源碼專題（二）手寫實現SpringMVC

1. Annotation

UVAutowired：

/*
 * @author uv
 * @date 2018/9/29 10:00
 * 注入
 */
 
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
 
//註解在成員變量使用
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface UVAutowried {
    
}

UVController

/*
 * @author uv
 * @date 2018/9/29 9:58
 *
 */
 
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
 
//註解在類上使用
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface UVController {
    String value() default "";
}

UVRequestMapping

/*
 * @author uv
 * @date 2018/9/29 9:59
 *
 */
 
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
 
//註解在類和方法使用
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface UVRequestMapping {
    String value() default "";
}

UVResponseBody

/*
 * @author uv
 * @date 2018/9/30 14:06
 *
 */
 
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
 
@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface UVResponseBody {
 
}

UVService

/*
 * @author uv
 * @date 2018/9/29 9:57
 *
 */
 
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
 
//註解在類上使用
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface UVService {
    String value() default "";
}

2. core

MethodHandler

/*
 * @author uv
 * @date 2018/9/30 10:33
 *
 */
 
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.List;
import lombok.Data;
 
@Data
public class MethodHandler {
 
    //方法所在的類
    private Object object;
 
    private Method method;
    //參數順序
    private List<String> params;
}

3. servlet

/*
 * @author uv
 * @date 2018/9/28 19:51
 * 調度中心，分發請求，IOC
 */
 
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.spring.annotation.UVAutowried;
import com.spring.annotation.UVController;
import com.spring.annotation.UVRequestMapping;
import com.spring.annotation.UVResponseBody;
import com.spring.annotation.UVService;
import com.spring.core.MethodHandler;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.PrintWriter;
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;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Properties;
import javax.servlet.ServletConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.reflections.Reflections;
import org.reflections.scanners.MethodParameterNamesScanner;
 
public class UVDispatcherServlet extends HttpServlet {
 
    //spring配置文件
    private Properties properties = new Properties();
    //存放所有帶註解的類
    private List<String> classNameList = new ArrayList<>();
    //IOC容器,通過類型注入
    private Map<String, Object> IOCByType = new HashMap<>();
    //當通過類型找不到對應實例時，通過名稱注入(名稱相同時會覆蓋之前的值，這裏就不處理了)
    private Map<String, Object> IOCByName = new HashMap<>();
    //url 到controller方法的映射
    private Map<String, MethodHandler> urlHandler = new HashMap<>();
 
    @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 {
        //6、處理請求，執行相應的方法
        doHandler(req, resp);
    }
 
    @Override
    public void init() throws ServletException {
 
        System.out.println("servlet開始初始化");
        //1、加載配置文件 spring-config.properties,獲取掃描路徑
        doLoadConfig();
        //2、掃描配置的路徑下的帶有註解的類
        doScanner(properties.getProperty("basepackage"));
        //3、初始化所有的類，被放入到IOC容器中
        doPutIoc();
        //4、實現@UVAutowried自動注入
        doAutowried();
        //5、初始化HandlerMapping，根據url映射不同的controller方法
        doMapping();
        System.out.println("servlet初始化完成");
    }
 
    //1、加載配置文件 spring-config.properties,獲取掃描路徑
    private void doLoadConfig() {
        //ServletConfig:代表當前Servlet在web.xml中的配置信息
        ServletConfig config = this.getServletConfig();
        String configLocation = config.getInitParameter("contextConfigLocation");
        InputStream inputStream = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(configLocation);
        try {
            properties.load(inputStream);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
 
    //2、掃描配置的路徑下的帶有註解的類
    private void doScanner(String path) {
        //java文件
        if (path.endsWith(".class")) {
            //獲取到帶有包路徑的類名
            String className = path.substring(0, path.lastIndexOf(".class"));
            //掃描的類
            classNameList.add(className);
            return;
        }
        URL url = this.getClass().getClassLoader().getResource("/" + path.replaceAll("\\.", "/"));
        //是包路徑，繼續迭代
        File file = new File(url.getFile());
        File[] files = file.listFiles();
        for (File f : files) {
            doScanner(path + "." + f.getName());
        }
    }
 
    //3、初始化所有的類，被放入到IOC容器中
    private void doPutIoc() {
        if (classNameList.isEmpty()) {
            return;
        }
        try {
            for (String className : classNameList) {
                //反射獲取實例對象
                Class<?> clazz = Class.forName(className);
                //IOC容器key命名規則：1.默認類名首字母小寫  2.使用用戶自定義名，如 @UVService("abc") 3.如果service實現了接口，可以使用接口作爲key
 
                //controller,service註解類
                if (clazz.isAnnotationPresent(UVController.class)) {
                    UVController uvController = clazz.getAnnotation(UVController.class);
                    String beanName = uvController.value().trim();
                    //如果用戶沒有定義名稱，使用名首字母小寫
                    if (StringUtils.isBlank(beanName)) {
                        beanName = lowerFirstCase(clazz.getSimpleName());
                    }
                    //byName
                    Object instance = clazz.newInstance();
                    IOCByName.put(beanName, instance);
                    //byType
                    IOCByType.put(clazz.getName(), instance);
                } else if (clazz.isAnnotationPresent(UVService.class)) {
                    UVService uvService = clazz.getAnnotation(UVService.class);
                    String beanName = uvService.value().trim();
                    //如果用戶沒有定義名稱，使用名首字母小寫
                    if (StringUtils.isBlank(beanName)) {
                        beanName = lowerFirstCase(clazz.getSimpleName());
                    }
                    //byName
                    Object instance = clazz.newInstance();
                    IOCByName.put(beanName, instance);
                    //byType
                    IOCByType.put(clazz.getName(), instance);
                    //如果service實現了接口，可以使用接口作爲key
                    Class<?>[] interfaces = clazz.getInterfaces();
                    for (Class<?> interf : interfaces) {
                        IOCByName.put(lowerFirstCase(interf.getSimpleName()), instance);
                        IOCByType.put(interf.getName(), instance);
                    }
                } else {
                    continue;
                }
            }
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
 
    //4、實現@UVAutowried自動注入
    private void doAutowried() {
        if (IOCByName.isEmpty() && IOCByType.isEmpty()) {
            return;
        }
        for (Entry<String, Object> entry : IOCByType.entrySet()) {
            //獲取變量
            Field[] fields = entry.getValue().getClass().getDeclaredFields();
            for (Field field : fields) {
                //private、protected修飾的變量可訪問
                field.setAccessible(true);
 
                if (!field.isAnnotationPresent(UVAutowried.class)) {
                    continue;
                }
                Object instance = null;
                String beanName = field.getType().getName();
                String simpleName = lowerFirstCase(field.getType().getSimpleName());
                //首先根據Type注入，沒有實例時根據Name，否則拋出異常
                if (IOCByType.containsKey(beanName)) {
                    instance = IOCByType.get(beanName);
                } else if (IOCByName.containsKey(simpleName)) {
                    instance = IOCByName.get(simpleName);
                } else {
                    throw new RuntimeException("not find class to autowire");
                }
                try {
                    //向obj對象的這個Field設置新值value,依賴注入
                    field.set(entry.getValue(), instance);
                } catch (IllegalAccessException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
 
    //5、初始化HandlerMapping，根據url映射不同的controller方法
    private void doMapping() {
        if (IOCByType.isEmpty() && IOCByName.isEmpty()) {
            return;
        }
        for (Entry<String, Object> entry : IOCByType.entrySet()) {
            Class<?> clazz = entry.getValue().getClass();
            //判斷是否是controller
            if (!clazz.isAnnotationPresent(UVController.class)) {
                continue;
            }
            String startUrl = "/";
            //判斷controller類上是否有UVRequestMapping註解，如果有則拼接url
            if (clazz.isAnnotationPresent(UVRequestMapping.class)) {
                UVRequestMapping requestMapping = clazz.getAnnotation(UVRequestMapping.class);
                String value = requestMapping.value();
                if (!StringUtils.isBlank(value)) {
                    startUrl += value;
                }
            }
            //遍歷controller類中UVRequestMapping註解修飾的方法，添加到urlHandler中,完成url到方法的映射
            Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
            for (Method method : methods) {
                if (!method.isAnnotationPresent(UVRequestMapping.class)) {
                    continue;
                }
                UVRequestMapping annotation = method.getAnnotation(UVRequestMapping.class);
                String url = startUrl + "/" + annotation.value().trim();
                //解決多個/重疊的問題
                url = url.replaceAll("/+", "/");
 
                MethodHandler methodHandler = new MethodHandler();
                //放入方法
                methodHandler.setMethod(method);
                try {
                    //放入方法所在的controller
                    methodHandler.setObject(entry.getValue());
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                //放入方法的參數列表
                List<String> params = doParamHandler(method);
                methodHandler.setParams(params);
                urlHandler.put(url, methodHandler);
            }
        }
    }
 
    //6、處理請求，執行相應的方法
    private void doHandler(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {
        boolean jsonResult = false;
        String uri = request.getRequestURI();
        PrintWriter writer = response.getWriter();
        //沒有映射的url，返回404
        if (!urlHandler.containsKey(uri)) {
            writer.write("404 Not Found");
            return;
        }
        //獲取url對應的method包裝類
        MethodHandler methodHandler = urlHandler.get(uri);
        //處理url的method
        Method method = methodHandler.getMethod();
        //method所在的controller
        Object object = methodHandler.getObject();
        //method的參數列表
        List<String> params = methodHandler.getParams();
 
        //如果controller或這個方法有UVResponseBody修飾，返回json
        if (object.getClass().isAnnotationPresent(UVResponseBody.class) || method.isAnnotationPresent(UVResponseBody.class)) {
            jsonResult = true;
        }
        List<Object> args = new ArrayList<>();
        for (String param : params) {
            //從request中獲取參數，然後放入參數列表
            String parameter = request.getParameter(param);
            args.add(parameter);
        }
 
        try {
            //執行方法，反射處理，返回結果
            Object result = method.invoke(object, args.toArray());
            //返回json(使用阿里的fastJson)
            if (jsonResult) {
                writer.write(JSON.toJSONString(object));
            } else { //返回視圖
                doResolveView((String) result, request, response);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            //方法執行異常，返回500
            writer.write("500 Internal Server Error");
            return;
        }
 
    }
 
    //8、視圖解析，返回視圖
    private void doResolveView(String indexView, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
 
        //視圖前綴
        String prefix = properties.getProperty("view.prefix");
        //視圖後綴
        String suffix = properties.getProperty("view.suffix");
        String view = (prefix + indexView + suffix).trim().replaceAll("/+", "/");
        request.getRequestDispatcher(view).forward(request, response);
    }
 
    //處理字符串首字母小寫
    private String lowerFirstCase(String str) {
        char[] chars = str.toCharArray();
        //ascii碼計算
        chars[0] += 32;
        return String.valueOf(chars);
    }
 
 
    /**
     * 在Java 8之前的版本，代碼編譯爲class文件後，方法參數的類型是固定的，但參數名稱卻丟失了， 這和動態語言嚴重依賴參數名稱形成了鮮明對比。 現在，Java 8開始在class文件中保留參數名，給反射帶來了極大的便利。 使用reflections包，jdk7和jdk8都可用
     **/
    //處理method的參數
    private List<String> doParamHandler(Method method) {
        //使用reflections進行參數名的獲取
        Reflections reflections = new Reflections(new MethodParameterNamesScanner());
        //參數名與順序對應
        List<String> paramNames = reflections.getMethodParamNames(method);
        return paramNames;
    }
 
}

4. Controller

import com.spring.annotation.UVAutowried;
import com.spring.annotation.UVController;
import com.spring.annotation.UVRequestMapping;
import com.spring.annotation.UVResponseBody;
import com.uv.entity.User;
import com.uv.service.UserService;
 
/*
 * @author uv
 * @date 2018/9/29 10:46
 *
 */
@UVController
@UVRequestMapping("user")
public class UserController {
 
    @UVAutowried
    private UserService userService;
 
    @UVRequestMapping("user")
    @UVResponseBody
    public User getUser() {
        return userService.getUser();
    }
 
    @UVRequestMapping("hello")
    public String hello(String name) {
        return "hello";
    }
 
}

User

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
 
/*
 * @author uv
 * @date 2018/9/29 10:39
 *
 */
@Data
@AllArgsConstructor
public class User {
 
    private String id;
 
    private String name;
 
    private int age;
 
}

UserSerive 和 UserServiceImpl

import com.uv.entity.User;
 
/*
 * @author uv
 * @date 2018/9/29 10:38
 *
 */
public interface UserService {
 
    public User getUser();
 
}
import com.spring.annotation.UVService;
import com.uv.entity.User;
import com.uv.service.UserService;
 
/*
 * @author uv
 * @date 2018/9/29 10:38
 *
 */
@UVService
public class UserServiceImpl implements UserService{
 
    public User getUser() {
        User user = new User("1", "Tom",18);
        return user;
    }
 
}

spring-config.properties

#指定掃描路徑
basepackage=com.uv
 
#視圖解析器
view.prefix=/WEB-INF/jsp/
view.suffix=.jsp

web.xml

<!DOCTYPE web-app PUBLIC
 "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
 "http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd" >
 
<web-app>
  <display-name>Archetype Created Web Application</display-name>
 
  <!--啓動時加載的servlet，servlet爲單實例多線程-->
  <servlet>
    <servlet-name>myspring</servlet-name>
    <servlet-class>com.spring.servlet.UVDispatcherServlet</servlet-class>
    <!-- 指定Spring的配置文件 -->
    <init-param>
      <param-name>contextConfigLocation</param-name>
      <param-value>
        spring-config.properties
      </param-value>
    </init-param>
    <!--啓動後立即加載servlet-->
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
  </servlet>
  <!--配置映射到servlet的路徑-->
  <servlet-mapping>
    <servlet-name>myspring</servlet-name>
    <url-pattern>/</url-pattern>
  </servlet-mapping>
</web-app>

hello.jsp

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<head>
  <title>Title</title>
</head>
<body>
<h1>Hello Tom!</h1>
</body>
</html>

源碼專題（二）手寫實現SpringMVC

1. Annotation

2. core

3. servlet

4. Controller

User

UserSerive 和 UserServiceImpl

spring-config.properties

web.xml

hello.jsp

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