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springboot 中 inputStream 神秘消失之谜

springboot 中 inputStream 神秘消失之谜

作者: 老马啸西风2020 | 来源:发表于2021-08-06 22:54 被阅读0次

    序言

    最近小明接手了前同事的代码,意料之外、情理之中的遇到了坑。

    为了避免掉入同一个坑两次,小明决定把这个坑记下来,并在坑前立一个大牌子,避免其他小伙伴掉进去。

    在这里插入图片描述

    HTTPClient 模拟调用

    为了把这个问题说明,我们首先从最简单的 http 调用说起。

    设置 body

    服务端

    服务端的代码如下:

    @Controller
    @RequestMapping("/")
    public class ReqController {
    
        @PostMapping(value = "/body")
        @ResponseBody
        public String body(HttpServletRequest httpServletRequest) {
            try {
                String body = StreamUtil.toString(httpServletRequest.getInputStream());
                System.out.println("请求的 body: " + body);
    
                // 从参数中获取
                return body;
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                return e.getMessage();
            }
        }
    
    }
    

    java 客户端要如何请求才能让服务端读取到传递的 body 呢?

    客户端

    这个问题一定难不到你,实现的方式有很多种。

    我们以 apache httpclient 为例:

    //post请求,带集合参数
    public static String post(String url, String body) {
        try {
            // 通过HttpPost来发送post请求
            HttpPost httpPost = new HttpPost(url);
            StringEntity stringEntity = new StringEntity(body);
            // 通过setEntity 将我们的entity对象传递过去
            httpPost.setEntity(stringEntity);
            return execute(httpPost);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
    
    //执行请求返回响应数据
    private static String execute(HttpRequestBase http) {
        try {
            CloseableHttpClient client = HttpClients.createDefault();
            // 通过client调用execute方法
            CloseableHttpResponse Response = client.execute(http);
            //获取响应数据
            HttpEntity entity = Response.getEntity();
            //将数据转换成字符串
            String str = EntityUtils.toString(entity, "UTF-8");
            //关闭
            Response.close();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
    

    可以发现 httpclient 封装之后还是非常方便的。

    我们设置 setEntity 为对应入参的 StringEntity 即可。

    测试

    为了验证正确性,小明本地实现了一个验证方法。

    @Test
    public void bodyTest() {
        String url = "http://localhost:8080/body";
        String body = buildBody();
        String result = HttpClientUtils.post(url, body);
    
        Assert.assertEquals("body", result);
    }
    
    private String buildBody() {
        return "body";
    }
    

    很轻松,小明漏出了龙王的微笑。

    设置 parameter

    服务端

    小明又看到有一个服务端的代码实现如下:

    @PostMapping(value = "/param")
    @ResponseBody
    public String param(HttpServletRequest httpServletRequest) {
        // 从参数中获取
        String param = httpServletRequest.getParameter("id");
        System.out.println("param: " + param);
        return param;
    }
    
    private Map<String,String> buildParamMap() {
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
        map.put("id", "123456");
    
        return map;
    }
    

    所有的参数是通过 getParameter 方法获取,应该如何实现呢?

    客户端

    这个倒也不难,小明心想。

    因为以前很多代码都是这样实现的,于是 ctrl+CV 搞定了下面的代码:

    //post请求,带集合参数
    public static String post(String url, Map<String, String> paramMap) {
        List<NameValuePair> nameValuePairs = new ArrayList<>();
        for (Map.Entry<String, String> entry : paramMap.entrySet()) {
            NameValuePair pair = new BasicNameValuePair(entry.getKey(), entry.getValue());
            nameValuePairs.add(pair);
        }
        return post(url, nameValuePairs);
    }
    
    //post请求,带集合参数
    private static String post(String url, List<NameValuePair> list) {
        try {
            // 通过HttpPost来发送post请求
            HttpPost httpPost = new HttpPost(url);
            // 我们发现Entity是一个接口,所以只能找实现类,发现实现类又需要一个集合,集合的泛型是NameValuePair类型
            UrlEncodedFormEntity formEntity = new UrlEncodedFormEntity(list);
            // 通过setEntity 将我们的entity对象传递过去
            httpPost.setEntity(formEntity);
            return execute(httpPost);
        } catch (Exception exception) {
            throw new RuntimeException(exception);
        }
    }
    

    如此是最常用的 paramMap,便于构建;和具体的实现方式脱离,也便于后期拓展。

    servlet 标准

    UrlEncodedFormEntity 看似平平无奇,表示这是一个 post 表单请求。

    里面还涉及到 servlet 3.1 的一个标准,必须满足下面的标准,post 表单的 parameter 集合才可用。

    1. 请求是 http 或 https
    
    2. 请求的方法是 POST
    
    3. content type 为: application/x-www-form-urlencoded
    
    4. servlet 已经在 request 对象上调用了相关的 getParameter 方法。
    

    当以上条件不满足时,POST 表单的数据并不会设置到 parameter 集合中,但依然可以通过 request 对象的 inputstream 来获取。

    当以上条件满足时,POST 表单的数据在 request 对象的 inputstream 将不再可用了。

    这是很重要的一个约定,导致很多小伙伴比较蒙圈。

    测试

    于是,小明也写好了对应的测试用例:

    @Test
    public void paramTest() {
        String url = "http://localhost:8080/param";
    
        Map<String,String> map = buildParamMap();
        String result = HttpClientUtils.post(url, map);
    
        Assert.assertEquals("123456", result);
    }
    

    如果谈恋爱能像编程一样,那该多好。

    在这里插入图片描述

    小明想着,却不由得眉头一皱,发现事情并不简单。

    设置 parameter 和 body

    服务端

    有一个请求的入参是比较大,所以放在 body 中,其他参数依然放在 paramter 中。

    @PostMapping(value = "/paramAndBody")
    @ResponseBody
    public String paramAndBody(HttpServletRequest httpServletRequest) {
        try {
            // 从参数中获取
            String param = httpServletRequest.getParameter("id");
            System.out.println("param: " + param);
            String body = StreamUtil.toString(httpServletRequest.getInputStream());
            System.out.println("请求的 body: " + body);
            // 从参数中获取
            return param+"-"+body;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return e.getMessage();
        }
    }
    

    其中 StreamUtil#toString 是一个对流简单处理的工具类。

    /**
     * 转换为字符串
     * @param inputStream 流
     * @return 结果
     * @since 1.0.0
     */
    public static String toString(final InputStream inputStream)  {
        if (inputStream == null) {
            return null;
        }
        try {
            int length = inputStream.available();
            final Reader reader = new InputStreamReader(inputStream, StandardCharsets.UTF_8);
            final CharArrayBuffer buffer = new CharArrayBuffer(length);
            final char[] tmp = new char[1024];
            int l;
            while((l = reader.read(tmp)) != -1) {
                buffer.append(tmp, 0, l);
            }
            return buffer.toString();
        } catch (Exception exception) {
            throw new RuntimeException(exception);
        }
    }
    

    客户端

    那么问题来了,如何同时在 HttpClient 中设置 parameter 和 body 呢?

    机智的小伙伴们可以自己先尝试一下。

    小明尝试了多种方法,发现一个残酷的现实—— httpPost 只能设置一个 Entity,也尝试看了各种子类,然并LUAN。

    就在小明想要放弃的时候,小明忽然想到,paramter 完全可以通过拼接 URL 的方式实现。

    也就是我们把 parameter 和 url 并且为一个新的 URL,body 和以前设置方式一样。

    实现代码如下:

    //post请求,带集合参数
    public static String post(String url, Map<String, String> paramMap,
                              String body) {
        try {
            List<NameValuePair> nameValuePairs = new ArrayList<>();
            for (Map.Entry<String, String> entry : paramMap.entrySet()) {
                NameValuePair pair = new BasicNameValuePair(entry.getKey(), entry.getValue());
                nameValuePairs.add(pair);
            }
    
            // 构建 url
            //构造请求路径,并添加参数
            URI uri = new URIBuilder(url).addParameters(nameValuePairs).build();
    
            //构造HttpClient
            CloseableHttpClient httpClient = HttpClients.createDefault();
            // 通过HttpPost来发送post请求
            HttpPost httpPost = new HttpPost(uri);
            httpPost.setEntity(new StringEntity(body));
    
            // 获取响应
            // 通过client调用execute方法
            CloseableHttpResponse Response = httpClient.execute(httpPost);
            //获取响应数据
            HttpEntity entity = Response.getEntity();
            //将数据转换成字符串
            String str = EntityUtils.toString(entity, "UTF-8");
            //关闭
            Response.close();
            return str;
        } catch (URISyntaxException | IOException | ParseException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
    

    这里通过 new URIBuilder(url).addParameters(nameValuePairs).build() 构建新的 URL,当然你可以使用 &key=value 的方式自己拼接。

    测试代码

    @Test
    public void paramAndBodyTest() {
        String url = "http://localhost:8080/paramAndBody";
        Map<String,String> map = buildParamMap();
        String body = buildBody();
        String result = HttpClientUtils.post(url, map, body);
    
        Assert.assertEquals("123456-body", result);
    }
    

    测试通过,非常完美。

    新的征程

    当然,一般的文章到这里就该结束了。

    不过上面并不是本文的重点,我们的故事才刚刚开始。

    日志需求

    大雁飞过,天空一定会留下他的痕迹。

    程序更应如此。

    为了方便的跟踪问题,我们一般都是对调用的入参进行日志留痕。

    为了便于代码拓展和可维护性,小明当然采用拦截器的方式。

    日志拦截器

    import org.slf4j.Logger;
    import org.slf4j.LoggerFactory;
    import org.springframework.stereotype.Component;
    import org.springframework.util.StreamUtils;
    import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
    import org.springframework.web.servlet.ModelAndView;
    
    import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
    import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
    import java.nio.charset.StandardCharsets;
    import java.util.Enumeration;
    
    /**
     * 日志拦截器
    
     * @author 老马啸西风
     * @since 1.0.0
     */
    @Component
    public class LogHandlerInterceptor implements HandlerInterceptor {
    
        private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(LogHandlerInterceptor.class);
    
        @Override
        public boolean preHandle(HttpServletRequest httpServletRequest,
                                 HttpServletResponse httpServletResponse, Object o) throws Exception {
            // 获取参数信息
            Enumeration<String> enumeration = httpServletRequest.getParameterNames();
            while (enumeration.hasMoreElements()) {
                String paraName = enumeration.nextElement();
                logger.info("Param name: {}, value: {}", paraName, httpServletRequest.getParameter(paraName));
            }
    
            // 获取 body 信息
            String body = StreamUtils.copyToString(httpServletRequest.getInputStream(), StandardCharsets.UTF_8);
            logger.info("body: {}", body);
    
            return true;
        }
    
        @Override
        public void postHandle(HttpServletRequest httpServletRequest,
                               HttpServletResponse httpServletResponse, Object o, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
    
        }
    
        @Override
        public void afterCompletion(HttpServletRequest httpServletRequest,
                                    HttpServletResponse httpServletResponse, Object o, Exception e) throws Exception {
    
        }
    
    }
    

    非常的简单易懂,输出入参中的 parameter 参数和 body 信息。

    然后指定一下生效的范围:

    @Configuration
    public class SpringMvcConfig extends WebMvcConfigurerAdapter {
    
        @Autowired
        private LogHandlerInterceptor logHandlerInterceptor;
    
        @Override
        public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
            registry.addInterceptor(logHandlerInterceptor)
                    .addPathPatterns("/**");
    
            super.addInterceptors(registry);
        }
    
    }
    

    所有的请求都会生效。

    我的 inputStream 呢?

    小伙伴们觉得刚才的日志拦截器有没有问题?

    如果有,又应该怎么解决呢?

    小明写完心想一切顺利,一运行测试用例,整个人都裂开了。

    所有 Controller 方法中的 httpServletRequest.getInputStream() 的内容都变成空了。

    是谁?偷走了我的 inputStream?

    在这里插入图片描述

    转念一想,小明发现了问题所在。

    肯定是自己刚才新增的日志拦截器有问题,因为 stream 作为流只能被读取一遍,日志中读取一遍之后,后面就读不到了。

    可是日志中必须要输出,那应该怎么办呢?

    遇事不决

    遇事不决,技术问 google,八卦去围脖。

    于是小明去查了一下,解决方案也比较直接,重写。

    重写 HttpServletRequestWrapper

    首先重写 HttpServletRequestWrapper,把每次读取的流信息保存起来,便于重复读取。

    /**
     * @author binbin.hou
     * @since 1.0.0
     */
    public class MyHttpServletRequestWrapper extends HttpServletRequestWrapper {
    
        private byte[] requestBody = null;//用于将流保存下来
    
        public MyHttpServletRequestWrapper(HttpServletRequest request) throws IOException {
            super(request);
            requestBody = StreamUtils.copyToByteArray(request.getInputStream());
        }
    
    
        @Override
        public ServletInputStream getInputStream() {
            final ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(requestBody);
            return new ServletInputStream() {
                @Override
                public int read() {
                    return bais.read();  // 读取 requestBody 中的数据
                }
    
                @Override
                public boolean isFinished() {
                    return false;
                }
    
                @Override
                public boolean isReady() {
                    return false;
                }
    
                @Override
                public void setReadListener(ReadListener readListener) {
                }
            };
        }
    
        @Override
        public BufferedReader getReader() throws IOException {
            return new BufferedReader(new InputStreamReader(getInputStream()));
        }
    
    }
    

    实现 Filter

    我们上面重写的 MyHttpServletRequestWrapper 什么时候生效呢?

    我们可以自己实现一个 Filter,对原有的请求进行替换:

    import org.springframework.stereotype.Component;
    
    import javax.servlet.*;
    import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
    import java.io.IOException;
    
    /**
     * @author binbin.hou
     * @since 1.0.0
     */
    @Component
    public class HttpServletRequestReplacedFilter implements Filter {
    
        @Override
        public void destroy() {}
    
        @Override
        public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
                             FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
            ServletRequest requestWrapper = null;
    
            // 进行替换
            if(request instanceof HttpServletRequest) {
                requestWrapper = new MyHttpServletRequestWrapper((HttpServletRequest) request);
            }
    
            if(requestWrapper == null) {
                chain.doFilter(request, response);
            } else {
                chain.doFilter(requestWrapper, response);
            }
        }
        @Override
        public void init(FilterConfig arg0) throws ServletException {}
    
    }
    

    然后就可以发现一切都好起来了,小明嘴角又漏出了龙王的微笑。

    小结

    文中对原始问题进行了简化,实际遇到这个问题的时候,直接就是一个拦截器+参数和body的请求。

    所以整个问题排查起来有些浪费时间。

    不过浪费的时间如果没有任何反思,那就是真的浪费了

    最核心的两点在于:

    (1)对于 servlet 标准的理解。

    (2)对于流读取的理解,以及一些 spring 的相关知识。

    我是老马,期待与你的下次重逢。

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