger.debug("Remove modek object '" +modelName +
"' from request in view with name '" +getBeanName() + "'");
}
}
}
}
}
可以看到，在这里会把ModelAndView中model的数据遍历出来，分为key和value，并且将数据设置在request的attribute域中。之后加载页面时就可以使用标签在request域中获取返回参数了。
DispatcherServlet初始化时序图.png
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