自己写一个mvc框架吧（四）

何白白

发布于 2019-06-28 14:10:51

4800

发布于 2019-06-28 14:10:51

文章被收录于专栏：何白白开发记录

自己写一个mvc框架吧（四）

写一个请求的入口，以及初始化框架

上一章写了获取方法的入参，并根据入参的参数类型进行数据转换。这时候，我们已经具备了通过反射调用方法的一切必要条件。现在我们缺少一个http请求的入口，就是一个servlet。现在我们开始写吧～

在这一章我们要做的事情有

定义一个配置文件，用来描述什么样的请求映射到哪一个class的哪一个方法上面。
在servlet初始化后，根据上面定义的配置文件加载mvc框架。
在一个http请求进入后，根据其请求路径，找到相应的方法，获取参数，使用反射执行该方法。
得到方法的执行结果后，先以json的形式在浏览器显示出来。这一步是视图层的功能，先这样写，之后在写各种视图控制器。

现在开始写吧

定义配置文件

这里的配置不一定就必须是一个xml， json，yaml… 之类的文件，也可以是注解的形式。区别就只是在加载框架的时候根据不同的形式进行解析就好了。这里为了写起来方便，就先定义一个json的配置文件（因为json的文件用起来比较方便）。

着这个配置文件中我们需要定义一些参数，这些参数需要满足我们将一个http请求映射到一个方法上的需求。我是这样定义的:

{
  "annotationSupport": false,
  "mapping": [
    {
      "url": "/index",
      "requestType": [
        "get"
      ],
      "method": "index",
      "objectClass": "com.hebaibai.demo.web.IndexController",
      "paramTypes": [
        "java.lang.String"
      ]
    }
  ]
}

下面说一下各个属性是干啥用的：

1：annotationSupport：用来描述有没有开启注解的支持，现在还没有写，就给了一个false。

2：mapping：用来描述映射关系的数据，是一个数组的类型。一个对象表示一个映射关系。

3：url：http请求的地址，表示这个映射关系对应的是哪一个请求地址。

4：requestType：这个映射支持的请求类型，数组的形式。说明一个方法支持多种请求方式。

5：objectClass：这个映射一定的是哪一个java对象。

6：method：这个映射关系对应的objectClass中的方法名称。

7：paramTypes：方法的入参类型，这里是一个数组，顺序要和定义的方法中的入参顺序相一致。定义这个参数是因为在通过反射找到一个一个Method的时候需要有两个参数，一是方法名称，另一个就是入参类型。所以这两个是必不可少的。

这里的配置说实话看起来有点复杂，用起来也不是很方便。比如在修改一个方法入参的时候，如果修改了参数类型，就要修改对应的配置。这里以后可以做一些简化处理，比如使用注解的形式，这样就会方便很多。但是现在是在设计并实现的阶段，可以把所有的配置按照最复杂的形式来做，完成功能之后再进行优化，可以添加一些全局的默认配置，这样就可以减少配置文件的编写。

上面的配置文件写完了，开始写怎样加载这个配置文件，并初始化这个mvc框架。

根据约定获取配置文件名称

因为请求的入口我用的是servlet，每一个servlet都需要配置一个servlet-name，所以我们可以约定配置文件的名称就是就是servlet-name的名称后加上”.json“。例如我定义一个servlet：

<servlet>
    <servlet-name>mvc</servlet-name>
    <servlet-class>com.hebaibai.amvc.MvcServlet</servlet-class>
</servlet>
<servlet-mapping>
    <servlet-name>mvc</servlet-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</servlet-mapping>

这时，配置文件的名称就是mvc.json。那么怎么做呢？我们这么写：

//先定义一个servlet
public class MvcServlet extends HttpServlet {

    //重写其中的方法
    @Override
    public void init(ServletConfig config) {
        //执行父类的init方法
        super.init(config);
        //获取servlet的名称
        String servletName = config.getServletName();
        //接下来，就可以写别的东西了
    }
}

在上面的代码中，我只取到了servlet-name，还没有开始读取配置文件。因为我认为读取配置和加载我们的框架这件事请不应该写在一个servlet中，所以我定义了一个类Application.java。在这个类里面用来处理读取配置文件，加载各种配置以及缓存http映射以及别的一些我还没想到的事情。这个Application.java有一个带参数的构造函数，参数是应用名称，就是servlet-name，这样每一个类的功能就可以分开了。接下来我们写这个类里应该有什么东西。

读取配置文件并完成框架加载

先把代码贴出来：

package com.hebaibai.amvc;

import com.alibaba.fastjson.JSONArray;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import com.hebaibai.amvc.namegetter.AsmParamNameGetter;
import com.hebaibai.amvc.objectfactory.AlwaysNewObjectFactory;
import com.hebaibai.amvc.objectfactory.ObjectFactory;
import com.hebaibai.amvc.utils.Assert;
import com.hebaibai.amvc.utils.ClassUtils;
import lombok.NonNull;
import lombok.SneakyThrows;
import lombok.extern.java.Log;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
 * aMac
 *
 * @author hjx
 */
@Log
public class Application {

    private static final String NOT_FIND = "缺少配置！";
    //urlMapping节点名称
    private static final String MAPPING_NODE = "mapping";
    //是否支持注解
    private static final String ANNOTATION_SUPPORT_NODE = "annotationSupport";

    /**
     * 映射的工厂类
     */
    private UrlMethodMappingFactory urlMethodMappingFactory = new UrlMethodMappingFactory();

    /**
     * 生成对象的工厂
     */
    private ObjectFactory objectFactory;

    /**
     * 应用的名称
     */
    private String applicationName;

    /**
     * 应用中的所有urlMapping
     */
    private Map<String, UrlMethodMapping> applicationUrlMapping = new ConcurrentHashMap<>();


    /**
     * 构造函数，通过servletName加载配置
     *
     * @param applicationName
     */
    public Application(String applicationName) {
        this.applicationName = applicationName;
        init();
    }

    /**
     * 初始化配置
     */
    @SneakyThrows(IOException.class)
    protected void init() {
        String configFileName = applicationName + ".json";
        InputStream inputStream = ClassUtils.getClassLoader().getResourceAsStream(configFileName);
        byte[] bytes = new byte[inputStream.available()];
        inputStream.read(bytes);
        String config = new String(bytes, "utf-8");
        //应用配置
        JSONObject configJson = JSONObject.parseObject(config);
        boolean annotationSupport = configJson.getBoolean(ANNOTATION_SUPPORT_NODE);

        //TODO:是否开启注解，注解支持之后写
        Assert.isTrue(!annotationSupport, "现在不支持此功能！");
        urlMethodMappingFactory.setParamNameGetter(new AsmParamNameGetter());

        //TODO:生成对象的工厂类（当先默认为每次都new一个新的对象）
        this.objectFactory = new AlwaysNewObjectFactory();

        JSONArray jsonArray = configJson.getJSONArray(MAPPING_NODE);
        Assert.notNull(jsonArray, MAPPING_NODE + NOT_FIND);
        for (int i = 0; i < jsonArray.size(); i++) {
            UrlMethodMapping mapping = urlMethodMappingFactory.getUrlMethodMappingByJson(jsonArray.getJSONObject(i));
            addApplicationUrlMapping(mapping);
        }
    }

    /**
     * 将映射映射添加进应用
     *
     * @param urlMethodMapping
     */
    protected void addApplicationUrlMapping(@NonNull UrlMethodMapping urlMethodMapping) {
        RequestType[] requestTypes = urlMethodMapping.getRequestTypes();
        String url = urlMethodMapping.getUrl();
        for (RequestType requestType : requestTypes) {
            String urlDescribe = getUrlDescribe(requestType, url);
            if (applicationUrlMapping.containsKey(urlDescribe)) {
                throw new UnsupportedOperationException(urlDescribe + "已经存在！");
            }
            Method method = urlMethodMapping.getMethod();
            Class aClass = urlMethodMapping.getClass();
            log.info("mapping url：" + urlDescribe + " to " + aClass.getName() + "." + method.getName());
            applicationUrlMapping.put(urlDescribe, urlMethodMapping);
        }
    }

    /**
     * 获取Url的描述
     *
     * @param requestType
     * @param url
     * @return
     */
    protected String getUrlDescribe(RequestType requestType, @NonNull String url) {
        return requestType.name() + ":" + url;
    }

    /**
     * 根据url描述获取 UrlMethodMapping
     *
     * @param urlDescribe
     * @return
     */
    protected UrlMethodMapping getUrlMethodMapping(@NonNull String urlDescribe) {
        UrlMethodMapping urlMethodMapping = applicationUrlMapping.get(urlDescribe);
        return urlMethodMapping;
    }

    /**
     * 生成对象的工厂
     *
     * @return
     */
    protected ObjectFactory getObjectFactory() {
        return this.objectFactory;
    }

}

这个类中我用了一些lombok的注解，大家可以先不用管它。

属性的说明：

1：UrlMethodMappingFactory ：用来创建url与Method的映射关系：UrlMethodMapping的工厂类，在 自己写一个mvc框架吧（二）这一篇中有说到。

2：applicationName ：应用的名称，其实就是servlet的名称（web.xml中servlet-name节点中的值）

3：applicationUrlMapping： url描述与UrlMethodMapping 的一个对应关系。url描述是我自己定义的一个东西，结构基本上是这样的：请求类型+“:”+请求地址。例子：“ GET:/index ”。

4：objectFactory：对象工厂，用来实例化对象用的，在 自己写一个mvc框架吧（二）这一篇中有说道。

方法的说明：

1：init()：用来根据应用名称，拼接配置文件的名称，并读取其中的内容，并做一些校验。

2：getUrlDescribe()：获取前面说道的url描述。

3：addApplicationUrlMapping(UrlMethodMapping urlMethodMapping)：将 applicationUrlMapping 填充起来。

4：getUrlMethodMapping(String urlDescribe)：根据url描述获取 urlMethodMapping。

5：getObjectFactory()：获取对象工厂，用来在servlet中实例化对象。

现在加载框架的代码写好了，下面开始写Servlet。

写请求的入口：servlet

这个写起来比较简单，需要做的事情有如下几个：

1：在servlet初始化的时候获取servlet的名称，然后加载我们的mvc框架。

2：在得到一次http请求的时候，根据请求地址、请求方式获取对应的Method，也就是urlMethodMapping。

3：根据urlMethodMapping获取对应的参数，转换成相应的类型，并通过反射执行方法。

4：将返回结果转换为Json，并在浏览器显示出来。（这一步是暂时的）

因为在前几章我们已经将很多代码写好了，这里我们只需要将之前写的一些东西拼起来就好了，并不需要写太多的东西，下面吧代码贴出来：

import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import com.hebaibai.amvc.objectfactory.ObjectFactory;
import lombok.SneakyThrows;
import lombok.extern.java.Log;

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.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * mvc的入口
 *
 * @author hjx
 */
@Log
public class MvcServlet extends HttpServlet {

    /**
     * 应用
     */
    private Application application;

    /**
     * 请求中的参数获取器
     */
    private MethodValueGetter methodValueGetter;


    /**
     * 初始化项目
     * 1：获取Servlet名称，加载名称相同的配置文件
     * 2：加载配置文件中的urlMapping
     */
    @Override
    @SneakyThrows(ServletException.class)
    public void init(ServletConfig config) {
        super.init(config);
        String servletName = config.getServletName();
        log.info("aMvc init servletName：" + servletName);
        application = new Application(servletName);
        methodValueGetter = new MethodValueGetter();
    }

    /**
     * 执行请求
     *
     * @param request
     * @param response
     */
    @SneakyThrows({IOException.class})
    private void doInvoke(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        RequestType requestType = getRequestType(request.getMethod());
        String urlDescribe = application.getUrlDescribe(requestType, request.getPathInfo());
        UrlMethodMapping urlMethodMapping = application.getUrlMethodMapping(urlDescribe);
        //没有找到对应的mapping
        if (urlMethodMapping == null) {
            unsupportedMethod(request, response);
            return;
        }
        //方法执行结果
        Object result = invokeMethod(urlMethodMapping, request);
        //TODO:视图处理，先以JSON形式返回
        response.setHeader("content-type", "application/json;charset=UTF-8");
        PrintWriter writer = response.getWriter();
        writer.write(JSONObject.toJSONString(result));
        writer.close();
    }

    /**
     * 反射执行方法
     *
     * @param urlMethodMapping
     * @param request
     * @return
     */
    @SneakyThrows({IllegalAccessException.class, InvocationTargetException.class})
    private Object invokeMethod(UrlMethodMapping urlMethodMapping, HttpServletRequest request) {
        Object[] methodValue = methodValueGetter.getMethodValue(urlMethodMapping.getParamClasses(), urlMethodMapping.getParamNames(), request);
        Method method = urlMethodMapping.getMethod();
        Class objectClass = urlMethodMapping.getObjectClass();
        //通过对象工厂实例化objectClass
        ObjectFactory objectFactory = application.getObjectFactory();
        Object object = objectFactory.getObject(objectClass);
        return method.invoke(object, methodValue);
    }

    /**
     * 根据http请求方式获取RequestType
     *
     * @param requestMethod
     * @return
     */
    private RequestType getRequestType(String requestMethod) {
        if (requestMethod.equalsIgnoreCase(RequestType.GET.name())) {
            return RequestType.GET;
        }
        if (requestMethod.equalsIgnoreCase(RequestType.POST.name())) {
            return RequestType.POST;
        }
        if (requestMethod.equalsIgnoreCase(RequestType.PUT.name())) {
            return RequestType.PUT;
        }
        if (requestMethod.equalsIgnoreCase(RequestType.DELETE.name())) {
            return RequestType.DELETE;
        }
        throw new UnsupportedOperationException("请求方式不支持：" + requestMethod);
    }

    /**
     * 不支持的请求方式
     *
     * @param request
     * @param response
     */
    @SneakyThrows(IOException.class)
    private void unsupportedMethod(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        String protocol = request.getProtocol();
        String method = request.getMethod();
        String errorMsg = "不支持的请求方式：" + method + "！";
        if (protocol.endsWith("1.1")) {
            response.sendError(HttpServletResponse.SC_METHOD_NOT_ALLOWED, errorMsg);
        } else {
            response.sendError(HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST, errorMsg);
        }
    }

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        doInvoke(request, response);
    }


    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        doInvoke(request, response);
    }

    @Override
    protected void doPut(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        doInvoke(request, response);
    }

    @Override
    protected void doDelete(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        doInvoke(request, response);
    }
}

这里主要说一下 doInvoke(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) 和 invokeMethod(UrlMethodMapping urlMethodMapping, HttpServletRequest request) 这两个方法。

doInvoke：处理每次请求的主要方法，负责根据请求的信息获取对应的Method并执行这个Method，在没有找到对应Method的时候显示对应的错误信息。最后根据配置将其处理成相应的视图（现在是Json）。

invokeMethod：通过对象工厂获取实例化对象，并通过反射执行Method，获取方法的返回值。

现在入口就写好了，新建一个Web项目测试一下吧

测试一下

首先我们新建一个web项目，之后在web.xml中添加：

<servlet>
    <servlet-name>mvc</servlet-name>
    <servlet-class>com.hebaibai.amvc.MvcServlet</servlet-class>
</servlet>
<servlet-mapping>
    <servlet-name>mvc</servlet-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</servlet-mapping>

然后写一个IndexController.java作为controller：

package com.hebaibai.demo.web;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @author hjx
 */
public class IndexController {

    /**
     * @param name
     * @return
     */
    public Map<String, String> index(String name) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("value", name);
        map.put("msg", "success");
        return map;
    }

}

因为servlet-name的值为mvc，所以我们需要在resources目录下新建文件mvc.json作为配置文件，so～新建文件：

{
  "annotationSupport": false,
  "mapping": [
    {
      "url": "/index",
      "requestType": [
        "get"
      ],
      "method": "index",
      "objectClass": "com.hebaibai.demo.web.IndexController",
      "paramTypes": [
        "java.lang.String"
      ]
    }
  ]
}

现在所有的配制就写好，可以测试了～～～

but～～，现在有一个BUG，惊不惊喜！！！

有一个BUG

这个bug是在 自己写一个mvc框架吧（二） 这一章的通过asm获取方法入参名称的时候出现的，之前的代码是这样的：

ClassReader classReader = null;
try {
    classReader = new ClassReader(className);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

因为我们最终写好的mvc框架是作为一个jar包出现的，所以在jar中，是无法通过这种形式解析到依赖这个jar的项目中的class，这里会出现一个异常，我觉得应该是类加载器在获取文件路径时候的问题。怎么解决呢？

解决bug

我们看一下classReader = new ClassReader(className) 这个方法的实现代码：

/**
 * Constructs a new {@link ClassReader} object.
 *
 * @param className the fully qualified name of the class to be read. The ClassFile structure is
 *     retrieved with the current class loader's {@link ClassLoader#getSystemResourceAsStream}.
 * @throws IOException if an exception occurs during reading.
 */
public ClassReader(final String className) throws IOException {
  this(
      readStream(
          ClassLoader.getSystemResourceAsStream(className.replace('.', '/') + ".class"), true));
}

他是通过class的包名称转换成为文件路径之后，通过相对路径（应该是以项目路径作为根路径）的形式读取的，这样就好解决了。我们使用绝对路径的形式（以系统中的根路）获取到这个文件流就好了，这样写：

ClassReader getClassReader(Class aClass) {
    Assert.notNull(aClass);
    String className = aClass.getName();
    String path = getClass().getClassLoader().getResource("/").getPath();
    File classFile = new File(path + className.replace('.', '/') + ".class");
    try (InputStream inputStream = new FileInputStream(classFile)) {
        ClassReader classReader = new ClassReader(inputStream);
        return classReader;
    } catch (IOException e) {
    }
    throw new RuntimeException(className + "无法加载！");
}

先获取到项目中的根目录在系统中的那个位置，然后将包名转换成文文件路径，最后拼接一下就好了～搞定。

现在就可以测试了，只需要将刚才的web项目启动后，访问一下配置的地址，就好了。我就不写了～～