Spring MVC 请求处理流程
传统servlet
在web.xml配置文件中可以配置多个servlet，一般情况下一个servlet对应一个url，如果需要增删改，都要去修改配置文件，同时处理相关代码，这样就导致配置文件膨胀，返回的json获取这html都是写在response中，进行手动输出的，导致代码膨胀
前科：
- ORM框架（解决SQL和java分离，出现了自动化和半自动化框架）
改进： - MVC框架（是的view和java代码分离，目的是为了解耦）
目的是为了解耦！目的是为了解耦！目的是为了解耦！
不是为了分离页面！
因此数显了jsp，但是他实际上还是servlet,只不过是在servlet基础上的封装，让页面和java代码进行逻辑分离
为什么是逻辑分离，实际上还是可以写java代码（甚至可以把service或者sql写在jsp中），只是表象上的分离，所以有些东西，还是无法做到解耦。
框架的发展： - webwork: 增加url，不需要频繁修改web.xml, 只需要增加class就行，同时支持模板化开发，渐渐的吧jsp退出历史舞台
- freemark（thmelef、veloctiy): 有自己的语法，完全隔离java代码，只支持标签
- struts1：和webwork差不多，使用action管理所有的url
- struts2: 在strut1的基础上，把model（form）进行的封装，把请求参数自动转换成java对象, 但是action和from是一一对应，导致action和form需要成对出现，即使是相同的对象，也是需要新建，无形中增加的代码量。
- springMvc: 对url进行改进（从原来基于class的url，变成基于方法的url，即一个方法对应一个url）,同时对model也进行了封装，对于参数进行自动转换成对象，同时也支持view：jsp、freemark、veloctiy等等，甚至可以自定义
三层架构和MVC
- MVC: Model、view、controller
- 三层架构：web层（处理出参和入参、service业务处理层、dao数据访问层）
- MVC 主要针对的是web层的一个框架，和service和dao联系不是很大
请求处理流程
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引用 spring in action 上的一张图来说明了 springmvc 的核心组件和请求处理流程:
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- DispatcherServlet 是 springmvc 中的前端控制器(front controller),负责接收 request 并将 request转发给对应的处理组件.
- HanlerMapping 是 springmvc 中完成 url 到 controller 映射的组件.DispatcherServlet 接收 request,然后从 HandlerMapping 查找处理 request 的 controller.
- Cntroller 处理 request,并返回 ModelAndView 对象,Controller 是 springmvc 中负责处理 request的组件(类似于 struts2 中的 Action),ModelAndView 是封装结果视图的组件.
- 视图解析器解析 ModelAndView 对象并返回对应的视图给客户端.
Spring MVC 的工作机制
在容器初始化时会建立所有url 和controller 的对应关系,保存到Map<url,controller>中.tomcat 启动时
会通知spring初始化容器(加载bean的定义信息和初始化所有单例bean),然后springmvc会遍历容器中的bean,获取每一个 controller 中的所有方法访问的 url,然后将 url 和 controller 保存到一个 Map 中;
这样就可以根据 request 快速定位到 controller,因为最终处理 request 的是 controller 中的方法,Map
中只保留了 url 和 controller 中的对应关系,所以要根据 request 的 url 进一步确认 controller 中的 method,这一步工作的原理就是拼接 controller 的 url(controller 上@RequestMapping 的值)和方法的 url(method 上@RequestMapping 的值),与 request 的 url 进行匹配,找到匹配的那个方法;
确定处理请求的method后,接下来的任务就是参数绑定,把request 中参数绑定到方法的形式参数上,这一步是整个请求处理过程中最复杂的一个步骤。springmvc 提供了两种 request 参数与方法形参的绑定方法:
- 通过注解进行绑定,@RequestParam
- 通过参数名称进行绑定.
使用注解进行绑定,我们只要在方法参数前面声明@RequestParam(“a”),就可以将 request 中参数 a 的
值绑定到方法的该参数上.使用参数名称进行绑定的前提是必须要获取方法中参数的名称,Java 反射只提
供了获取方法的参数的类型,并没有提供获取参数名称的方法.springmvc解决这个问题的方法是用asm框
架读取字节码文件,来获取方法的参数名称.asm 框架是一个字节码操作框架,关于 asm 更多介绍可以参考
它的官网.个人建议,使用注解来完成参数绑定,这样就可以省去 asm 框架的读取字节码的操作.
Spring MVC 源码分析
我们根据工作机制中三部分来分析 springmvc 的源代码.
- ApplicationContext 初始化时建立所有 url 和 controller 类的对应关系(用 Map 保存);
- 根据请求 url 找到对应的 controller,并从 controller 中找到处理请求的方法;
- request 参数绑定到方法的形参,执行方法处理请求,并返回结果视图.
建立 Map<urls,controller>的关系
我们首先看第一个步骤,也就是建立 Map<url,controller>关系的部分.第一部分的入口类为ApplicationObjectSupport 的setApplicationContext 方法.setApplicationContext 方法中核心部分就是初始化容器 initApplicationContext(context),子类 AbstractDetectingUrlHandlerMapping 实现了该方法,所以我们直接看子类中的初始化容器方法.
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| public void initApplicationContext() throws ApplicationContextException {
super.initApplicationContext();
detectHandlers();
}
protected void detectHandlers() throws BeansException {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Looking for URL mappings in application context: " + getApplicationContext());
}
String[] beanNames = (this.detectHandlersInAncestorContexts ?
BeanFactoryUtils.beanNamesForTypeIncludingAncestors(getApplicationContext(),
Object.class) :
getApplicationContext().getBeanNamesForType(Object.class));
for (String beanName : beanNames) {
String[] urls = determineUrlsForHandler(beanName);
if (!ObjectUtils.isEmpty(urls)) {
AbstractUrlHandlerMapping中实现
registerHandler(urls, beanName);
}
else {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Rejected bean name '" + beanName + "': no URL paths identified");
}
}
}
}
protected abstract String[] determineUrlsForHandler(String beanName);
|
determineUrlsForHandler(String beanName)方法的作用是获取每个controller中的url,不同的子类有不
同的实现,这是一个典型的模板设计模式.因为开发中我们用的最多的就是用注解来配置 controller 中的
url,DefaultAnnotationHandlerMapping 是 AbstractDetectingUrlHandlerMapping 的子类,处理注解形式的 url映射.所以我们这里以DefaultAnnotationHandlerMapping 来进行分析.我们看
DefaultAnnotationHandlerMapping 是如何查 beanName 上所有映射的 url.
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protected String[] determineUrlsForHandler(String beanName) {
ApplicationContext context = getApplicationContext();
Class<?> handlerType = context.getType(beanName);
RequestMapping mapping = context.findAnnotationOnBean(beanName, RequestMapping.class);
if (mapping != null) {
this.cachedMappings.put(handlerType, mapping);
Set<String> urls = new LinkedHashSet<String>();
String[] typeLevelPatterns = mapping.value();
if (typeLevelPatterns.length > 0) {
String[] methodLevelPatterns = determineUrlsForHandlerMethods(handlerType, true);
for (String typeLevelPattern : typeLevelPatterns) {
if (!typeLevelPattern.startsWith("/")) {
typeLevelPattern = "/" + typeLevelPattern;
}
boolean hasEmptyMethodLevelMappings = false;
for (String methodLevelPattern : methodLevelPatterns) {
if (methodLevelPattern == null) {
hasEmptyMethodLevelMappings = true;
}
else {
String combinedPattern = getPathMatcher().combine(typeLevelPattern,
methodLevelPattern);
addUrlsForPath(urls, combinedPattern);
}
}
if (hasEmptyMethodLevelMappings ||
org.springframework.web.servlet.mvc.Controller.class.isAssignableFrom(handlerType)) {
addUrlsForPath(urls, typeLevelPattern);
}
}
return StringUtils.toStringArray(urls);
}
else {
return determineUrlsForHandlerMethods(handlerType, false);
}
}
else if (AnnotationUtils.findAnnotation(handlerType, Controller.class) != null) {
return determineUrlsForHandlerMethods(handlerType, false);
}
else {
return null;
}
}
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到这里 HandlerMapping 组件就已经建立所有 url 和 controller 的对应关系。
根据访问 url 找到对应的 controller 中处理请求的方法
下面我们开始分析第二个步骤,第二个步骤是由请求触发的,所以入口为 DispatcherServlet 的核心方法为
doService(),doService()中的核心逻辑由 doDispatch()实现,我们查看 doDispatch()的源代码.
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protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
HttpServletRequest processedRequest = request;
HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
int interceptorIndex = -1;
try {
ModelAndView mv;
boolean errorView = false;
try {
processedRequest = checkMultipart(request);
不是直接返回controller,而是返回的HandlerExecutionChain请求处理器链对象,该对象封装了handler和interceptors.
mappedHandler = getHandler(processedRequest, false);
if (mappedHandler == null || mappedHandler.getHandler() == null) {
noHandlerFound(processedRequest, response);
return;
}
HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
String method = request.getMethod();
boolean isGet = "GET".equals(method);
if (isGet || "HEAD".equals(method)) {
long lastModified = ha.getLastModified(request, mappedHandler.getHandler());
if (logger.isDebugEnabled()) {
String requestUri = urlPathHelper.getRequestUri(request);
logger.debug("Last-Modified value for [" + requestUri + "] is: " + lastModified);
}
if (new ServletWebRequest(request, response).checkNotModified(lastModified) && isGet) {
return;
}
}
HandlerInterceptor[] interceptors = mappedHandler.getInterceptors();
if (interceptors != null) {
for (int i = 0; i < interceptors.length; i++) {
HandlerInterceptor interceptor = interceptors[i];
if (!interceptor.preHandle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler())) {
triggerAfterCompletion(mappedHandler, interceptorIndex, processedRequest, response,
null);
return;
}
interceptorIndex = i;
}
}
mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
if (mv != null && !mv.hasView()) {
mv.setViewName(getDefaultViewName(request));
}
if (interceptors != null) {
for (int i = interceptors.length - 1; i >= 0; i--) {
HandlerInterceptor interceptor = interceptors[i];
interceptor.postHandle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler(), mv);
}
}
}
catch (ModelAndViewDefiningException ex) {
logger.debug("ModelAndViewDefiningException encountered", ex);
mv = ex.getModelAndView();
}
catch (Exception ex) {
Object handler = (mappedHandler != null ? mappedHandler.getHandler() : null);
mv = processHandlerException(processedRequest, response, handler, ex);
errorView = (mv != null);
}
if (mv != null && !mv.wasCleared()) {
render(mv, processedRequest, response);
if (errorView) {
WebUtils.clearErrorRequestAttributes(request);
}
}
else {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Null ModelAndView returned to DispatcherServlet with name '" +
getServletName() +
"': assuming HandlerAdapter completed request handling");
}
}
triggerAfterCompletion(mappedHandler, interceptorIndex, processedRequest, response, null);
}
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getHandler(processedRequest)方法实际上就是从 HandlerMapping 中找到 url 和 controller 的
对应关系.这也就是第一个步骤:建立 Map<url,Controller>的意义.我们知道,最终处理 request 的是
controller中的方法,我们现在只是知道了controller,还要进一步确认controller中处理request的方法.由于
下面的步骤和第三个步骤关系更加紧密,直接转到第三个步骤.
反射调用处理请求的方法，返回结果视图
上面的方法中,第 2 步其实就是从第一个步骤中的 Map<urls,beanName>中取得 controller,然后经过拦截器
的预处理方法,到最核心的部分–第 5 步调用 controller 的方法处理请求.在第 2 步中我们可以知道处理
request 的 controller,第 5 步就是要根据 url 确定 controller 中处理请求的方法,然后通过反射获取该方法上
的注解和参数,解析方法和参数上的注解,最后反射调用方法获取 ModelAndView 结果视图。因为上面采用
注解 url 形式说明的,所以我们这里继续以注解处理器适配器来说明.第 5 步调用的就是
AnnotationMethodHandlerAdapter 的handle().handle()中的核心逻辑由invokeHandlerMethod(request,response, handler)实现。
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protected ModelAndView invokeHandlerMethod(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
Object handler)
throws Exception {
ServletHandlerMethodResolver methodResolver = getMethodResolver(handler);
Method handlerMethod = methodResolver.resolveHandlerMethod(request);
ServletHandlerMethodInvoker methodInvoker = new ServletHandlerMethodInvoker(methodResolver);
ServletWebRequest webRequest = new ServletWebRequest(request, response);
ExtendedModelMap implicitModel = new BindingAwareModelMap();
Object result = methodInvoker.invokeHandlerMethod(handlerMethod, handler, webRequest,
implicitModel);
ModelAndView mav =
methodInvoker.getModelAndView(handlerMethod, handler.getClass(), result, implicitModel,
webRequest);
methodInvoker.updateModelAttributes(handler, (mav != null ? mav.getModel() : null), implicitModel,
webRequest);
return mav;
}
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这一部分的核心就在 2 和 4 了.先看第 2 步,通过 request 找 controller 的处理方法.实际上就是拼接
controller 的 url 和方法的 url,与 request 的 url 进行匹配,找到匹配的方法.
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public Method resolveHandlerMethod(HttpServletRequest request) throws ServletException {
lookupPath=helloWorldController/say.action
String lookupPath = urlPathHelper.getLookupPathForRequest(request);
Comparator<String> pathComparator = pathMatcher.getPatternComparator(lookupPath);
Map<RequestSpecificMappingInfo, Method> targetHandlerMethods = new
LinkedHashMap<RequestSpecificMappingInfo, Method>();
Set<String> allowedMethods = new LinkedHashSet<String>(7);
String resolvedMethodName = null;
for (Method handlerMethod : getHandlerMethods()) {
RequestSpecificMappingInfo mappingInfo = new
RequestSpecificMappingInfo(this.mappings.get(handlerMethod));
boolean match = false;
if (mappingInfo.hasPatterns()) {
for (String pattern : mappingInfo.getPatterns()) {
法映射多个url
if (!hasTypeLevelMapping() && !pattern.startsWith("/")) {
pattern = "/" + pattern;
}
String combinedPattern = getCombinedPattern(pattern, lookupPath, request);
if (combinedPattern != null) {
if (mappingInfo.matches(request)) {
match = true;
mappingInfo.addMatchedPattern(combinedPattern);
}
else {
if (!mappingInfo.matchesRequestMethod(request)) {
allowedMethods.addAll(mappingInfo.methodNames());
}
break;
}
}
}
mappingInfo.sortMatchedPatterns(pathComparator);
}
else if (useTypeLevelMapping(request)) {
}
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通过上面的代码,已经可以找到处理 request 的 controller 中的方法了,现在看如何解析该方法上的参
数,并调用该方法。也就是执行方法这一步.执行方法这一步最重要的就是获取方法的参数,然后我们就可以反射调用方法了.
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| public final Object invokeHandlerMethod(Method handlerMethod, Object handler,
NativeWebRequest webRequest, ExtendedModelMap implicitModel) throws Exception {
Method handlerMethodToInvoke = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(handlerMethod);
try {
boolean debug = logger.isDebugEnabled();
for (String attrName : this.methodResolver.getActualSessionAttributeNames()) {
Object attrValue = this.sessionAttributeStore.retrieveAttribute(webRequest, attrName);
if (attrValue != null) {
implicitModel.addAttribute(attrName, attrValue);
}
}
for (Method attributeMethod : this.methodResolver.getModelAttributeMethods()) {
Method attributeMethodToInvoke =
BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(attributeMethod);
Object[] args = resolveHandlerArguments(attributeMethodToInvoke, handler, webRequest,
implicitModel);
if (debug) {
logger.debug("Invoking model attribute method: " + attributeMethodToInvoke);
}
String attrName = AnnotationUtils.findAnnotation(attributeMethod,
ModelAttribute.class).value();
if (!"".equals(attrName) && implicitModel.containsAttribute(attrName)) {
continue;
}
ReflectionUtils.makeAccessible(attributeMethodToInvoke);
Object attrValue = attributeMethodToInvoke.invoke(handler, args);
if ("".equals(attrName)) {
Class resolvedType = GenericTypeResolver.resolveReturnType(attributeMethodToInvoke,
handler.getClass());
attrName = Conventions.getVariableNameForReturnType(attributeMethodToInvoke,
resolvedType, attrValue);
}
if (!implicitModel.containsAttribute(attrName)) {
implicitModel.addAttribute(attrName, attrValue);
}
}
Object[] args = resolveHandlerArguments(handlerMethodToInvoke, handler, webRequest,
implicitModel);
if (debug) {
logger.debug("Invoking request handler method: " + handlerMethodToInvoke);
}
ReflectionUtils.makeAccessible(handlerMethodToInvoke);
return handlerMethodToInvoke.invoke(handler, args);
}
|
resolveHandlerArguments方法实现代码比较长,它最终要实现的目的就是:完成request 中的参数和方法参
数上数据的绑定.
springmvc 中提供两种 request 参数到方法中参数的绑定方式:
- 通过注解进行绑定,@RequestParam
- 通过参数名称进行绑定.使用注解进行绑定,我们只要在方法参数前面声明@RequestParam(“a”),就可以将 request 中参数 a 的值绑定到方法的该参数上.使用参数名称进行绑定的前提是必须要获取方法中参数的名称,Java 反射只提供了获取方法的参数的类型,并没有提供获取参数名称的方法.springmvc解决这个问题的方法是用asm框架读取字节码文件,来获取方法的参数名称.asm 框架是一个字节码操作框架,关于 asm 更多介绍可以参考它的官网.个人建议,使用注解来完成参数绑定,这样就可以省去 asm 框架的读取字节码的操作.
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| private Object[] resolveHandlerArguments(Method handlerMethod, Object handler, NativeWebRequest webRequest, ExtendedModelMap implicitModel) throws Exception {
Class[] paramTypes = handlerMethod.getParameterTypes();
Object[] args = new Object[paramTypes.length];
for (int i = 0; i < args.length; i++) {
MethodParameter methodParam = new MethodParameter(handlerMethod, i);
methodParam.initParameterNameDiscovery(this.parameterNameDiscoverer);
GenericTypeResolver.resolveParameterType(methodParam, handler.getClass());
String paramName = null;
String headerName = null;
boolean requestBodyFound = false;
String cookieName = null;
String pathVarName = null;
String attrName = null;
boolean required = false;
String defaultValue = null;
boolean validate = false;
int annotationsFound = 0;
Annotation[] paramAnns = methodParam.getParameterAnnotations();
for (Annotation paramAnn : paramAnns) {
if (RequestParam.class.isInstance(paramAnn)) {
RequestParam requestParam = (RequestParam) paramAnn;
paramName = requestParam.value();
required = requestParam.required();
defaultValue = parseDefaultValueAttribute(requestParam.defaultValue());
annotationsFound++;
}
else if (RequestHeader.class.isInstance(paramAnn)) {
RequestHeader requestHeader = (RequestHeader) paramAnn;
headerName = requestHeader.value();
required = requestHeader.required();
defaultValue = parseDefaultValueAttribute(requestHeader.defaultValue());
annotationsFound++;
}
else if (RequestBody.class.isInstance(paramAnn)) {
requestBodyFound = true;
annotationsFound++;
}
else if (CookieValue.class.isInstance(paramAnn)) {
CookieValue cookieValue = (CookieValue) paramAnn;
cookieName = cookieValue.value();
required = cookieValue.required();
defaultValue = parseDefaultValueAttribute(cookieValue.defaultValue());
annotationsFound++;
}
else if (PathVariable.class.isInstance(paramAnn)) {
PathVariable pathVar = (PathVariable) paramAnn;
pathVarName = pathVar.value();
annotationsFound++;
}
else if (ModelAttribute.class.isInstance(paramAnn)) {
ModelAttribute attr = (ModelAttribute) paramAnn;
attrName = attr.value();
annotationsFound++;
}
else if (Value.class.isInstance(paramAnn)) {
defaultValue = ((Value) paramAnn).value();
}
else if ("Valid".equals(paramAnn.annotationType().getSimpleName())) {
validate = true;
}
}
if (annotationsFound > 1) {
throw new IllegalStateException("Handler parameter annotations are exclusive choices - " +
"do not specify more than one such annotation on the same parameter: " +
handlerMethod);
}
if (annotationsFound == 0) {
Object argValue = resolveCommonArgument(methodParam, webRequest);
if (argValue != WebArgumentResolver.UNRESOLVED) {
args[i] = argValue;
}
else if (defaultValue != null) {
args[i] = resolveDefaultValue(defaultValue);
}
else {
Class paramType = methodParam.getParameterType();
if (Model.class.isAssignableFrom(paramType) || Map.class.isAssignableFrom(paramType))
{
args[i] = implicitModel;
}
else if (SessionStatus.class.isAssignableFrom(paramType)) {
args[i] = this.sessionStatus;
}
else if (HttpEntity.class.isAssignableFrom(paramType)) {
args[i] = resolveHttpEntityRequest(methodParam, webRequest);
}
else if (Errors.class.isAssignableFrom(paramType)) {
throw new IllegalStateException("Errors/BindingResult argument declared " +
"without preceding model attribute. Check your handler method signature!");
}
else if (BeanUtils.isSimpleProperty(paramType)) {
paramName = "";
}
else {
attrName = "";
}
}
}
if (paramName != null) {
asm读取class文件来获取paramName
args[i] = resolveRequestParam(paramName, required, defaultValue, methodParam, webRequest,
handler);
}
else if (headerName != null) {
args[i] = resolveRequestHeader(headerName, required, defaultValue, methodParam,
webRequest, handler);
}
else if (requestBodyFound) {
args[i] = resolveRequestBody(methodParam, webRequest, handler);
}
else if (cookieName != null) {
args[i] = resolveCookieValue(cookieName, required, defaultValue, methodParam, webRequest,
handler);
}
else if (pathVarName != null) {
args[i] = resolvePathVariable(pathVarName, methodParam, webRequest, handler);
}
else if (attrName != null) {
WebDataBinder binder =
resolveModelAttribute(attrName, methodParam, implicitModel, webRequest, handler);
boolean assignBindingResult = (args.length > i + 1 &&
Errors.class.isAssignableFrom(paramTypes[i + 1]));
if (binder.getTarget() != null) {
doBind(binder, webRequest, validate, !assignBindingResult);
}
args[i] = binder.getTarget();
if (assignBindingResult) {
args[i + 1] = binder.getBindingResult();
i++;
}
implicitModel.putAll(binder.getBindingResult().getModel());
}
}
return args;
}
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关于 asm 框架获取方法参数的部分,这里就不再进行分析了.感兴趣的话自己去就能看到这个过程.
到这里,方法的参数值列表也获取到了,就可以直接进行方法的调用了.整个请求过程中最复杂的一步
就是在这里了.ok,到这里整个请求处理过程的关键步骤都分析完了.理解了 springmvc 中的请求处理流程,
整个代码还是比较清晰的.
谈谈 Spring MVC 的优化
上面我们已经对 springmvc 的工作原理和源码进行了分析,在这个过程发现了几个优化点:
- controller如果能保持单例,尽量使用单例,这样可以减少创建对象和回收对象的开销.也就是说,如果controller 的类变量和实例变量可以以方法形参声明的尽量以方法的形参声明,不要以类变量和实例变量声明,这样可以避免线程安全问题.
- 处理 request 的方法中的形参务必加上@RequestParam 注解,这样可以避免 springmvc 使用 asm 框架读取 class 文件获取方法参数名的过程.即便 springmvc 对读取出的方法参数名进行了缓存,如果不要读取 class 文件当然是更加好.
- 阅读源码的过程中,发现 springmvc 并没有对处理 url 的方法进行缓存,也就是说每次都要根据请求url 去匹配 controller 中的方法 url,如果把 url 和 method 的关系缓存起来,会不会带来性能上的提升呢?有点恶心的是,负责解析 url 和 method 对应关系的 ServletHandlerMethodResolver 是一个 private 的内部类,不能直接继承该类增强代码,必须要该代码后重新编译.当然,如果缓存起来,必须要考虑缓存的线程安全问题.
