手写简易SpringMVC框架，包含@PathVariable

SpringMVC简介

SpringMVC是当前最优秀的MVC框架，自从Spring 2.5版本发布后，由于支持注解配置，易用性有了大幅度的提高。Spring 3.0更加完善，实现了对Struts 2的超越。现在越来越多的开发团队选择了Spring MVC。
- Spring为展现层提供的基于MVC设计理念的优秀的Web框架，是目前最主流的MVC框架之一
- Spring3.0后全面超越Struts2，成为最优秀的MVC框架
- Spring MVC通过一套MVC注解，让POJO成为处理请求的控制器，而无须实现任何接口。
- 支持REST风格的URL请求
- 采用了松散耦合可插拔组件结构，比其他MVC框架更具扩展性和灵活性

SpringMVC运行流程

执行过程如图所示：
⑴用户发送请求至前端控制器DispatcherServlet。
⑵ DispatcherServlet收到请求调用HandlerMapping处理器映射器。
⑶ 处理器映射器根据请求url找到具体的处理器，生成处理器对象及处理器拦截器(如果有则生成)一并返回给DispatcherServlet。
⑷ DispatcherServlet通过HandlerAdapter处理器适配器调用处理器。
⑸ 执行处理器(Controller，也叫后端控制器)。
⑹ Controller执行完成返回ModelAndView。
⑺ HandlerAdapter将controller执行结果ModelAndView返回给DispatcherServlet。
⑻ DispatcherServlet将ModelAndView传给ViewReslover视图解析器。
⑼ ViewReslover解析后返回具体View。
⑽ DispatcherServlet对View进行渲染视图（即将模型数据填充至视图中）。
⑾ DispatcherServlet响应用户。
从上面可以看出，DispatcherServlet有接收请求，响应结果，转发等作用。有了DispatcherServlet之后，可以减少组件之间的耦合度。

SpringMVC九大组件

HandlerMapping

是用来查找Handler的。在SpringMVC中会有很多请求，每个请求都需要一个Handler处理，具体接收到一个请求之后使用哪个Handler进行处理，这就是HandlerMapping需要做的事。

HandlerAdapter

从名字上看，它就是一个适配器。因为SpringMVC中的Handler可以是任意的形式，只要能处理请求就ok，但是Servlet需要的处理方法的结构却是固定的，都是以request和response为参数的方法。如何让固定的Servlet处理方法调用灵活的Handler来进行处理呢？这就是HandlerAdapter要做的事情。
小结：Handler是用来干活的工具；HandlerMapping用于根据需要干的活找到相应的工具；HandlerAdapter是使用工具干活的人。

HandlerExceptionResolver

其它组件都是用来干活的。在干活的过程中难免会出现问题，出问题后需要有一个专门的角色对异常情况进行处理，在SpringMVC中就是HandlerExceptionResolver。具体来说，此组件的作用是根据异常设置ModelAndView，之后再交给render方法进行渲染。

ViewResolver

ViewResolver用来将String类型的视图名和Locale解析为View类型的视图。View是用来渲染页面的，也就是将程序返回的参数填入模板里，生成html（也可能是其它类型）文件。这里就有两个关键问题：使用哪个模板？用什么技术（规则）填入参数？这其实是ViewResolver主要要做的工作，ViewResolver需要找到渲染所用的模板和所用的技术（也就是视图的类型）进行渲染，具体的渲染过程则交由不同的视图自己完成。

RequestToViewNameTranslator

ViewName是根据ViewName查找View，但有的Handler处理完后并没有设置View也没有设置ViewName，这时就需要从request获取ViewName了，如何从request中获取ViewName就是RequestToViewNameTranslator要做的事情了。RequestToViewNameTranslator在Spring MVC容器里只可以配置一个，所以所有request到ViewName的转换规则都要在一个Translator里面全部实现。

LocaleResolver

解析视图需要两个参数：一是视图名，另一个是Locale。视图名是处理器返回的，Locale是从哪里来的？这就是LocaleResolver要做的事情。LocaleResolver用于从request解析出Locale，Locale就是zh-cn之类，表示一个区域，有了这个就可以对不同区域的用户显示不同的结果。SpringMVC主要有两个地方用到了Locale：一是ViewResolver视图解析的时候；二是用到国际化资源或者主题的时候。

ThemeResolver

用于解析主题。SpringMVC中一个主题对应一个properties文件，里面存放着跟当前主题相关的所有资源、如图片、css样式等。SpringMVC的主题也支持国际化，同一个主题不同区域也可以显示不同的风格。SpringMVC中跟主题相关的类有 ThemeResolver、ThemeSource和Theme。主题是通过一系列资源来具体体现的，要得到一个主题的资源，首先要得到资源的名称，这是ThemeResolver的工作。然后通过主题名称找到对应的主题（可以理解为一个配置）文件，这是ThemeSource的工作。最后从主题中获取资源就可以了。

MultipartResolver

用于处理上传请求。处理方法是将普通的request包装成MultipartHttpServletRequest，后者可以直接调用getFile方法获取File，如果上传多个文件，还可以调用getFileMap得到FileName->File结构的Map。此组件中一共有三个方法，作用分别是判断是不是上传请求，将request包装成MultipartHttpServletRequest、处理完后清理上传过程中产生的临时资源。

FlashMapManager

用来管理FlashMap的，FlashMap主要用在redirect中传递参数。

SpringMVC工程结构与代码

该项目最终的工程文件及目录如下：

 1、新建一个Maven项目,可以设置勾选自动生成web.xml，也可以自己手动添加，在pom.xml中导入javax.servlet-api，仅需要导入这一个包就可以啦。

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/maven-v4_0_0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  <groupId>com.xp</groupId>
  <artifactId>mymvc</artifactId>
  <packaging>war</packaging>
  <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
  <name>mymvc Maven Webapp</name>
  <url>http://maven.apache.org</url>
  
  <properties>
       <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
       <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
       <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
       <java.version>1.8</java.version>
   </properties>
    
  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>junit</groupId>
      <artifactId>junit</artifactId>
      <version>3.8.1</version>
      <scope>test</scope>
    </dependency>
    <dependency>
       <groupId>javax.servlet</groupId>
       <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
       <version>3.0.1</version>
       <scope>provided</scope>
    </dependency>
    
  </dependencies>
  <build>
    <finalName>mymvc</finalName>
  </build>
</project>

2、在生成的web.xml中配置一个MyDispatcherServlet,用于拦截符合“/”的请求，配置一个myapplication.properties文件，用于配置需要扫描的包名。

<!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>
  <servlet>
        <servlet-name>mymvc</servlet-name>
        <servlet-class>com.xp.mymvc.servlet.MyDispatcherServlet</servlet-class>
        <init-param>
            <param-name>contextConfigLocation</param-name>
            <param-value>myapplication.properties</param-value>
        </init-param>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>mymvc</servlet-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

在myapplication.properties文件中，配置为：

scanPackage=com.xp.mymvc

3、创建自己的注解@MyController，@MyService，@MyRequesMapping，@RequestParam，@MyAutowired，@MyPathVariable等。

package com.xp.mymvc.annotation;

import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface MyAutowired {
    
    String value() default "";
    
}
/*********************************************/
package com.xp.mymvc.annotation;

import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface MyController {
    
    String value() default "";
    
}
/*********************************************/
package com.xp.mymvc.annotation;

import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

@Target(ElementType.PARAMETER)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface MyPathVariable {
    
    String value() default "";
    
}

/*********************************************/
package com.xp.mymvc.annotation;

import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface MyRequestMapping {
    
    String value() default "";
    
}

/*********************************************/
package com.xp.mymvc.annotation;

import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

@Target(ElementType.PARAMETER)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface MyRequestParam {
    
    String value() default "";
    
}

/*********************************************/
package com.xp.mymvc.annotation;

import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface MyService {
    
    String value() default "";
    
}

4、创建MyDispatcherServlet这个类，继承HttpServlet，重写init()、doGet()、doPost()，以及实现自动注入、请求匹配等代码：

package com.xp.mymvc.servlet;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
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.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Properties;
import java.util.logging.Logger;

import javax.servlet.ServletConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

import com.xp.mymvc.annotation.MyAutowired;
import com.xp.mymvc.annotation.MyController;
import com.xp.mymvc.annotation.MyRequestMapping;
import com.xp.mymvc.annotation.MyService;

/**
 * @author xp 
 * MVC框架的请求分发中转 
 *  继承HttpServlet，重写init方法、doGet、doPost方法
 */

public class MyDispatcherServlet extends HttpServlet {

    private static final long serialVersionUID = -6972248998529463469L;

    private Logger log = Logger.getLogger("init");

    private Properties properties = new Properties();

    private List<String> classNames = new ArrayList<String>();

    private Map<String, Object> ioc = new HashMap<String, Object>();
    
    // handlerMapping的类型可以自定义为Handler
    private Map<String, Method> handlerMapping = new HashMap<String, Method>();

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

    @Override
    public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
        
        super.init();
        
        log.info("初始化MyDispatcherServlet");
        
        /** 1.加载配置文件，填充properties字段；*/
        doLoadConfig(config.getInitParameter("contextConfigLocation"));

        /** 2.根据properties，初始化所有相关联的类,扫描用户设定的包下面所有的类 */
        doScanner(properties.getProperty("scanPackage"));

        /** 3.拿到扫描到的类,通过反射机制,实例化,并且放到ioc容器中(k-v beanName-bean) beanName默认是首字母小写 */
        doInstance();

        /** 4.自动化注入依赖 */
        doAutowired();

        /** 5.初始化HandlerMapping(将url和method对应上)  */
        initHandlerMapping();

        doAutowired2();
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        // 注释掉父类实现，不然会报错：405 HTTP method GET is not supported by this URL
        // super.doPost(req, resp);
        log.info("执行MyDispatcherServlet的doPost()");
        try {
            // 处理请求
            doDispatch(req, resp);
        } catch (Exception e) {
            resp.getWriter().write("500!! Server Exception");
        }
    }

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        // 注释掉父类实现，不然会报错：405 HTTP method GET is not supported by this URL
        // super.doGet(req, resp);
        log.info("执行MyDispatcherServlet的doGet()");
        try {
            // 处理请求
            doDispatch(req, resp);
        } catch (Exception e) {
            resp.getWriter().write("500!! Server Exception");
        }
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    private void doDispatch(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws Exception {
        if (handlerMapping.isEmpty()) {
            return;
        }
        String url = req.getRequestURI();
        String contextPath = req.getContextPath();
        url = url.replace(contextPath, "").replaceAll("/+", "/");
        
        ArrayList<String> dimMatchArgsList = new ArrayList<String>();
        HashMap<String, Object> dimMatchMap = dimMatch(handlerMapping, url);//模糊匹配,@MyPathVariable
        if (!dimMatchMap.isEmpty()) {
            url = dimMatchMap.get("url").toString();
            dimMatchArgsList.addAll((List<String>) dimMatchMap.get("args"));
        }

        if (!this.handlerMapping.containsKey(url) ) {
            resp.getWriter().write("404 NOT FOUND!");
            log.info("404 NOT FOUND!");
            return;
        }
        Method method = this.handlerMapping.get(url);
        // 获取方法的参数列表
        Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
        // 获取请求的参数
        Map<String, String[]> parameterMap = req.getParameterMap();
        
        // 保存参数值
        Object[] paramValues = new Object[parameterTypes.length];
        // 方法的参数列表
        for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {
            // 根据参数名称，做某些处理
            String requestParam = parameterTypes[i].getSimpleName();
            if (requestParam.equals("HttpServletRequest")) {
                // 参数类型已明确，这边强转类型
                paramValues[i] = req;
                continue;
            }
            if (requestParam.equals("HttpServletResponse")) {
                paramValues[i] = resp;
                continue;
            }
            if (requestParam.equals("String")) {
                for (Map.Entry<String, String[]> param : parameterMap.entrySet()) {
                    String value = Arrays.toString(param.getValue()).replaceAll("\[|\]", "").replaceAll(",\s", ",");
                    paramValues[i] = value;
                }
            }
            if (!dimMatchMap.isEmpty()) {//@MyPathVariable
                for (String args : dimMatchArgsList) {
                    paramValues[i] = args;
                }
            }
        }
        // 利用反射机制来调用
        try {
            // 第一个参数是method所对应的实例 在ioc容器中
            method.invoke(this.controllerMap.get(url), paramValues);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 根据配置文件位置，读取配置文件中的配置信息，将其填充到properties字段
     */
    private void doLoadConfig(String location) {
        // 把web.xml中的contextConfigLocation对应value值的文件加载到流里面
        InputStream resourceAsStream = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(location);
        try {
            // 用Properties文件加载文件里的内容
            log.info("读取" + location + "里面的文件");
            properties.load(resourceAsStream);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 关流
            if (null != resourceAsStream) {
                try {
                    resourceAsStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 将指定包下扫描得到的类，添加到classNames字段中
     */
    private void doScanner(String packageName) {
        URL url = this.getClass().getClassLoader().getResource("/" + packageName.replaceAll("\.", "/"));
        File dir = new File(url.getFile());
        for (File file : dir.listFiles()) {
            if (file.isDirectory()) {
                // 递归读取包
                doScanner(packageName + "." + file.getName());
            } else {
                String className = packageName + "." + file.getName().replace(".class", "");
                classNames.add(className);
            }
        }
    }

    /**
     * 将classNames中的类实例化，经key-value：类名（小写）-类对象放入ioc字段中
     */
    @SuppressWarnings("rawtypes")
    private void doInstance() {
        if (classNames.isEmpty()) {
            return;
        }
        for (String className : classNames) {
            try {
                // 把类搞出来,反射来实例化(只有加@MyController需要实例化)
                Class<?> clazz = Class.forName(className);
                if (clazz.isAnnotationPresent((Class<? extends Annotation>) MyController.class)) {
                    ioc.put(toLowerFirstWord(clazz.getSimpleName()), clazz.newInstance());
                } else if (clazz.isAnnotationPresent((Class<? extends Annotation>) MyService.class)) {
                    MyService myService = clazz.getAnnotation(MyService.class);
                    String beanName = myService.value();
                    if ("".equals(beanName.trim())) {
                        beanName = toLowerFirstWord(clazz.getSimpleName());
                    }
                    Object instance = clazz.newInstance();
                    ioc.put(beanName, instance);
                    Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();
                    for (Class<?> i : interfaces) {
                        ioc.put(i.getName(), instance);
                    }
                } else {
                    continue;
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                continue;
            }
        }
    }

    /**
     * 自动化的依赖注入
     */
    private void doAutowired() {
        if (ioc.isEmpty()) {
            return;
        }
        for (Map.Entry<String, Object> entry : ioc.entrySet()) {
            // 包括私有的方法，在spring中没有隐私，@MyAutowired可以注入public、private字段
            Field[] fields = entry.getValue().getClass().getDeclaredFields();
            for (Field field : fields) {
                if (!field.isAnnotationPresent((Class<? extends Annotation>) MyAutowired.class)) {
                    continue;
                }
                MyAutowired autowired = field.getAnnotation(MyAutowired.class);
                String beanName = autowired.value().trim();
                if ("".equals(beanName)) {
                    beanName = field.getType().getName();
                }
                field.setAccessible(true);
                try {
                    field.set(entry.getValue(), ioc.get(beanName));
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                    continue;
                }
            }
        }
    }

    private void doAutowired2() {
        if (controllerMap.isEmpty()) {
            return;
        }
        for (Map.Entry<String, Object> entry : controllerMap.entrySet()) {
            // 包括私有的方法，在spring中没有隐私，@MyAutowired可以注入public、private字段
            Field[] fields = entry.getValue().getClass().getDeclaredFields();
            for (Field field : fields) {
                if (!field.isAnnotationPresent(MyAutowired.class)) {
                    continue;
                }
                MyAutowired autowired = field.getAnnotation(MyAutowired.class);
                String beanName = autowired.value().trim();
                if ("".equals(beanName)) {
                    beanName = field.getType().getName();
                }
                field.setAccessible(true);
                try {
                    field.set(entry.getValue(), ioc.get(beanName));
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                    continue;
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 初始化HandlerMapping(将url和method对应上) 
     */
    private void initHandlerMapping() {
        if (ioc.isEmpty()) {
            return;
        }
        try {
            for (Map.Entry<String, Object> entry : ioc.entrySet()) {
                Class<? extends Object> clazz = entry.getValue().getClass();
                if (!clazz.isAnnotationPresent(MyController.class)) {
                    continue;
                }
                // 拼url时,是controller头的url拼上方法上的url
                String baseUrl = "";
                if (clazz.isAnnotationPresent((Class<? extends Annotation>) MyRequestMapping.class)) {
                    MyRequestMapping annotation = clazz.getAnnotation(MyRequestMapping.class);
                    baseUrl = annotation.value();
                }
                Method[] methods = clazz.getMethods();
                for (Method method : methods) {
                    if (!method.isAnnotationPresent(MyRequestMapping.class)) {
                        continue;
                    }
                    MyRequestMapping annotation = method.getAnnotation(MyRequestMapping.class);
                    String url = annotation.value();
                    url = (baseUrl + "/" + url).replaceAll("/+", "/");
                    handlerMapping.put(url, method);
                    controllerMap.put(url, clazz.newInstance());
                    System.out.println(url + "," + method);
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 将字符串中的首字母小写 
     */
    private String toLowerFirstWord(String name) {
        char[] charArray = name.toCharArray();
        charArray[0] += 32;
        return String.valueOf(charArray);
    }
    
    /**
     * 模糊匹配，适用@MyPathVariable，很low
     * @param handlerMapping2
     * @param url
     * @return
     */
    private HashMap<String, Object> dimMatch(Map<String, Method> handlerMapping, String url) {
        HashMap<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
        List<String> argsList = new ArrayList<String>();
        String[] urlSplits = url.split("/");
        for (String key : handlerMapping.keySet()) {
            if (key.contains("{") && key.contains("}")) {
                String[] splits = key.split("/");
                if (urlSplits.length==splits.length) {//匹配上了
                    map.put("url", key);
                    for (int i = 0; i < splits.length; i++) {
                        if(splits[i].contains("{") && splits[i].contains("}")) {
                            argsList.add(urlSplits[i]);//拿到参数
                        }
                    }
                    map.put("args", argsList);
                }
            }
        }
        return map;
    }
    
}

5、新建TestService接口及其实现类TestServiceImpl,可以将TestService注入到后面的Controller中使用。

package com.xp.mymvc.service;

public interface TestService {
    
    void printParam(String param);

}

package com.xp.mymvc.service;

@MyService
public class TestServiceImpl implements TestService{

    public void printParam(String param) {
         System.out.println("接收到的参数为： "+param);
    }

}

6、然后使用自己的@MyController等注解实现一个Controller类

package com.xp.mymvc.controller;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

import com.xp.mymvc.annotation.MyAutowired;
import com.xp.mymvc.annotation.MyController;
import com.xp.mymvc.annotation.MyPathVariable;
import com.xp.mymvc.annotation.MyRequestMapping;
import com.xp.mymvc.annotation.MyRequestParam;
import com.xp.mymvc.service.TestService;

@MyController
@MyRequestMapping("/test")
public class TestController {

    @MyAutowired
    public TestService testService;

    @MyRequestMapping("/test1")
    public void myTest(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, @MyRequestParam("param") String param) {
        try {
            testService.printParam(param);
            response.getWriter().print("test/test1 Success!");
            System.err.println("test1/test1 Success!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    @MyRequestMapping("/test2")
    public void myTest2(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        try {
            response.getWriter().print("test/test2 Success!");
            System.err.println("test1/test2 Success!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    @MyRequestMapping("/test3/{id}")
    public void myTest3(@MyPathVariable String id, HttpServletResponse response) {
        try {
            response.getWriter().print("test/test3 Success!");
            System.err.println("test1/test3 Success!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

7、测试