Spring 的路由实现
在 Spring 中路由被抽象为MappingHandler接口，而最常用的实现类是处理@RequestMapping的RequestMappingHandlerMapping。
MappingHandler接口只有一个方法getHandler，该方法接受标准的HttpServletRequest并返回HandlerExecutionChain，这个对象包含一组拦截器和具体需要执行的处理器。
HandlerExecutionChain getHandler (HttpServletRequest request) throws Exception;
AbstractHandlerMapping实现了这个方法，并将其定义为final方法，但是事实上只是添加了一些处理逻辑，并提供了一个抽象方法getHandlerInternal由子类实现。
接下来，在AbstractHandlerMethodMapping中，这个方法被完整的实现了，最核心的业务在lookupHandlerMethod方法中，让我们来看一下这个方法具体是如何实现路由的：
protected HandlerMethod lookupHandlerMethod (String lookupPath, HttpServletRequest request) throws Exception {
List matches = new ArrayList ();
List directPathMatches = this.mappingRegistry.getMappingsByUrl (lookupPath);
if (directPathMatches != null) {
addMatchingMappings (directPathMatches, matches, request);
}
if (matches.isEmpty ()) {
// No choice but to go through all mappings...
addMatchingMappings (this.mappingRegistry.getMappings ().keySet (), matches, request);
}
if (!matches.isEmpty ()) {
Comparator comparator = new MatchComparator (getMappingComparator (request));
Collections.sort (matches, comparator);
if (logger.isTraceEnabled ()) {
logger.trace ("Found " + matches.size () + " matching mapping (s) for [" +
lookupPath + "] : " + matches);
}
Match bestMatch = matches.get (0);
if (matches.size () > 1) {
if (CorsUtils.isPreFlightRequest (request)) {
return PREFLIGHT_AMBIGUOUS_MATCH;
}
Match secondBestMatch = matches.get (1);
if (comparator.compare (bestMatch, secondBestMatch) == 0) {
Method m1 = bestMatch.handlerMethod.getMethod ();
Method m2 = secondBestMatch.handlerMethod.getMethod ();
throw new IllegalStateException ("Ambiguous handler methods mapped for HTTP path '" +
request.getRequestURL () + "': {" + m1 + ", " + m2 + "}");
}
}
handleMatch (bestMatch.mapping, lookupPath, request);
return bestMatch.handlerMethod;
}
else {
return handleNoMatch (this.mappingRegistry.getMappings ().keySet (), lookupPath, request);
}
}
首先它会调用getMappingsByUrl去寻找静态路由，这个方法实际就是一个 Map，以路由地址和路由对象组成的键值对。如果@RequestMapping中注册的路径没有包含参数或正则（例如{id}或/**），这个方法会很快的查询到匹配的路由。
但是如果注册的路径包含了参数或正则，这个方法就会返回一个空列表，之后 Spring 会对所有的路由进行遍历，寻找匹配的路由。
匹配过程：
- 首先将路由中除了路径以外的信息进行对比，包括请求方式（HTTP Method）、参数（Param）、请求头（Header）、内容类型（Content-Type）。
- 如果所有信息都符合才会进行比较耗时的路径匹配，Spring 默认使用的是AntPathMatcher而不是正则表达式匹配路径，性能上应该会比单纯使用正则表达式要更高。
- 最后，Spring 会将所有匹配的路由进行排序，得到匹配度最高的路由（如果有多个匹配度相同且最高的路由，会抛出异常）。
- 接着对该路由进行解析，获得路径中的动态参数。
从这个流程中可以看出，遍历整个列表绝对是一个低效的实现方式，即使AntPathMatcher的性能要高于正则表达式，每次都要从头扫描 URL 却是没有必要的。
接下来介绍一种更加快速的路由匹配方式：FastRoute。
FastRoute 的路由实现
FastRoute 是 GitHub 上的一个 PHP 开源项目，并且应用于Lumen 框架中。它提供了一种更加快速但是并不麻烦的路由匹配方式。
之前我们提到，Spring 这种循环整个列表进行匹配的做法并不高效，而在 FastRoute 中，它将所有的路由拼成了一个完整的正则表达式，所以只要一次正则匹配就可以完成所有路由的查询。
例如有以下三个路由：
/users/{id}
/users/{id}/{name}
/users/{uid}/posts/{pid}
替换成正则表达式分别是：
^/users/([^/]+)$
^/users/([^/]+)/([^/]+)$
^/users/([^/]+)/posts/([^/]+)$
按照以往的方法，当收到一个请求，就需要按顺序对每个正则表达式进行匹配，如果有三个路由就需要匹配三次，有一千个路由就需要匹配一千次。但是如果将所有的路由拼成一个完整的正则表达式，就会变成：
^(?:
(/users/([^/]+))
|
(/users/([^/]+)/([^/]+))
|
(/users/([^/]+)/posts/([^/]+))
)$
这样只需要一次就可以对所有的路由进行匹配了。例如：
Pattern pattern = Pattern.compile ("^(?:(/users/([^/]+))|(/users/([^/]+)/([^/]+))|(users/([^/]+)/posts/([^/]+)))$");
Matcher matcher = pattern.matcher ("/users/123/abc");
if (matcher.matches ()) {
for (int i = 1; i
将会输出结果：
null
null
/users/123/abc
123
abc
null
null
null
而路由与匹配组的映射关系应该是这样一个数组：
[
Route ("/users/{id}"), Param ("id"),
Route ("/users/{id}/{name}"), Param ("id"), Param ("name"),
Route ("/users/{uid}/posts/{pid}"), Param ("uid"), Param ("pid")
]
这样也就可以很轻易的通过组的序号得到对应的路由和参数信息。
如果你想了解更多的信息，也可以看这篇作者写的分析文章，介绍的非常全面。
在 Spring 中实现 FastRoute
我尝试通过继承RequestMappingHandlerMapping并重写lookupHandlerMethod方法添加自己的路由逻辑，但是这过程并不顺利，一方面是AbstractHandlerMapping定义了很多私有类和final方法，在实现类中都无法使用。另一方面是 FastRoute 需要在所有路由都注册后将它们编译成完整的正则表达式，而 Spring 中却没有这个事件，所以我只能在第一次请求的时候进行这个编译操作。
这是我目前完成的一个实现，它的实现方式很糟糕，并且阉割了很多功能，不过已经可以进行最基本的性能测试了。我创建了大概 1000 个左右的路由（其中五分之二是静态路由，五分之三是正则路由）分别进行了两种测试：
方式 1：使用 Jmeter 进行压力测试，线程数 200，业务逻辑仅仅是返回一个字符串。
RequestMappingHandlerMapping的结果：
route2.jpg
FastRouteHandlerMapping的结果：
route1.jpg
方式 2：直接在程序内部记录lookupHandlerMethod方法所消耗的时间，因为FastRouteHandlerMapping实际上只重写了这个方法。
RequestMappingHandlerMapping的结果：
50000 次调用时间：84370ms
FastRouteHandlerMapping的结果：
50000 次调用时间：2932ms
可以看到性能提升还是非常明显的！
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