4 手写实现SpringMVC，第四节：匹配用户请求、执行映射方法

在上一篇我们已经完成了配置的url到方法的映射，并且完成了method的各参数的注解、参数名、类型等的映射配置。

这一篇就很简单了，就是通过获取request的请求地址和参数，和已经加载好的映射进行比对，如果匹配上了就执行对应的方法。

直接上代码：

@Override
protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
//根据请求的URL去查找对应的method
try {
boolean isMatcher = pattern(req, resp);
if (!isMatcher) {
out(resp,"404 not found");
}
} catch (Exception ex) {
ByteArrayOutputStream buf = new java.io.ByteArrayOutputStream();
ex.printStackTrace(new java.io.PrintWriter(buf, true));
String expMessage = buf.toString();
buf.close();
out(resp, "500 Exception" + "\n" + expMessage);
}
}

private boolean pattern(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
if (handlerMapping.isEmpty()) {
return false;
}
//用户请求地址
String requestUri = request.getRequestURI();
String contextPath = request.getContextPath();
//用户写了多个"///"，只保留一个
requestUri = requestUri.replace(contextPath, "").replaceAll("/+", "/");

//遍历HandlerMapping，寻找url匹配的
for (Map.Entry<String, HandlerModel> entry : handlerMapping.entrySet()) {
if (entry.getKey().equals(requestUri)) {
//取出对应的HandlerModel
HandlerModel handlerModel = entry.getValue();

Map<String, Integer> paramIndexMap = handlerModel.paramMap;
//定义一个数组来保存应该给method的所有参数赋值的数组
Object[] paramValues = new Object[paramIndexMap.size()];

Class<?>[] types = handlerModel.method.getParameterTypes();

//遍历一个方法的所有参数[name->0,addr->1,HttpServletRequest->2]
for (Map.Entry<String, Integer> param : paramIndexMap.entrySet()) {
String key = param.getKey();
if (key.equals(HttpServletRequest.class.getName())) {
paramValues[param.getValue()] = request;
} else if (key.equals(HttpServletResponse.class.getName())) {
paramValues[param.getValue()] = response;
} else {
//如果用户传了参数，譬如 name= "wolf"，做一下参数类型转换，将用户传来的值转为方法中参数的类型
String parameter = request.getParameter(key);
if (parameter != null) {
paramValues[param.getValue()] = convert(parameter.trim(), types[param.getValue()]);
}
}
}
//激活该方法
handlerModel.method.invoke(handlerModel.controller, paramValues);
return true;
}
}

return false;
}

由于用户传来的都是String，我们需要根据参数的具体类型，进行转换
/**
* 将用户传来的参数转换为方法需要的参数类型
*/
private Object convert(String parameter, Class<?> targetType) {
if (targetType == String.class) {
return parameter;
} else if (targetType == Integer.class || targetType == int.class) {
return Integer.valueOf(parameter);
} else if (targetType == Long.class || targetType == long.class) {
return Long.valueOf(parameter);
} else if (targetType == Boolean.class || targetType == boolean.class) {
if (parameter.toLowerCase().equals("true") || parameter.equals("1")) {
return true;
} else if (parameter.toLowerCase().equals("false") || parameter.equals("0")) {
return false;
}
throw new RuntimeException("不支持的参数");
}
else {
//TODO 还有很多其他的类型，char、double之类的依次类推，也可以做List<>, Array, Map之类的转化
return null;
}
}

以上就OK了。
下面还是贴个完整代码吧

package com.tianyalei.mvc;

import com.tianyalei.mvc.annotation.*;
import com.tianyalei.mvc.util.Play;

import javax.servlet.ServletConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.net.URL;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

/**
* Created by wuwf on 17/6/28.
* 入口Sevlet
*/
public class DispatcherServlet extends HttpServlet {
private List<String> classNames = new ArrayList<>();

private Map<String, Object> instanceMapping = new HashMap<>();

private Map<String, HandlerModel> handlerMapping = new HashMap<>();

@Override
public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
System.out.println("我是初始化方法");
scanPackage(config.getInitParameter("scanPackage"));

doInstance();

//注入值
doAutoWired();

doHandlerMapping();

System.out.println("初始化完毕");
}

/**
* 扫描包下的所有类
*/
private void scanPackage(String pkgName) {
//获取指定的包的实际路径url，将com.tianyalei.mvc变成目录结构com/tianyalei/mvc
URL url = getClass().getClassLoader().getResource("/" + pkgName.replaceAll("\\.", "/"));
//转化成file对象
File dir = new File(url.getFile());
//递归查询所有的class文件
for (File file : dir.listFiles()) {
//如果是目录，就递归目录的下一层，如com.tianyalei.mvc.controller
if (file.isDirectory()) {
scanPackage(pkgName + "." + file.getName());
} else {
//如果是class文件，并且是需要被spring托管的
if (!file.getName().endsWith(".class")) {
continue;
}
//举例，className = com.tianyalei.mvc.controller.WebController
String className = pkgName + "." + file.getName().replace(".class", "");
//判断是否被Controller或者Service注解了，如果没注解，那么我们就不管它，譬如annotation包和DispatcherServlet类我们就不处理
try {
Class<?> clazz = Class.forName(className);
if (clazz.isAnnotationPresent(Controller.class) || clazz.isAnnotationPresent(Service.class)) {
classNames.add(className);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}
}

/**
* 实例化
*/
private void doInstance() {
if (classNames.size() == 0) {
return;
}
//遍历所有的被托管的类，并且实例化
for (String className : classNames) {
try {
Class<?> clazz = Class.forName(className);
//如果是Controller
if (clazz.isAnnotationPresent(Controller.class)) {
//举例：webController -> new WebController
instanceMapping.put(lowerFirstChar(clazz.getSimpleName()), clazz.newInstance());
} else if (clazz.isAnnotationPresent(Service.class)) {
//获取注解上的值
Service service = clazz.getAnnotation(Service.class);
//举例：QueryServiceImpl上的@Service("myQueryService")
String value = service.value();
//如果有值，就以该值为key
if (!"".equals(value.trim())) {
instanceMapping.put(value.trim(), clazz.newInstance());
} else {//没值时就用接口的名字首字母小写
//获取它的接口
Class[] inters = clazz.getInterfaces();
//此处简单处理了，假定ServiceImpl只实现了一个接口
for (Class c : inters) {
//举例 modifyService->new ModifyServiceImpl（）
instanceMapping.put(lowerFirstChar(c.getSimpleName()), clazz.newInstance());
break;
}
}
}

} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

/**
* 给被AutoWired注解的属性注入值
*/
private void doAutoWired() {
if (instanceMapping.isEmpty()) {
return;
}
//遍历所有被托管的对象
for (Map.Entry<String, Object> entry : instanceMapping.entrySet()) {
//查找所有被Autowired注解的属性
// getFields()获得某个类的所有的公共（public）的字段，包括父类;
// getDeclaredFields()获得某个类的所有申明的字段，即包括public、private和proteced，但是不包括父类的申明字段。
Field[] fields = entry.getValue().getClass().getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
//没加autowired的不需要注值
if (!field.isAnnotationPresent(Autowired.class)) {
continue;
}
String beanName;
//获取AutoWired上面写的值，譬如@Autowired("abc")
Autowired autowired = field.getAnnotation(Autowired.class);
if ("".equals(autowired.value())) {
//例 searchService。注意，此处是获取属性的类名的首字母小写，与属性名无关，可以定义@Autowired SearchService abc都可以。
beanName = lowerFirstChar(field.getType().getSimpleName());
} else {
beanName = autowired.value();
}
//将私有化的属性设为true,不然访问不到
field.setAccessible(true);
//去映射中找是否存在该beanName对应的实例对象
if (instanceMapping.get(beanName) != null) {
try {
field.set(entry.getValue(), instanceMapping.get(beanName));
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}

/**
* 建立url到方法的映射
*/
private void doHandlerMapping() {
if (instanceMapping.isEmpty()) {
return;
}
//遍历托管的对象，寻找Controller
for (Map.Entry<String, Object> entry : instanceMapping.entrySet()) {
Class<?> clazz = entry.getValue().getClass();
//只处理Controller的，只有Controller有RequestMapping
if (!clazz.isAnnotationPresent(Controller.class)) {
continue;
}

//定义url
String url = "/";
//取到Controller上的RequestMapping值
if (clazz.isAnnotationPresent(RequestMapping.class)) {
RequestMapping requestMapping = clazz.getAnnotation(RequestMapping.class);
url += requestMapping.value();
}

//获取方法上的RequestMapping
Method[] methods = clazz.getMethods();
//只处理带RequestMapping的方法
for (Method method : methods) {
if (!method.isAnnotationPresent(RequestMapping.class)) {
continue;
}

RequestMapping methodMapping = method.getAnnotation(RequestMapping.class);
//requestMapping.value()即是在requestMapping上注解的请求地址，不管用户写不写"/"，我们都给他补上
String realUrl = url + "/" + methodMapping.value();
//替换掉多余的"/",因为有的用户在RequestMapping上写"/xxx/xx",有的不写，所以我们处理掉多余的"/"
realUrl = realUrl.replaceAll("/+", "/");

//获取所有的参数的注解，有几个参数就有几个annotation[]，为毛是数组呢，因为一个参数可以有多个注解……
Annotation[][] annotations = method.getParameterAnnotations();
//由于后面的Method的invoke时，需要传入所有参数的值的数组，所以需要保存各参数的位置
/*以Search方法的这几个参数为例 @RequestParam("name") String name, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response
未来在invoke时，需要传入类似这样的一个数组["abc", request, response]。"abc"即是在Post方法中通过request.getParameter("name")来获取
Request和response这个简单，在post方法中直接就有。
所以我们需要保存@RequestParam上的value值，和它的位置。譬如 name->0,只有拿到了这两个值，
才能将post中通过request.getParameter("name")得到的值放在参数数组的第0个位置。
同理，也需要保存request的位置1，response的位置2
*/
Map<String, Integer> paramMap = new HashMap<>();

//获取方法里的所有参数的参数名（注意：此处使用了ASM.jar 版本为asm-3.3.1，需要在web-inf下建lib文件夹，引入asm-3.3.1.jar，自行下载）
//如Controller的add方法，将得到如下数组["name", "addr", "request", "response"]
String[] paramNames = Play.getMethodParameterNamesByAsm4(clazz, method);

//获取所有参数的类型，提取Request和Response的索引
Class<?>[] paramTypes = method.getParameterTypes();

for (int i = 0; i < annotations.length; i++) {
//获取每个参数上的所有注解
Annotation[] anns = annotations[i];
if (anns.length == 0) {
//如果没有注解，则是如String abc，Request request这种，没写注解的
//如果没被RequestParam注解
// 如果是Request或者Response，就直接用类名作key；如果是普通属性，就用属性名
Class<?> type = paramTypes[i];
if (type == HttpServletRequest.class || type == HttpServletResponse.class) {
paramMap.put(type.getName(), i);
} else {
//参数没写@RequestParam注解，只写了String name，那么通过java是无法获取到name这个属性名的
//通过上面asm获取的paramNames来映射
paramMap.put(paramNames[i], i);
}
continue;
}

//有注解，就遍历每个参数上的所有注解
for (Annotation ans : anns) {
//找到被RequestParam注解的参数，并取value值
if (ans.annotationType() == RequestParam.class) {
//也就是@RequestParam("name")上的"name"
String paramName = ((RequestParam) ans).value();
//如果@RequestParam("name")这里面
if (!"".equals(paramName.trim())) {
paramMap.put(paramName, i);
}
}
}

}
HandlerModel model = new HandlerModel(method, entry.getValue(), paramMap);

handlerMapping.put(realUrl, model);

}
}

}

@Override
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
doPost(req, resp);
}

@Override
protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
//根据请求的URL去查找对应的method
try {
boolean isMatcher = pattern(req, resp);
if (!isMatcher) {
out(resp,"404 not found");
}
} catch (Exception ex) {
ByteArrayOutputStream buf = new java.io.ByteArrayOutputStream();
ex.printStackTrace(new java.io.PrintWriter(buf, true));
String expMessage = buf.toString();
buf.close();
out(resp, "500 Exception" + "\n" + expMessage);
}
}

private boolean pattern(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception { if (handlerMapping.isEmpty()) { return false; } //用户请求地址 String requestUri = request.getRequestURI(); String contextPath = request.getContextPath(); //用户写了多个"///"，只保留一个 requestUri = requestUri.replace(contextPath, "").replaceAll("/+", "/"); //遍历HandlerMapping，寻找url匹配的 for (Map.Entry<String, HandlerModel> entry : handlerMapping.entrySet()) { if (entry.getKey().equals(requestUri)) { //取出对应的HandlerModel HandlerModel handlerModel = entry.getValue(); Map<String, Integer> paramIndexMap = handlerModel.paramMap; //定义一个数组来保存应该给method的所有参数赋值的数组 Object[] paramValues = new Object[paramIndexMap.size()]; Class<?>[] types = handlerModel.method.getParameterTypes(); //遍历一个方法的所有参数[name->0,addr->1,HttpServletRequest->2] for (Map.Entry<String, Integer> param : paramIndexMap.entrySet()) { String key = param.getKey(); if (key.equals(HttpServletRequest.class.getName())) { paramValues[param.getValue()] = request; } else if (key.equals(HttpServletResponse.class.getName())) { paramValues[param.getValue()] = response; } else { //如果用户传了参数，譬如 name= "wolf"，做一下参数类型转换，将用户传来的值转为方法中参数的类型 String parameter = request.getParameter(key); if (parameter != null) { paramValues[param.getValue()] = convert(parameter.trim(), types[param.getValue()]); } } } //激活该方法 handlerModel.method.invoke(handlerModel.controller, paramValues); return true; } } return false; }

/**
* 将用户传来的参数转换为方法需要的参数类型
*/
private Object convert(String parameter, Class<?> targetType) {
if (targetType == String.class) {
return parameter;
} else if (targetType == Integer.class || targetType == int.class) {
return Integer.valueOf(parameter);
} else if (targetType == Long.class || targetType == long.class) {
return Long.valueOf(parameter);
} else if (targetType == Boolean.class || targetType == boolean.class) {
if (parameter.toLowerCase().equals("true") || parameter.equals("1")) {
return true;
} else if (parameter.toLowerCase().equals("false") || parameter.equals("0")) {
return false;
}
throw new RuntimeException("不支持的参数");
}
else {
//TODO 还有很多其他的类型，char、double之类的依次类推，也可以做List<>, Array, Map之类的转化
return null;
}
}

private void out(HttpServletResponse response, String str) {
try {
response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
response.getWriter().print(str);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

private class HandlerModel {
Method method;
Object controller;
Map<String, Integer> paramMap;

public HandlerModel(Method method, Object controller, Map<String, Integer> paramMap) {
this.method = method;
this.controller = controller;
this.paramMap = paramMap;
}
}

private String lowerFirstChar(String className) {
char[] chars = className.toCharArray();
chars[0] += 32;
return String.valueOf(chars);
}

}


我再对Controller修改一下，加个不带RequestParam注解的方法
package com.tianyalei.mvc.controller;

import com.tianyalei.mvc.annotation.*;
import com.tianyalei.mvc.service.ModifyService;
import com.tianyalei.mvc.service.QueryService;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

/**
* Created by wuwf on 17/6/28.
*/
@Controller
@RequestMapping("/web")
public class WebController {
@Autowired("myQueryService")
private QueryService queryService;
@Autowired
private ModifyService modifyService;

@RequestMapping("/search")
public void search(@RequestParam("name") String name, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
String result = queryService.search(name);
out(response, result);
}

@RequestMapping("/add")
public void add(@RequestParam("name") String name,
@RequestParam("addr") String addr,
HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
String result = modifyService.add(name, addr);
out(response, result);
}

@RequestMapping("/update")
public void update(String name, boolean flag,
HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
out(response, "我是name：" + name + "flag为：" + flag);
}

@RequestMapping("/remove")
public void remove(@RequestParam("name") Integer id,
HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
String result = modifyService.remove(id);
out(response, result);
}

private void out(HttpServletResponse response, String str) {
try {
response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
response.getWriter().print(str);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}


重启Tomcat，测试一下。



把里面的方法都试一下，发现基本已经OK了，只要参数传对，整个流程是能走通的。

还有一些遗留问题，譬如flag不传值时，注入时默认为null，而方法中定义的是boolean，所以会报错。这里就牵扯到一个require的问题了，就是说该参数是否是必传的，还有是否需要我们赋默认值的问题。

当然了，扩展起来还是很简单的，譬如SpringMVC在遇到小写的boolean或者int时，而用户又不传值时会赋默认值，做法应该就是遍历参数值数组，将为null的赋初值。如果是大写的Boolean就不赋值。如果在RequestParam上加了require为true，那么当为null时，我们应该直接抛出异常给用户。

还有一些比较难点的扩展，譬如/web/query/{userId},@PathVariable, @ModelAttribute，还有正则匹配/web/*，ModelMap，ModelAndView还有参数校验Hibernate Valider等等，SpringMVC非常强大，但是原理基本就是这样。在这个基础上，我们也是可以完成上面那些扩展的。