SpringMVC源码剖析5：消息转换器HttpMessageConverter与@ResponseBody注解
SpringMVC关于json、xml自动转换的原理研究[附带源码分析]
目录
- 前言
- 现象
- 源码分析
- 实例讲解
- 关于配置
- 总结
- 参考资料
前言
SpringMVC是目前主流的Web MVC框架之一。
如果有同学对它不熟悉，那么请参考它的入门blog：http://www.cnblogs.com/fangjian0423/p/springMVC-introduction.html
现象
本文使用的demo基于maven，是根据入门blog的例子继续写下去的。
我们先来看一看对应的现象。 我们这里的配置文件 *-dispatcher.xml中的关键配置如下(其他常规的配置文件不在讲解，可参考本文一开始提到的入门blog)：
(视图配置省略)
<mvc:resources location="/static/" mapping="/static/**"/>
<mvc:annotation-driven/>
<context:component-scan base-package="org.format.demo.controller"/>
pom中需要有以下依赖(Spring依赖及其他依赖不显示)：
<dependency>
<groupId>org.codehaus.jacksongroupId>
<artifactId>jackson-core-aslartifactId>
<version>1.9.13version>
dependency>
<dependency>
<groupId>org.codehaus.jacksongroupId>
<artifactId>jackson-mapper-aslartifactId>
<version>1.9.13version>
dependency>
这个依赖是json序列化的依赖。
ok。我们在Controller中添加一个method：
@RequestMapping("/xmlOrJson")
@ResponseBody
public Map xmlOrJson() {
Map map = new HashMap();
map.put("list", employeeService.list());
return map;
} 直接访问地址：
我们看到，短短几行配置。使用@ResponseBody注解之后，Controller返回的对象 自动被转换成对应的json数据，在这里不得不感叹SpringMVC的强大。
我们好像也没看到具体的配置，唯一看到的就是*-dispatcher.xml中的一句配置：
那么spring到底是如何实现java对象到json对象的自动转换的呢？ 为什么转换成了json数据，如果想转换成xml数据，那该怎么办？
源码分析
本文使用的spring版本是4.0.2。
在讲解
HttpMessageConverter接口就是Spring提供的http消息转换接口。有关这方面的知识大家可以参考"参考资料"中的第二条链接，里面讲的很清楚。
下面开始分析
这句代码在spring中的解析类是：
在AnnotationDrivenBeanDefinitionParser源码的152行parse方法中：
分别实例化了RequestMappingHandlerMapping，ConfigurableWebBindingInitializer，RequestMappingHandlerAdapter等诸多类。
其中RequestMappingHandlerMapping和RequestMappingHandlerAdapter这两个类比较重要。
RequestMappingHandlerMapping处理请求映射的，处理@RequestMapping跟请求地址之间的关系。
RequestMappingHandlerAdapter是请求处理的适配器，也就是请求之后处理具体逻辑的执行，关系到哪个类的哪个方法以及转换器等工作，这个类是我们讲的重点，其中它的属性messageConverters是本文要讲的重点。
私有方法:getMessageConverters
从代码中我们可以，RequestMappingHandlerAdapter设置messageConverters的逻辑：
1.如果
message-converters的子节点配置如下：
<mvc:annotation-driven>
<mvc:message-converters>
<bean class="org.example.MyHttpMessageConverter"/>
<bean class="org.example.MyOtherHttpMessageConverter"/>
mvc:message-converters>
mvc:annotation-driven>2.message-converters子节点不存在或它的属性register-defaults为true的话，加入其他的转换器：ByteArrayHttpMessageConverter、StringHttpMessageConverter、ResourceHttpMessageConverter等。
我们看到这么一段：
这些boolean属性是哪里来的呢，它们是AnnotationDrivenBeanDefinitionParser的静态变量。
其中ClassUtils中的isPresent方法如下：
看到这里，读者应该明白了为什么本文一开始在pom文件中需要加入对应的jackson依赖，为了让json转换器jackson成为默认转换器之一。
下面我们看如何通过消息转换器将java对象进行转换的。
RequestMappingHandlerAdapter在进行handle的时候，会委托给HandlerMethod（具体由子类ServletInvocableHandlerMethod处理）的invokeAndHandle方法进行处理，这个方法又转接给HandlerMethodReturnValueHandlerComposite处理。
HandlerMethodReturnValueHandlerComposite维护了一个HandlerMethodReturnValueHandler列表。HandlerMethodReturnValueHandler是一个对返回值进行处理的策略接口，这个接口非常重要。关于这个接口的细节，请参考楼主的另外一篇博客：http://www.cnblogs.com/fangjian0423/p/springMVC-request-param-analysis.html。然后找到对应的HandlerMethodReturnValueHandler对结果值进行处理。
最终找到RequestResponseBodyMethodProcessor这个Handler（由于使用了@ResponseBody注解）。
RequestResponseBodyMethodProcessor的supportsReturnType方法：
然后使用handleReturnValue方法进行处理：
我们看到，这里使用了转换器。
具体的转换方法：
至于为何是请求头部的Accept数据，读者可以进去debug这个getAcceptableMediaTypes方法看看。 我就不罗嗦了～～～
ok。至此，我们走遍了所有的流程。
现在，回过头来看。为什么一开始的demo输出了json数据？
我们来分析吧。
由于我们只配置了
很明显，我们看到了2个xml和1个json转换器。 要看能不能转换，得看HttpMessageConverter接口的public boolean canWrite(Class clazz, MediaType mediaType)方法是否返回true来决定的。
我们先分析SourceHttpMessageConverter：
它的canWrite方法被父类AbstractHttpMessageConverter重写了。
发现SUPPORTED_CLASSES中没有Map类(本文demo返回的是Map类)，因此不支持。
下面看Jaxb2RootElementHttpMessageConverter：
这个类直接重写了canWrite方法。
需要有XmlRootElement注解。 很明显，Map类当然没有。
最终MappingJackson2HttpMessageConverter匹配，进行json转换。（为何匹配，请读者自行查看源码）
实例讲解
我们分析了转换器的转换过程之后，下面就通过实例来验证我们的结论吧。
首先，我们先把xml转换器实现。
之前已经分析，默认的转换器中是支持xml的。下面我们加上注解试试吧。
由于Map是jdk源码中的部分，因此我们用Employee来做demo。
因此，Controller加上一个方法：
@RequestMapping("/xmlOrJsonSimple")
@ResponseBody
public Employee xmlOrJsonSimple() {
return employeeService.getById(1);
}实体中加上@XmlRootElement注解
结果如下：
我们发现，解析成了xml。
这里为什么解析成xml，而不解析成json呢？
之前分析过，消息转换器是根据class和mediaType决定的。
我们使用firebug看到：
我们发现Accept有xml，没有json。因此解析成xml了。
我们再来验证，同一地址，HTTP头部不同Accept。看是否正确。
$.ajax({
url: "${request.contextPath}/employee/xmlOrJsonSimple",
success: function(res) {
console.log(res);
},
headers: {
"Accept": "application/xml"
}
});
$.ajax({
url: "${request.contextPath}/employee/xmlOrJsonSimple",
success: function(res) {
console.log(res);
},
headers: {
"Accept": "application/json"
}
});
验证成功。
关于配置
如果不想使用
为何会覆盖，请参考楼主的另外一篇博客：http://www.cnblogs.com/fangjian0423/p/spring-Ordered-interface.html
<bean class="org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestMappingHandlerAdapter">
<property name="messageConverters">
<list>
<bean class="org.springframework.http.converter.ByteArrayHttpMessageConverter"/>
<bean class="org.springframework.http.converter.StringHttpMessageConverter"/>
<bean class="org.springframework.http.converter.ResourceHttpMessageConverter"/>
list>
property>
bean>
或者如果只想换messageConverters的话。
<mvc:annotation-driven>
<mvc:message-converters>
<bean class="org.example.MyHttpMessageConverter"/>
<bean class="org.example.MyOtherHttpMessageConverter"/>
mvc:message-converters>
mvc:annotation-driven>
如果还想用其他converters的话。
以上是spring-mvc jar包中的converters。
这里我们使用转换xml的MarshallingHttpMessageConverter。
这个converter里面使用了marshaller进行转换
我们这里使用XStreamMarshaller。
json没有转换器，返回406.
至于xml格式的问题，大家自行解决吧。 这里用的是XStream～。
使用这种方式，pom别忘记了加入xstream的依赖：
<dependency>
<groupId>com.thoughtworks.xstreamgroupId>
<artifactId>xstreamartifactId>
<version>1.4.7version>
dependency>
总结
写了这么多，可能读者觉得有点罗嗦。 毕竟这也是自己的一些心得，希望都能说出来与读者共享。
刚接触SpringMVC的时候，发现这种自动转换机制很牛逼，但是一直没有研究它的原理，目前，算是了了一个小小心愿吧，SpringMVC还有很多内容，以后自己研究其他内容的时候还会与大家一起共享的。
文章难免会出现一些错误，希望读者们能指明出来。
参考资料
http://my.oschina.net/HeliosFly/blog/205343
http://my.oschina.net/lichhao/blog/172562
http://docs.spring.io/spring/docs/current/spring-framework-reference/html/mvc.html
详解@RequestBody和@ResponseBody实现机制
#概述 在SpringMVC中，可以使用@RequestBody和@ResponseBody两个注解，分别完成请求报文到对象和对象到响应报文的转换，底层这种灵活的消息转换机制，就是Spring3.x中新引入的HttpMessageConverter即消息转换器机制。
#Http请求的抽象 还是回到请求-响应，也就是解析请求体，然后返回响应报文这个最基本的Http请求过程中来。我们知道，在servlet标准中，可以用javax.servlet.ServletRequest接口中的以下方法：
public ServletInputStream getInputStream() throws IOException;
来得到一个ServletInputStream。这个ServletInputStream中，可以读取到一个原始请求报文的所有内容。同样的，在javax.servlet.ServletResponse接口中，可以用以下方法：
public ServletOutputStream getOutputStream() throws IOException;
来得到一个ServletOutputStream，这个ServletOutputSteam，继承自java中的OutputStream，可以让你输出Http的响应报文内容。
让我们尝试着像SpringMVC的设计者一样来思考一下。我们知道，Http请求和响应报文本质上都是一串字符串，当请求报文来到java世界，它会被封装成为一个ServletInputStream的输入流，供我们读取报文。响应报文则是通过一个ServletOutputStream的输出流，来输出响应报文。
我们从流中，只能读取到原始的字符串报文，同样，我们往输出流中，也只能写原始的字符。而在java世界中，处理业务逻辑，都是以一个个有业务意义的对象为处理维度的，那么在报文到达SpringMVC和从SpringMVC出去，都存在一个字符串到java对象的阻抗问题。这一过程，不可能由开发者手工转换。我们知道，在Struts2中，采用了OGNL来应对这个问题，而在SpringMVC中，它是HttpMessageConverter机制。我们先来看两个接口。
#HttpInputMessage 这个类是SpringMVC内部对一次Http请求报文的抽象，在HttpMessageConverter的read()方法中，有一个HttpInputMessage的形参，它正是SpringMVC的消息转换器所作用的受体“请求消息”的内部抽象，消息转换器从“请求消息”中按照规则提取消息，转换为方法形参中声明的对象。
package org.springframework.http;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
public interface HttpInputMessage extends HttpMessage {
InputStream getBody() throws IOException;
}
#HttpOutputMessage 这个类是SpringMVC内部对一次Http响应报文的抽象，在HttpMessageConverter的write()方法中，有一个HttpOutputMessage的形参，它正是SpringMVC的消息转换器所作用的受体“响应消息”的内部抽象，消息转换器将“响应消息”按照一定的规则写到响应报文中。
package org.springframework.http;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
public interface HttpOutputMessage extends HttpMessage {
OutputStream getBody() throws IOException;
}
#HttpMessageConverter 对消息转换器最高层次的接口抽象，描述了一个消息转换器的一般特征，我们可以从这个接口中定义的方法，来领悟Spring3.x的设计者对这一机制的思考过程。
package org.springframework.http.converter;
import java.io.IOException;
import java.util.List;
import org.springframework.http.HttpInputMessage;
import org.springframework.http.HttpOutputMessage;
import org.springframework.http.MediaType;
public interface HttpMessageConverter {
boolean canRead(Class clazz, MediaType mediaType);
boolean canWrite(Class clazz, MediaType mediaType);
List getSupportedMediaTypes();
T read(Classextends T> clazz, HttpInputMessage inputMessage)
throws IOException, HttpMessageNotReadableException;
void write(T t, MediaType contentType, HttpOutputMessage outputMessage)
throws IOException, HttpMessageNotWritableException;
}
HttpMessageConverter接口的定义出现了成对的canRead()，read()和canWrite()，write()方法，MediaType是对请求的Media Type属性的封装。举个例子，当我们声明了下面这个处理方法。
@RequestMapping(value="/string", method=RequestMethod.POST)
public @ResponseBody String readString(@RequestBody String string) {
return "Read string '" + string + "'";
}
在SpringMVC进入readString方法前，会根据@RequestBody注解选择适当的HttpMessageConverter实现类来将请求参数解析到string变量中，具体来说是使用了StringHttpMessageConverter类，它的canRead()方法返回true，然后它的read()方法会从请求中读出请求参数，绑定到readString()方法的string变量中。
当SpringMVC执行readString方法后，由于返回值标识了@ResponseBody，SpringMVC将使用StringHttpMessageConverter的write()方法，将结果作为String值写入响应报文，当然，此时canWrite()方法返回true。
我们可以用下面的图，简单描述一下这个过程。
#RequestResponseBodyMethodProcessor 将上述过程集中描述的一个类是org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestResponseBodyMethodProcessor，这个类同时实现了HandlerMethodArgumentResolver和HandlerMethodReturnValueHandler两个接口。前者是将请求报文绑定到处理方法形参的策略接口，后者则是对处理方法返回值进行处理的策略接口。两个接口的源码如下：
package org.springframework.web.method.support;
import org.springframework.core.MethodParameter;
import org.springframework.web.bind.WebDataBinder;
import org.springframework.web.bind.support.WebDataBinderFactory;
import org.springframework.web.context.request.NativeWebRequest;
public interface HandlerMethodArgumentResolver {
boolean supportsParameter(MethodParameter parameter);
Object resolveArgument(MethodParameter parameter,
ModelAndViewContainer mavContainer,
NativeWebRequest webRequest,
WebDataBinderFactory binderFactory) throws Exception;
}
package org.springframework.web.method.support;
import org.springframework.core.MethodParameter;
import org.springframework.web.context.request.NativeWebRequest;
public interface HandlerMethodReturnValueHandler {
boolean supportsReturnType(MethodParameter returnType);
void handleReturnValue(Object returnValue,
MethodParameter returnType,
ModelAndViewContainer mavContainer,
NativeWebRequest webRequest) throws Exception;
}
RequestResponseBodyMethodProcessor这个类，同时充当了方法参数解析和返回值处理两种角色。我们从它的源码中，可以找到上面两个接口的方法实现。
对HandlerMethodArgumentResolver接口的实现：
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
return parameter.hasParameterAnnotation(RequestBody.class);
}
public Object resolveArgument(MethodParameter parameter, ModelAndViewContainer mavContainer,
NativeWebRequest webRequest, WebDataBinderFactory binderFactory) throws Exception {
Object argument = readWithMessageConverters(webRequest, parameter, parameter.getGenericParameterType());
String name = Conventions.getVariableNameForParameter(parameter);
WebDataBinder binder = binderFactory.createBinder(webRequest, argument, name);
if (argument != null) {
validate(binder, parameter);
}
mavContainer.addAttribute(BindingResult.MODEL_KEY_PREFIX + name, binder.getBindingResult());
return argument;
}
对HandlerMethodReturnValueHandler接口的实现
public boolean supportsReturnType(MethodParameter returnType) {
return returnType.getMethodAnnotation(ResponseBody.class) != null;
}
public void handleReturnValue(Object returnValue, MethodParameter returnType,
ModelAndViewContainer mavContainer, NativeWebRequest webRequest)
throws IOException, HttpMediaTypeNotAcceptableException {
mavContainer.setRequestHandled(true);
if (returnValue != null) {
writeWithMessageConverters(returnValue, returnType, webRequest);
}
}
看完上面的代码，整个HttpMessageConverter消息转换的脉络已经非常清晰。因为两个接口的实现，分别是以是否有@RequestBody和@ResponseBody为条件，然后分别调用HttpMessageConverter来进行消息的读写。
如果你想问，怎么样跟踪到RequestResponseBodyMethodProcessor中，请你按照前面几篇博文的思路，然后到这里spring-mvc-showcase下载源码回来，对其中HttpMessageConverter相关的例子进行debug，只要你肯下功夫，相信你一定会有属于自己的收获的。
#思考 张小龙在谈微信的本质时候说：“微信只是个平台，消息在其中流转”。在我们对SpringMVC源码分析的过程中，我们可以从HttpMessageConverter机制中领悟到类似的道理。在SpringMVC的设计者眼中，一次请求报文和一次响应报文，分别被抽象为一个请求消息HttpInputMessage和一个响应消息HttpOutputMessage。
处理请求时，由合适的消息转换器将请求报文绑定为方法中的形参对象，在这里，同一个对象就有可能出现多种不同的消息形式，比如json和xml。同样，当响应请求时，方法的返回值也同样可能被返回为不同的消息形式，比如json和xml。
在SpringMVC中，针对不同的消息形式，我们有不同的HttpMessageConverter实现类来处理各种消息形式。但是，只要这些消息所蕴含的“有效信息”是一致的，那么各种不同的消息转换器，都会生成同样的转换结果。至于各种消息间解析细节的不同，就被屏蔽在不同的HttpMessageConverter实现类中了。
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