朱晔和你聊Spring系列S1E4：灵活但不算好用的Spring MVC
本文会以一些例子来展现Spring MVC的常见功能和一些扩展点，然后我们来讨论一下Spring MVC好用不好用。
使用SpringBoot快速开始
基于之前的parent模块，我们来创建一个新的模块：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>me.josephzhu</groupId>
<artifactId>spring101-webmvc</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
<packaging>jar</packaging>
<name>spring101-webmvc</name>
<description></description>
<parent>
<groupId>me.josephzhu</groupId>
<artifactId>spring101</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</parent>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
使用web来启用Spring MVC，使用thymeleaf来启用thymeleaf模板引擎。Thymeleaf是一个强大的Java模板引擎，可以脱离于Web单独使用，本身就有非常多的可配置可扩展的点，这里不展开讨论，详见官网。
接下去我们创建主程序：
package me.josephzhu.spring101webmvc;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication
public class Spring101WebmvcApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Spring101WebmvcApplication.class, args);
}
}
以及一个测试Controller：
package me.josephzhu.spring101webmvc;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.servlet.ModelAndView;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.IntStream;
@Controller
public class MyController {
@GetMapping("shop")
public ModelAndView shop() {
ModelAndView modelAndView = new ModelAndView();
modelAndView.setViewName("shop");
modelAndView.addObject("items",
IntStream.range(1, 5)
.mapToObj(i -> new MyItem("item" + i, i * 100))
.collect(Collectors.toList()));
return modelAndView;
}
}
这里使用到了一个自定义的类：
package me.josephzhu.spring101webmvc;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
@AllArgsConstructor
@Data
public class MyItem {
private String name;
private Integer price;
}
最后我们需要在resources目录下创建一个templates目录，在目录下再创建一个shop.html模板文件：
<!DOCTYPE html SYSTEM "http://www.thymeleaf.org/dtd/xhtml1-strict-thymeleaf-4.dtd">
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Hello Shop</title>
</head>
<body>
Hello Shop
<table>
<tr th:each="item : ${items}">
<td th:text="${item.name}">...</td>
<td th:text="${item.price}">...</td>
</tr>
</table>
</body>
</html>
我们看到有了SpringBoot，创建一个Spring MVC程序整个过程非常简单：
1 引入starter
2 创建@Controller，设置@RequestMapping
3 创建模板文件
没有任何配置工作，一切都是starter自动配置。
快速配置ViewController
几乎所有Spring MVC的扩展点都集成在了接口中，要进行扩展很简单，实现这个接口，加上@Configuration和@EnableWebMvc注解，实现需要的方法即可。
我们先用它来快速配置一些ViewController：
package me.josephzhu.spring101webmvc;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.format.FormatterRegistry;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.web.method.support.HandlerMethodArgumentResolver;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.*;
import org.springframework.web.servlet.resource.GzipResourceResolver;
import org.springframework.web.servlet.resource.VersionResourceResolver;
import java.util.List;
@EnableWebMvc
@Configuration
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {
@Override
public void addViewControllers(ViewControllerRegistry registry) {
registry.addViewController("/hello").setViewName("helloworld");
registry.addRedirectViewController("/", "/hello");
registry.addStatusController("/user", HttpStatus.BAD_REQUEST);
}
}
代码中多贴了一些后面会用到的import在这里可以忽略。这里我们配置了三套策略：
1 访问/会跳转到/hello
2 访问/hello会访问helloworld这个view
3 访问/user会给出400的错误代码
这里我们在templats目录再添加一个空白的helloworld.html：
<!DOCTYPE html SYSTEM "http://www.thymeleaf.org/dtd/xhtml1-strict-thymeleaf-4.dtd">
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Hello World</title>
</head>
<body>
Hello World
</body>
</html>
这种配置方式可以省一些代码量，但是我个人认为在这里做配置可读性一般。
定制路径匹配
我们还可以实现路径匹配策略的定制：
@Override
public void configurePathMatch(PathMatchConfigurer configurer) {
configurer.setUseTrailingSlashMatch(false);
}
比如这样就关闭了结尾为/的匹配（默认开启）。试着访问http://localhost:8080/shop/得到如下错误：
2018-10-02 18:58:16.581 WARN 20264 --- [nio-8080-exec-1] o.s.web.servlet.PageNotFound : No mapping found for HTTP request with URI [/shop/] in DispatcherServlet with name 'dispatcherServlet'
这个方法可以针对路径匹配进行相当多的配置，具体请参见文档，这里只列出了其中的一个功能。
配置静态资源
在配置类加上下面的代码：
@Override
public void addResourceHandlers(ResourceHandlerRegistry registry) {
registry.addResourceHandler("/static/**")
.addResourceLocations("classpath:/static/")
.resourceChain(true)
.addResolver(new GzipResourceResolver())
.addResolver(new VersionResourceResolver()
.addFixedVersionStrategy("1.0.0", "/**"));
}
这就实现了静态资源路由到static目录，并且为静态资源启用了Gzip压缩和基于版本号的缓存。配置后我们在resources目录下创建一个static目录，然后随便创建一个a.html文件，试试访问这个文件，测试可以发现：http://localhost:8080/static/1.0.0/a.html和http://localhost:8080/static/a.html都可以访问到这个文件。
解析自定义的参数
HandlerMethodArgumentResolver接口这是一个非常非常重要常用的扩展点。通过这个接口，我们可以实现通用方法来装配HandlerMethod上的自定义参数，我们现在来定义一个MyDevice类型，然后我们希望框架可以在所有出现MyDevice参数的时候自动为我们从Header里获取相应的设备信息构成MyDevice对象（如果我们API的使用者是客户端应用程序，这是不是一个挺常见的需求）。
package me.josephzhu.spring101webmvc;
import lombok.Data;
@Data
public class MyDevice {
private String type;
private String version;
private String screen;
}
然后是自定义的HandlerMethodArgumentResolver实现：
package me.josephzhu.spring101webmvc;
import org.springframework.core.MethodParameter;
import org.springframework.web.bind.support.WebDataBinderFactory;
import org.springframework.web.context.request.NativeWebRequest;
import org.springframework.web.method.support.HandlerMethodArgumentResolver;
import org.springframework.web.method.support.ModelAndViewContainer;
public class DeviceHandlerMethodArgumentResolver implements HandlerMethodArgumentResolver {
@Override
public boolean supportsParameter(MethodParameter methodParameter) {
return methodParameter.getParameterType().equals(MyDevice.class);
}
@Override
public Object resolveArgument(MethodParameter methodParameter, ModelAndViewContainer modelAndViewContainer, NativeWebRequest nativeWebRequest, WebDataBinderFactory webDataBinderFactory) throws Exception {
MyDevice myDevice = new MyDevice();
myDevice.setType(nativeWebRequest.getHeader("device.type"));
myDevice.setVersion(nativeWebRequest.getHeader("device.version"));
myDevice.setScreen(nativeWebRequest.getHeader("device.screen"));
return myDevice;
}
}
实现分两部分，第一部分告诉框架，我们这个ArgumentResolver支持解析怎么样的参数。这里我们的实现是根据参数类型，还有很多时候可以通过检查是否参数上有额外的自定义注解来实现（后面也会有例子）。第二部分就是真正的实现了，实现非常简单，从请求头里获取相应的信息构成我们的MyDevice对象。
要让这个Resolver被MVC框架识别到，我们需要继续扩展刚才的WebConfig类，加入下面的代码：
@Override
public void addArgumentResolvers(List<HandlerMethodArgumentResolver> resolvers) {
resolvers.add(new DeviceHandlerMethodArgumentResolver());
}
然后，我们写一个例子来测试一下：
package me.josephzhu.spring101webmvc;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.IntStream;
@RestController
@Slf4j
@RequestMapping("api")
public class MyRestController {
@RequestMapping(value = "items", method = RequestMethod.GET)
public List<MyItem> getItems(MyDevice device) {
log.debug("Device : " + device);
List<MyItem> myItems = new ArrayList<>();
myItems.add(new MyItem("aa", 10));
myItems.add(new MyItem("bb", 20));
return myItems;
}
}
这里因为用了debug，所以需要在配置文件中打开debug日志级别：
logging.level.me.josephzhu.spring101webmvc=DEBUG
测试一下：
curl -X GET \
http://localhost:8080/api/items \
-H 'device.screen: 1280*800' \
-H 'device.type: android' \
-H 'device.version: 1.1'
可以在控制台看到这样的日志：
2018-10-02 19:10:56.667 DEBUG 20325 --- [nio-8080-exec-9] m.j.spring101webmvc.MyRestController : Device : MyDevice(type=android, version=1.1, screen=1280*800)
可以证明我们方法中定义的MyDevice的确是从请求中获取到了正确的结果。大家可以发挥一下想象，ArgumentResolver不但可以做类似参数自动装配（从各个地方获取必要的数据）的工作，而且还可以做验证工作。大家可以仔细看一下resolveArgument方法的参数，是不是相当于要啥有啥了（当前参数定义、当前请求、Model容器以及绑定工厂）。
自定义ResponseBody后处理
在刚才的实现中，我们直接返回了List数据，对于API来说，我们一般会定义一套API的结果对象，包含API的数据、成功与否结果、错误消息、签名等等内容，这样客户端可以做签名验证，然后是根据成功与否来决定是要解析数据还是直接提示错误，比如：
package me.josephzhu.spring101webmvc;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
@Data
@AllArgsConstructor
public class APIResponse<T> {
T data;
boolean success;
String message;
String sign;
}
如果我们在每个API方法中去返回这样的APIResponse当然可以实现这个效果，还有一种通用的实现方式是使用ResponseBodyAdvice：
package me.josephzhu.spring101webmvc;
import org.springframework.core.MethodParameter;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.http.converter.HttpMessageConverter;
import org.springframework.http.server.ServerHttpRequest;
import org.springframework.http.server.ServerHttpResponse;
import org.springframework.web.bind.annotation.ControllerAdvice;
import org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ResponseBodyAdvice;
@ControllerAdvice
public class APIResponseBodyAdvice implements ResponseBodyAdvice<Object> {
@Override
public boolean supports(MethodParameter returnType, Class<? extends HttpMessageConverter<?>> converterType) {
return !returnType.getParameterType().equals(APIResponse.class);
}
@Override
public Object beforeBodyWrite(Object body, MethodParameter returnType, MediaType selectedContentType, Class<? extends HttpMessageConverter<?>> selectedConverterType, ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response) {
String sign = "";
Sign signAnnotation = returnType.getMethod().getAnnotation(Sign.class);
if (signAnnotation != null)
sign = "abcd";
return new APIResponse(body, true, "", sign);
}
}
通过定义@ControllerAdvice注解来启用这个Advice。在实现上也是两部分，第一部分告诉框架我们这个Advice支持的是非APIResponse类型（如果返回的对象已经是APIResponse了，我们当然就不需要再包装一次了）。第二部分是实现，这里的实现很简单，我们先检查一下方法上是否有Sign这个注解，如果有的话进行签名（这里的逻辑是写死的签名），然后把得到的body塞入APIResponse后返回。
这里补上Sign注解的实现：
package me.josephzhu.spring101webmvc;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Sign {
}
这是一个空注解，没啥可以说的，下面我们来测试一下这个ResponseBodyAdvice：
@RequestMapping(value = "item/{id}", method = RequestMethod.GET)
public MyItem getItem(@PathVariable("id") String id) {
Integer i = null;
try {
i = Integer.parseInt(id);
} catch (NumberFormatException ex) {
}
if (i == null || i < 1)
throw new IllegalArgumentException("不合法的商品ID");
return new MyItem("item" + id, 10);
}
访问http://localhost:8080/api/item/23后得到如下图的结果：
是不是很方便呢？这个API包装的过程可以由框架进行，无需每次手动来做。
自定义异常处理
如果我们访问http://localhost:8080/api/item/0会看到错误白页，针对错误处理，我们希望：
1 可以使用统一的APIResponse方式进行错误返回
2 可以记录错误信息以便查看
实现这个功能非常简单，我们可以通过@ExceptionHandler实现：
package me.josephzhu.spring101webmvc;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.web.bind.annotation.ControllerAdvice;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.method.HandlerMethod;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
@ControllerAdvice(annotations = RestController.class)
@Slf4j
public class MyRestExceptionHandler {
@ExceptionHandler
@ResponseBody
public APIResponse handle(HttpServletRequest req, HandlerMethod method, Exception ex) {
log.error(String.format("访问 %s -> %s 出错了！", req.getRequestURI(), method.toString()), ex);
return new APIResponse(null, false, ex.getMessage(), "");
}
}
注意几点：
1 我们可以使用@ControllerAdvice的annotations来关联我们需要拦截的Controller类型
2 handle方法支持相当多的参数，可谓是要啥有啥，这里贴下官方文档说明的截图（在这里我们使用了ServletRequest来获取请求地址，使用了HandlerMethod来获取当前执行的方法）：
访问地址http://localhost:8080/api/item/sd可以看到如下输出：
（注意，处理签名的ResponseBodyAdvice并不会针对这个返回进行处理，因为之前实现的时候我们就判断了返回内容不是APIResponse才去处理，在自己正式的实现中你可以实现的更合理，让签名的处理逻辑同时适用出现异常的情况）日志中也出现了错误信息：
2018-10-02 19:48:41.450 ERROR 20422 --- [nio-8080-exec-6] m.j.s.MyRestExceptionHandler : 访问 /api/item/sd -> public me.josephzhu.spring101webmvc.MyItem me.josephzhu.spring101webmvc.MyRestController.getItem(java.lang.String) 出错了！
java.lang.IllegalArgumentException: 不合法的商品ID
at me.josephzhu.spring101webmvc.MyRestController.getItem(MyRestController.java:34) ~[classes/:na]
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method) ~[na:1.8.0_161]
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62) ~[na:1.8.0_161]
at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) ~[na:1.8.0_161]
at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498) ~[na:1.8.0_161]
at org.springframework.web.method.support.InvocableHandlerMethod.doInvoke(InvocableHandlerMethod.java:209) ~[spring-web-5.0.9.RELEASE.jar:5.0.9.RELEASE]
自动处理参数类型转换
比如有这么一个需求，我们希望可以接受自定义的枚举作为参数，而且枚举的名字不一定需要和请求的参数完全大小写匹配，这个时候我们需要实现自己的转换器：
package me.josephzhu.spring101webmvc;
import org.springframework.core.convert.converter.Converter;
import org.springframework.core.convert.converter.ConverterFactory;
import java.util.Arrays;
public class MyConverterFactory implements ConverterFactory<String, Enum> {
@Override
public <T extends Enum> Converter<String, T> getConverter(Class<T> targetType) {
return new String2EnumConverter(targetType);
}
class String2EnumConverter<T extends Enum<T>> implements Converter<String, T> {
private Class<T> enumType;
private String2EnumConverter(Class<T> enumType) {
this.enumType = enumType;
}
@Override
public T convert(String source) {
return Arrays.stream(enumType.getEnumConstants())
.filter(e -> e.name().equalsIgnoreCase(source))
.findAny().orElse(null);
}
}
}
这里实现了一个从字符串到自定义枚举的转换，在搜索枚举名字的时候我们忽略了大小写。
接下去我们通过WebConfig来注册这个转换器工厂：
@Override
public void addFormatters(FormatterRegistry registry) {
registry.addConverterFactory(new MyConverterFactory());
}
来写一段代码测试一下：
@GetMapping("search")
public List<MyItem> search(@RequestParam("type") ItemTypeEnum itemTypeEnum) {
return IntStream.range(1, 5)
.mapToObj(i -> new MyItem(itemTypeEnum.name() + i, i * 100))
.collect(Collectors.toList());
}
这是一个Get请求的API，接受一个type参数，参数是一个自定义枚举：
package me.josephzhu.spring101webmvc;
public enum ItemTypeEnum {
BOOK, TOY, TOOL
}
很明显枚举的名字都是大写的，我们来访问一下地址http://localhost:8080/api/search?type=TOy 测试一下程序是否可以正确匹配：
TOy的搜索参数匹配到了TOY枚举，结果符合我们的预期。
自定义拦截器
最后，我们来看看Spring MVC最通用的扩展点，也就是拦截器。
这个图清晰展现了拦截器几个重要方法事件节点。在这个例子中，我们利用preHandle和postHandle两个方法实现可以统计请求执行耗时的拦截器：
package me.josephzhu.spring101webmvc;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.web.servlet.ModelAndView;
import org.springframework.web.servlet.handler.HandlerInterceptorAdapter;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
@Slf4j
public class ExecutionTimeHandlerInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter {
private static final String START_TIME_ATTR_NAME = "startTime";
private static final String EXECUTION_TIME_ATTR_NAME = "executionTime";
@Override
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
long startTime = System.currentTimeMillis();
request.setAttribute(START_TIME_ATTR_NAME, startTime);
return true;
}
@Override
public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
}
@Override
public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
long startTime = (Long) request.getAttribute(START_TIME_ATTR_NAME);
long endTime = System.currentTimeMillis();
long executionTime = endTime - startTime;
String time = "[" + handler + "] executeTime : " + executionTime + "ms";
if (modelAndView != null) {
modelAndView.addObject(EXECUTION_TIME_ATTR_NAME, time);
}
log.debug(time);
}
}
在实现的时候，我们不仅仅把执行时间输出到了日志，而且还通过修改ModelAndView对象把这个信息加入到了视图模型内，这样页面也可以展现这个时间。要启用拦截器，我们还需要配置WebConfig：
@Override
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
registry.addInterceptor(new ExecutionTimeHandlerInterceptor());
}
接下去我们运行刚才那个例子，可以看到如下的日志输出：
2018-10-02 19:58:22.189 DEBUG 20422 --- [nio-8080-exec-9] m.j.s.ExecutionTimeHandlerInterceptor : [public java.util.List<me.josephzhu.spring101webmvc.MyItem> me.josephzhu.spring101webmvc.MyRestController.search(me.josephzhu.spring101webmvc.ItemTypeEnum)] executeTime : 22ms
页面上也可以引用到我们添加进去的对象：
<!DOCTYPE html SYSTEM "http://www.thymeleaf.org/dtd/xhtml1-strict-thymeleaf-4.dtd">
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Hello World</title>
</head>
<body>
Hello World
<div th:text="${executionTime}"></div>
</body>
</html>
拦截器是非常通用的一个扩展，可以全局实现权限控制、缓存、动态修改结果等等功能。
总结和讨论Spring MVC
本文我们通过一个一个例子展现了Spring MVC的一些重要扩展点：
1 使用拦截器做执行时间统计
2 自定义ResponseBodyAdvice来处理API的包装
3 自定义ExceptionHandler来统计错误处理
4 自定义ConverterFactory来解析转换枚举
5 自定义ArgumentResolver来组装设备信息参数
6 快速实现静态资源、路径匹配以及ViewController的配置
其实Spring MVC还有很多扩展点，比如模型参数绑定和校验、允许我们实现动态的RequestMapping甚至是DispatcherServlet进行扩展，你可以继续自行研究。
最后，我想说说我对Spring MVC的看法，总体上我觉得Spring MVC实现很灵活，扩展点很多，几乎每一个组件都是松耦合，允许我们自己定义和替换。但是我觉得它的实现有点过于松散。ASP.NET MVC的实现我就挺喜欢，相比Spring MVC，ASP.NET MVC的两个ActionFilter和ActionResult的实现是亮点：
1 ActionFilter机制。Controller里面的每一个方法称作Action，我们可以在每一个Action上加上各种注解来启用ActionFilter，ActionFilter可以针对Action执行前、后、出异常等等情况做回调处理。ASP.NET MVC的ActionFilter的Filer级别是方法，粒度上比拦截器精细很多，而且配置更直观。Spring MVC虽然除了拦截器还有ArgumentResolver以及ReturnValueHandler可以分别进行参数处理和返回值处理，但是这两套扩展体系也是基于框架层面的，如果要和方法打通还需要自定义注解来实现。总觉得Spring MVC的这三套扩展点相互配合功能上虽然完整，但是有种支离破碎的感觉，如果我们真的要实现很多功能的，话可能会在这里有相当多的if-else，没有ActionFilter来得直观。
2 方法的返回值可以是ModelAndView，可以是直接输出到@ResponseBody的自定义类型，这两种输出类型的分法可以满足我们的需求，但是总感觉很别扭。在ASP.NET MVC中的方法返回抽象为了ActionResult，可以是ViewResult、JsonResult、FileContentResult、RedirectResult、FilePathResult、JavaScriptResult等等，正如其名，看到返回值我们就可以看到方法实际的输出表现，非常直观容易理解。
ASP.NET MVC并没有大量依赖IOC和AOP来实现，而是由框架的整体结构实现了插件机制，本质上这和Spring的风格就不同，加上Spring MVC从简化Servlet开始演化，两者理念上的区别也决定了设计上的区别，因此Spring MVC这样设计我也能理解。
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