Java Spring MVC框架全面讲解

基础知识

一、Spring MVC 基础知识

1. MVC模式与Spring MVC架构

• MVC模式：Model（数据模型）、View（视图）、Controller（控制器）的解耦设计。
• Spring MVC流程：
  1. 用户请求 → DispatcherServlet（前端控制器）
  2. DispatcherServlet 调用 HandlerMapping 找到对应 Controller
  3. Controller 处理请求，返回 ModelAndView
  4. ViewResolver 解析视图 → 渲染结果返回用户

2. 核心组件

• DispatcherServlet：中央调度器，接收所有请求。
• HandlerMapping：映射请求到处理器（Controller方法）。
• Controller：处理业务逻辑，返回视图或数据。
• ViewResolver：将逻辑视图名（如home）解析为物理视图（如/WEB-INF/home.jsp）。

3. 基础配置

• XML配置：定义DispatcherServlet、视图解析器、组件扫描。
• Java Config（推荐）：

  @Configuration
  @EnableWebMvc
  @ComponentScan("com.example.controller")
  public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {
      @Bean
      public ViewResolver viewResolver() {
          InternalResourceViewResolver resolver = new InternalResourceViewResolver();
          resolver.setPrefix("/WEB-INF/views/");
          resolver.setSuffix(".jsp");
          return resolver;
      }
  }
  

---

二、Spring MVC 高级用法

1. 数据绑定与表单处理

• @RequestParam：获取请求参数。
• @ModelAttribute：绑定表单数据到对象。

  @PostMapping("/register")
  public String submitForm(@ModelAttribute User user) {
      // 处理用户注册
      return "result";
  }
  

2. 文件上传

• 配置MultipartResolver：

  <bean id="multipartResolver" class="org.springframework.web.multipart.commons.CommonsMultipartResolver"/>
  

• Controller处理上传：

  @PostMapping("/upload")
  public String handleFileUpload(@RequestParam("file") MultipartFile file) {
      if (!file.isEmpty()) {
          // 保存文件
      }
      return "redirect:/success";
  }
  

3. 拦截器（Interceptor）

• 实现HandlerInterceptor接口：

  public class AuthInterceptor implements HandlerInterceptor {
      @Override
      public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) {
          // 检查用户登录状态
          return true; // 放行请求
      }
  }
  

• 注册拦截器：

  @Override
  public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
      registry.addInterceptor(new AuthInterceptor()).addPathPatterns("/admin/**");
  }
  

4. 全局异常处理

• 使用@ControllerAdvice：

  @ControllerAdvice
  public class GlobalExceptionHandler {
      @ExceptionHandler(Exception.class)
      public ModelAndView handleException(Exception ex) {
          ModelAndView mav = new ModelAndView("error");
          mav.addObject("message", ex.getMessage());
          return mav;
      }
  }
  

---

三、深入进阶

1. 源码解析

• DispatcherServlet初始化：加载WebApplicationContext，初始化HandlerMapping、ViewResolver等。
• 请求处理流程：doDispatch()方法源码分析。

2. 扩展Spring MVC

• 自定义参数解析器：实现HandlerMethodArgumentResolver。
• 自定义视图解析器：实现ViewResolver接口。

3. 异步处理

• 使用DeferredResult或Callable处理耗时操作：

  @GetMapping("/async")
  public DeferredResult<String> asyncTask() {
      DeferredResult<String> result = new DeferredResult<>();
      CompletableFuture.runAsync(() -> {
          // 模拟耗时操作
          result.setResult("Async Result");
      });
      return result;
  }
  

4. 集成其他技术

• RESTful API：使用@RestController和@ResponseBody。
• WebSocket：通过@EnableWebSocket配置实时通信。
• Spring Security：整合权限控制。

---

四、完整案例：用户管理系统

1. 功能需求

• 用户注册/登录
• 用户信息CRUD
• 文件上传头像
• 分页与搜索

2. 技术栈

• Spring MVC + Thymeleaf（视图模板）
• MyBatis（持久层）
• H2 Database（嵌入式数据库）
• Bootstrap（前端样式）

3. 关键代码片段

• Controller示例：

  @Controller
  @RequestMapping("/user")
  public class UserController {
      @Autowired
      private UserService userService;
  
      @GetMapping("/list")
      public String listUsers(Model model) {
          model.addAttribute("users", userService.findAll());
          return "user/list";
      }
  }
  

• Thymeleaf视图：

  <table>
      <tr th:each="user : ${users}">
          <td th:text="${user.username}">td>
          <td th:text="${user.email}">td>
      tr>
  table>
  

---

五、学习阶段指引

1. 基础阶段

   • 掌握Java Web基础（Servlet/JSP）
   • 学习Spring Core（IoC、AOP）
   • 理解MVC模式与HTTP协议

2. 进阶阶段

   • 深入Spring MVC核心组件
   • 学习数据绑定、拦截器、异常处理
   • 实践文件上传、异步请求

3. 实战阶段

   • 开发完整项目（如博客系统、电商平台）
   • 集成其他框架（MyBatis、Spring Security）

4. 高级阶段

   • 阅读Spring MVC源码
   • 研究性能优化（缓存、静态资源处理）
   • 探索微服务架构（Spring Boot + Spring Cloud）

---

深度解析

六、DispatcherServlet 的工作流程

1. DispatcherServlet 初始化

• 继承关系：DispatcherServlet → FrameworkServlet → HttpServletBean → HttpServlet。
• 初始化步骤：
  1. 加载WebApplicationContext：通过initWebApplicationContext()方法创建或继承父容器的上下文。
  2. 初始化策略组件：如HandlerMapping、HandlerAdapter、ViewResolver等，通过initStrategies()方法加载。
  3. 默认配置：若未手动配置，Spring MVC会自动注册默认组件（如RequestMappingHandlerMapping）。

2. 请求处理核心方法 doDispatch()

protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
    // 1. 获取HandlerExecutionChain（包含Controller方法及拦截器）
    HandlerExecutionChain mappedHandler = getHandler(request);
    // 2. 获取HandlerAdapter（如RequestMappingHandlerAdapter）
    HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
    // 3. 执行拦截器的preHandle()
    if (!mappedHandler.applyPreHandle(request, response)) return;
    // 4. 调用Controller方法，返回ModelAndView
    ModelAndView mv = ha.handle(request, response, mappedHandler.getHandler());
    // 5. 处理视图渲染，触发拦截器的postHandle()
    applyDefaultViewName(request, mv);
    mappedHandler.applyPostHandle(request, response, mv);
    // 6. 渲染视图并触发afterCompletion()
    processDispatchResult(request, response, mappedHandler, mv, null);
}

3. 关键源码片段分析

• HandlerMapping 的匹配逻辑：RequestMappingHandlerMapping通过getHandlerInternal()方法匹配URL和@RequestMapping注解。
• 参数解析与返回值处理：HandlerMethodArgumentResolver和HandlerMethodReturnValueHandler的扩展机制。

---

七、性能优化与最佳实践

1. 静态资源处理

• 避免DispatcherServlet拦截静态资源：

  @Override
  public void configureDefaultServletHandling(DefaultServletHandlerConfigurer configurer) {
      configurer.enable(); // 启用默认Servlet（Tomcat的DefaultServlet）
  }
  

• 使用资源处理器：

  @Override
  public void addResourceHandlers(ResourceHandlerRegistry registry) {
      registry.addResourceHandler("/static/**").addResourceLocations("classpath:/static/");
  }
  

2. 缓存优化

• 启用HTTP缓存：通过CacheControl配置静态资源缓存策略。

  registry.addResourceHandler("/images/**")
          .addResourceLocations("classpath:/images/")
          .setCacheControl(CacheControl.maxAge(30, TimeUnit.DAYS));
  

3. 异步请求优化

• 配置异步线程池：

  @Bean
  public AsyncTaskExecutor asyncTaskExecutor() {
      ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
      executor.setCorePoolSize(10);
      executor.setMaxPoolSize(50);
      return executor;
  }
  

• 异步超时处理：

  @GetMapping("/async")
  public DeferredResult<String> asyncWithTimeout() {
      DeferredResult<String> result = new DeferredResult<>(5000L); // 5秒超时
      result.onTimeout(() -> result.setErrorResult("Request Timeout"));
      return result;
  }
  

---

八、高级集成案例：Spring Security + JWT 鉴权

1. 集成Spring Security

• 依赖配置：

  <dependency>
      <groupId>org.springframework.bootgroupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-securityartifactId>
  dependency>
  

• 基础安全配置：

  @Configuration
  @EnableWebSecurity
  public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
      @Override
      protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
          http.authorizeRequests()
                  .antMatchers("/public/**").permitAll()
                  .anyRequest().authenticated()
                  .and().formLogin();
      }
  }
  

2. JWT 鉴权实现

• 生成与验证JWT Token：

  public class JwtUtils {
      public static String generateToken(String username) {
          return Jwts.builder()
                  .setSubject(username)
                  .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 3600 * 1000))
                  .signWith(SignatureAlgorithm.HS512, "secretKey")
                  .compact();
      }
  }
  

• 自定义JWT过滤器：

  public class JwtFilter extends OncePerRequestFilter {
      @Override
      protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain) {
          String token = request.getHeader("Authorization");
          if (validateToken(token)) {
              // 解析Token并设置SecurityContext
          }
          chain.doFilter(request, response);
      }
  }
  

---

九、测试驱动开发：Spring MVC 单元测试

1. 使用MockMvc测试Controller

@SpringBootTest
@AutoConfigureMockMvc
public class UserControllerTest {
    @Autowired
    private MockMvc mockMvc;

    @Test
    public void testGetUser() throws Exception {
        mockMvc.perform(get("/user/1"))
               .andExpect(status().isOk())
               .andExpect(jsonPath("$.username").value("admin"));
    }
}

2. 集成测试与数据库回滚

@SpringBootTest
@Transactional
@Rollback
public class UserServiceTest {
    @Autowired
    private UserService userService;

    @Test
    public void testCreateUser() {
        User user = new User("test", "[email protected]");
        userService.save(user);
        assertNotNull(userService.findByEmail("[email protected]"));
    }
}

---

十、Spring Boot 与 Spring MVC 的现代化实践

1. 快速启动Spring Boot项目

• 使用Spring Initializr：选择Web、Thymeleaf、Security等依赖。
• 简化配置：

  # application.properties
  spring.mvc.view.prefix=/WEB-INF/views/
  spring.mvc.view.suffix=.jsp
  

2. 构建RESTful API

• 使用@RestController：

  @RestController
  @RequestMapping("/api/users")
  public class UserApiController {
      @GetMapping
      public List<User> listUsers() {
          return userService.findAll();
      }
  }
  

• 统一响应格式：

  public class ApiResponse<T> {
      private int code;
      private String message;
      private T data;
      // 构造方法、Getter/Setter
  }
  

3. 微服务化改造

• 集成Spring Cloud：使用Feign、Eureka、Hystrix等组件。
• API网关：通过Spring Cloud Gateway统一路由。

---

十一、学习路径扩展

1. 深入源码

• 阅读Spring官方文档：理解设计哲学与核心接口（如ApplicationContext、BeanFactory）。
• 调试Spring MVC流程：从DispatcherServlet的doDispatch()方法入手。

2. 实战项目推荐

• 电商平台：商品管理、订单支付、购物车模块。
• 在线教育系统：课程发布、视频流处理、权限分级。
• 实时聊天应用：集成WebSocket与消息队列（如RabbitMQ）。

3. 社区与资源

• 参与开源项目：GitHub上的Spring生态项目（如Spring PetClinic）。
• 技术博客：Spring官方博客、Baeldung、Stack Overflow问答。

---