spring学习：spring与springmvc父子容器【云图智联】

1.spring和springmvc父子容器概念介绍

在spring和springmvc进行整合的时候，一般情况下我们会使用不同的配置文件来配置spring和springmvc，因此我们的应用中会存在至少2个ApplicationContext实例，由于是在web应用中，因此最终实例化的是ApplicationContext的子接口WebApplicationContext。如下图所示：

上图中显示了2个WebApplicationContext实例，为了进行区分，分别称之为：Servlet WebApplicationContext、Root WebApplicationContext。 其中：

Servlet WebApplicationContext：这是对J2EE三层架构中的web层进行配置，如控制器(controller)、视图解析器(view resolvers)等相关的bean。通过spring mvc中提供的DispatchServlet来加载配置，通常情况下，配置文件的名称为spring-servlet.xml。

Root WebApplicationContext：这是对J2EE三层架构中的service层、dao层进行配置，如业务bean，数据源(DataSource)等。通常情况下，配置文件的名称为applicationContext.xml。在web应用中，其一般通过ContextLoaderListener来加载。

以下是一个web.xml配置案例：

1.   
2.   
4.     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  
5.     xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaeehttp://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd">  
6.     
7.     
8.       
9.         contextConfigLocation  
10.         /WEB-INF/spring/applicationContext.xml  
11.       
12.   
13.       
14.         org.springframework.web.context.ContextLoaderListener  
15.       
16.     
17.     
18.       
19.         dispatcher  
20.         org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet  
21.           
22.             contextConfigLocation  
23.             /WEB-INF/spring/spring-servlet.xml  
24.           
25.         1  
26.       
27.       
28.         dispatcher  
29.         /*  
30.       
31.   

在上面的配置中：

1. ContextLoaderListener会被优先初始化时，其会根据元素中contextConfigLocation参数指定的配置文件路径，在这里就是"/WEB-INF/spring/applicationContext.xml”，来创建WebApplicationContext实例。 并调用ServletContext的setAttribute方法，将其设置到ServletContext中，属性的key为”org.springframework.web.context.WebApplicationContext.ROOT”，最后的”ROOT"字样表明这是一个 Root WebApplicationContext。

2.DispatcherServlet在初始化时，会根据元素中contextConfigLocation参数指定的配置文件路径，即"/WEB-INF/spring/spring-servlet.xml”，来创建Servlet WebApplicationContext。同时，其会调用ServletContext的getAttribute方法来判断是否存在Root WebApplicationContext。如果存在，则将其设置为自己的parent。这就是父子上下文(父子容器)的概念。

父子容器的作用在于，当我们尝试从child context(即：Servlet WebApplicationContext)中获取一个bean时，如果找不到，则会委派给parent context (即Root WebApplicationContext)来查找。

如果我们没有通过ContextLoaderListener来创建Root WebApplicationContext，那么Servlet WebApplicationContext的parent就是null，也就是没有parent context。 

2.为什么要有父子容器

笔者理解，父子容器的作用主要是划分框架边界。

在J2EE三层架构中，在service层我们一般使用spring框架， 而在web层则有多种选择，如spring mvc、struts等。因此，通常对于web层我们会使用单独的配置文件。例如在上面的案例中，一开始我们使用spring-servlet.xml来配置web层，使用applicationContext.xml来配置service、dao层。如果现在我们想把web层从spring mvc替换成struts，那么只需要将spring-servlet.xml替换成Struts的配置文件struts.xml即可，而applicationContext.xml不需要改变。

事实上，如果你的项目确定了只使用spring和spring mvc的话，你甚至可以将service 、dao、web层的bean都放到spring-servlet.xml中进行配置，并不是一定要将service、dao层的配置单独放到applicationContext.xml中，然后使用ContextLoaderListener来加载。在这种情况下，就没有了Root WebApplicationContext，只有Servlet WebApplicationContext。

3.Root WebApplicationContext创建过程源码分析

ContextLoaderListener用于创建ROOT WebApplicationContext，其实现了ServletContextListener接口的contextInitialized和contextDestroyed方法，在web应用启动和停止时，web容器(如tomcat)会负责回调这两个方法。而创建Root WebApplicationContext就是在contextInitialized中完成的，相关源码片段如下所示：

org.springframework.web.context.ContextLoaderListener 

1. public class ContextLoaderListener extends ContextLoader implements ServletContextListener {
2.    //...
3.    @Override
4.    public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
5.       initWebApplicationContext(event.getServletContext());
6.    }
7.    //...
8. }

    可以看到ContextLoaderListener继承了ContextLoader类，真正的创建在操作，是在ContextLoader的initWebApplicationContext方法中完成。

org.springframework.web.context.ContextLoader#initWebApplicationContext 

1. public WebApplicationContext initWebApplicationContext(ServletContext servletContext) {
2.    //1、保证只能有一个ROOT WebApplicationContext
3.    //尝试以”org.springframework.web.context.WebApplicationContext.ROOT”为key从ServletContext中查找WebApplicationContext实例
4.    //如果已经存在，则抛出异常。
5.    //一个典型的异常场景是在web.xml中配置了多个ContextLoaderListener，那么后初始化的ContextLoaderListener就会抛出异常
6.    if (servletContext.getAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE) != null) {
7.       throw new IllegalStateException(
8.             "Cannot initialize context because there is already a root application context present - " +
9.             "check whether you have multiple ContextLoader* definitions in your web.xml!");
10.    }
11.    
12.    //2、打印日志，注意日志中的提示内容："Initializing Spring root WebApplicationContext”
13.    //这验证了我们之前的说法，ContextLoaderListener创建的是root WebApplicationContext
14.    Log logger = LogFactory.getLog(ContextLoader.class);
15.    servletContext.log("Initializing Spring root WebApplicationContext");
16.    if (logger.isInfoEnabled()) {
17.       logger.info("Root WebApplicationContext: initialization started");
18.    }
19.    long startTime = System.currentTimeMillis();
20.    try {
21.      
22.       if (this.context == null) {
23.          // 3 创建WebApplicationContext实现类实例。其内部首先会确定WebApplicationContext实例类型。
24.         // 首先判断有没有元素的值为contextClass，如果有，则对应的值，就是要创建的WebApplicationContext实例类型
25.         // 如果没有指定，则默认的实现类为XmlWebApplicationContext。这是在spring-web-xxx.jar包中的ContextLoader.properties指定的
26.         // 注意这个时候，只是创建了WebApplicationContext对象实例，还没有加载对应的spring配置文件
27.          this.context = createWebApplicationContext(servletContext);
28.       }
29.       //4 XmlWebApplicationContext实现了ConfigurableWebApplicationContext接口，因此会进入if代码块
30.       if (this.context instanceof ConfigurableWebApplicationContext) {
31.          ConfigurableWebApplicationContext cwac = (ConfigurableWebApplicationContext) this.context;
32.          // 4.1 由于WebApplicationContext对象实例还没有加载对应配置文件，spring上下文还没有被刷新，因此isActive返回false，进入if代码块
33.          if (!cwac.isActive()) {
34.             //4.2 当前ROOT WebApplicationContext的父context为null，则尝试通过loadParentContext方法获取父ApplicationContext，并设置到其中
35.             //由于loadParentContext方法目前写死返回null，因此可以忽略4.2这个步骤。
36.             if (cwac.getParent() == null) {
37.                ApplicationContext parent = loadParentContext(servletContext);
38.                cwac.setParent(parent);
39.             }
40.             //4.3 加载配置spring文件。根据指定的contextConfigLocation，确定配置文件的位置。
41.             configureAndRefreshWebApplicationContext(cwac, servletContext);
42.          }
43.       }
44.       // 5、将创建的WebApplicationContext实例以”org.springframework.web.context.WebApplicationContext.ROOT”为key设置到ServletContext中
45.       servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, this.context);
46.       ClassLoader ccl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
47.       if (ccl == ContextLoader.class.getClassLoader()) {
48.          currentContext = this.context;
49.       }
50.       else if (ccl != null) {
51.          currentContextPerThread.put(ccl, this.context);
52.       }
53.       if (logger.isDebugEnabled()) {
54.          logger.debug("Published root WebApplicationContext as ServletContext attribute with name [" +
55.                WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE + "]");
56.       }
57.       if (logger.isInfoEnabled()) {
58.          long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
59.          logger.info("Root WebApplicationContext: initialization completed in " + elapsedTime + " ms");
60.       }
61.       return this.context;
62.    }
63.    catch (RuntimeException ex) {
64.       logger.error("Context initialization failed", ex);
65.       servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, ex);
66.       throw ex;
67.    }
68.    catch (Error err) {
69.       logger.error("Context initialization failed", err);
70.       servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, err);
71.       throw err;
72.    }
73. }

4.Servlet WebApplicationContext创建过程源码分析

DispatcherServlet负责创建Servlet WebApplicationContext，并尝试将ContextLoaderListener创建的ROOT WebApplicationContext设置为自己的parent。其类图继承关系如下所示： 

其中HttpServletBean继承了HttpServlet，因此在应用初始化时，其init方法会被调用，如下：

org.springframework.web.servlet.HttpServletBean#init 

1. public final void init() throws ServletException {
2.    //...
3.    // 这个方法在HttpServletBean中是空实现
4.    initServletBean();
5.    if (logger.isDebugEnabled()) {
6.       logger.debug("Servlet '" + getServletName() + "' configured successfully");
7.    }
8. }

HttpServletBean的init方法中，调用了initServletBean()方法，在HttpServletBean中，这个方法是空实现。FrameworkServlet覆盖了HttpServletBean中的initServletBean方法，如下：

org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet#initServletBean 

1. @Override
2. protected final void initServletBean() throws ServletException {
3.    getServletContext().log("Initializing Spring FrameworkServlet '" + getServletName() + "'");
4.    if (this.logger.isInfoEnabled()) {
5.       this.logger.info("FrameworkServlet '" + getServletName() + "': initialization started");
6.    }
7.    long startTime = System.currentTimeMillis();
8.    try {
9.       // initWebApplicationContext方法中，创建了Servlet WebApplicationContext实例
10.       this.webApplicationContext = initWebApplicationContext();
11.       initFrameworkServlet();
12.    }
13.    catch (ServletException ex) {
14.       this.logger.error("Context initialization failed", ex);
15.       throw ex;
16.    }
17.    catch (RuntimeException ex) {
18.       this.logger.error("Context initialization failed", ex);
19.       throw ex;
20.    }
21.    if (this.logger.isInfoEnabled()) {
22.       long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
23.       this.logger.info("FrameworkServlet '" + getServletName() + "': initialization completed in " +
24.             elapsedTime + " ms");
25.    }
26. }

上述代码片段中，我们可以看到通过调用FrameworkServlet的另一个方法initWebApplicationContext()，来真正创建WebApplicationContext实例，其源码如下：

org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet#initWebApplicationContext 

1. protected WebApplicationContext initWebApplicationContext() {
2.    //1 通过工具类WebApplicationContextUtils来获取Root WebApplicationContext
3.    // 其内部以”org.springframework.web.context.WebApplicationContext.ROOT”为key从ServletContext中查找WebApplicationContext实例作为rootContext 
4.    WebApplicationContext rootContext =
5.          WebApplicationContextUtils.getWebApplicationContext(getServletContext());
6.    WebApplicationContext wac = null;
7.    
8.    //2、在我们的案例中是通过web.xml配置的DispatcherServlet，此时webApplicationContext为null，因此不会进入以下代码块
9.    if (this.webApplicationContext != null) {
10.       // A context instance was injected at construction time -> use it
11.       wac = this.webApplicationContext;
12.       if (wac instanceof ConfigurableWebApplicationContext) {
13.          ConfigurableWebApplicationContext cwac = (ConfigurableWebApplicationContext) wac;
14.          if (!cwac.isActive()) {
15.             // The context has not yet been refreshed -> provide services such as
16.             // setting the parent context, setting the application context id, etc
17.             if (cwac.getParent() == null) {
18.                // The context instance was injected without an explicit parent -> set
19.                // the root application context (if any; may be null) as the parent
20.                cwac.setParent(rootContext);
21.             }
22.             configureAndRefreshWebApplicationContext(cwac);
23.          }
24.       }
25.    }
26.    //3 经过第二步，wac依然为null，此时尝试根据FrameServlet的contextAttribute 字段的值，从ServletContext中获取Servlet WebApplicationContext实例，在我们的案例中，contextAttribute值为空，因此这一步过后，wac依然为null
27.    if (wac == null) {
28.       // No context instance was injected at construction time -> see if one
29.       // has been registered in the servlet context. If one exists, it is assumed
30.       // that the parent context (if any) has already been set and that the
31.       // user has performed any initialization such as setting the context id
32.       wac = findWebApplicationContext();
33.    }
34.   
35.    //4 开始真正的创建Servlet WebApplicationContext，并将rootContext设置为parent
36.    if (wac == null) {
37.       // No context instance is defined for this servlet -> create a local one
38.       wac = createWebApplicationContext(rootContext);
39.    }
40.    if (!this.refreshEventReceived) {
41.       // Either the context is not a ConfigurableApplicationContext with refresh
42.       // support or the context injected at construction time had already been
43.       // refreshed -> trigger initial onRefresh manually here.
44.       onRefresh(wac);
45.    }
46.    if (this.publishContext) {
47.       // Publish the context as a servlet context attribute.
48.       String attrName = getServletContextAttributeName();
49.       getServletContext().setAttribute(attrName, wac);
50.       if (this.logger.isDebugEnabled()) {
51.          this.logger.debug("Published WebApplicationContext of servlet '" + getServletName() +
52.                "' as ServletContext attribute with name [" + attrName + "]");
53.       }
54.    }
55.    return wac;
56. }

5.java方式配置

最后，对于Root WebApplicationContext和Servlet WebApplicationContext的创建，我们也可以通过java代码的方式进行配置。spring通过以下几个类对此提供了支持：

AbstractContextLoaderInitializer：其用于动态的往ServletContext中注册一个ContextLoaderListener，从而创建Root WebApplicationContext

AbstractDispatcherServletInitializer：其用于动态的往ServletContext中注册一个DispatcherServlet，从而创建Servlet WebApplicationContext

对应的类图继承关系如下所示： 

AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer用于提供AbstractContextLoaderInitializer和AbstractDispatcherServletInitializer所需要的配置。

AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer中有3个抽象方法需要实现： 

1. public class MyWebAppInitializer extends AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer {
2.     //获得创建Root WebApplicationContext所需的配置类
3.     @Override
4.     protected Class[] getRootConfigClasses() {
5.         return new Class
6.     }
7.     //获得创建Servlet WebApplicationContext所需的配置类
8.     @Override
9.     protected Class[] getServletConfigClasses() {
10.         return new Class
11.     }
12.     //获得DispatchServlet拦截的url
13.     @Override
14.     protected String[] getServletMappings() {
15.         return new String[] { "/app1/*" };
16.     }
17. }

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