本文是Spring MVC系列博客的第一篇，后續會匯總成貼子。
Spring MVC是Spring系列框架中使用頻率最高的部分。不管是Spring Boot還是傳統的Spring項目，只要是Web項目都會使用到Spring MVC部分。因此程序員一定要熟練掌握MVC部分。本篇博客就簡要分析下Spring MVC的啟動流程，幫助我們更好的理解這個框架。
為什么要寫這篇博客
Spring的MVC框架已經出來很久了，網上介紹這部分的博客有很多很多，而且很多肯定比我自己寫的好，那我還為什么要寫這篇博客呢。一方面我覺得博客是對自己學習過程的一個記錄，另一方面寫博客的過程能加深自己對相關技術的理解，也方便以后自己回顧總結。
Spring MVC簡介
什么是Spring MVC
要回答這個問題，我們先要說說MVC。MVC是一種設計模式，這種設計模式建議將一個請求由M（Module）、V（View）、C（controller）三個部分進行處理。請求先經過controller，controller調用其他服務層得到Module，最后將Module數據渲染成試圖（View）返回客戶端。Spring MVC是Spring生態圈的一個組件，一個遵守MVC設計模式的WEB MVC框架。這個框架可以和Spring無縫整合，上手簡單，易於擴展。
解決什么問題
通常我們將一個J2EE項目項目分為WEB層、業務邏輯層和DAO層。Spring MVC解決的是WEB層的編碼問題。Spring MVC作為一個框架，抽象了很多通用代碼，簡化了WEB層的編碼，並且支持多種模板技術。我們不需要像以前那樣：每個controller都對應編寫一個Servlet，請求JSP頁面返回給前台。
優缺點
用的比較多的MVC框架有Struts2和Spring MVC。兩者之間的對比：
- 最大的一個區別就是Struts2完全脫離了Servlet容器，而SpringMVC是基於Servlet容器的；
- Spring MVC的核心控制器是Servlet，而Struts2是Filter；
- Spring MVC默認每個Controller是單列，而Struts2每次請求都會初始化一個Action;
- Spring MVC配置較簡單，而Struts2的配置更多還是基於XML的配置。
總的來說，Spring MVC比較簡單，學習成本低，和Spring能無縫集成。在企業中也得到越來越多的應用。所以個人比較建議在項目中使用Spring MVC。
啟動流程分析
PS：本文的分析還是基於傳統的Tomcat項目分析，因為這個是基礎。現在非常流行的Spring Boot項目中的啟動流程后續也會寫文章分析。其實原理差不多...
要分析Spring MVC的啟動過程，要從它的啟動配置說起。一般會在Tomcat的 Web.xml中配置了一個ContextLoaderListener和一個DispatcherServlet。其實ContextLoaderListener是可以不配，這樣的話Spring會將所有的bean放入DispatcherServlet初始化的上下文容器中管理。這邊我們就拿常規的配置方式說明Spring MVC的啟動過程。（PS：Spring Boot啟動過程已經不使用Web.xml）
<!DOCTYPE web-app PUBLIC
"-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
"http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd" >
<!--一個web應用對應一個ServletContext實例，這個實例是應用部署啟動后，servlet容器為應用創建的。
ServletContext實例包含了所有servlet共享的資源信息。通過提供一組方法給servlet使用，用來
和servlet容器通訊，比如獲取文件的MIME類型、分發請求、記錄日志等。
http://www.cnblogs.com/nantang/p/5919323.html -->
<web-app>
<display-name>Archetype Created Web Application</display-name>
<context-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath:beans.spring.xml</param-value>
</context-param>
<context-param>
<param-name>webAppRootKey</param-name>
<param-value>project.root.path</param-value>
</context-param>
<!-- 將項目的絕對路徑放到系統變量中 -->
<listener>
<listener-class>org.springframework.web.util.WebAppRootListener</listener-class>
</listener>
<!--初始化Spring IOC容器，並將其放到servletContext的屬性當中-->
<listener>
<listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>
<!-- 配置SPRINGMVC-->
<servlet>
<servlet-name>springmvc</servlet-name>
<servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
<init-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath:springmvc.spring.xml</param-value>
</init-param>
<load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>springmvc</servlet-name>
<!-- 這邊不建議寫成/* -->
<url-pattern>/</url-pattern>
</servlet-mapping>
</web-app>
Tomcat啟動的時候會依次加載web.xml中配置的Listener、Filter和Servlet。所以根據上面的配置，會首先加載ContextLoaderListener，這個類繼承了ContextLoader，用來初始化Spring根上下文，並將其放入ServletContext中。下面就以這個為入口分析下代碼。
Tomcat容器首先會調用調用ContextLoadListener的contextInitialized（）方法，這個方法又調用了父類ContextLoader的initWebApplicationContext()方法。下面是這個方法的源代碼。
public WebApplicationContext initWebApplicationContext(ServletContext servletContext) {
//如果ServletContext中已經存在Spring容器則報錯
if(servletContext.getAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE) != null) {
throw new IllegalStateException(
"Cannot initialize context because there is already a root application context present - " +
"check whether you have multiple ContextLoader* definitions in your web.xml!");
}
Log logger = LogFactory.getLog(ContextLoader.class);
servletContext.log("Initializing Spring root WebApplicationContext");
if (logger.isInfoEnabled()) {
logger.info("Root WebApplicationContext: initialization started");
}
long startTime = System.currentTimeMillis();
try {
// Store context in local instance variable, to guarantee that
// it is available on ServletContext shutdown.
if (this.context == null) {
//這里創建了webApplicationContext，默認創建的是XmlWebApplicationContext
//如果想要自定義實現類，可以在web.xml的<context-param>中配置contextClass這個參數
//此時的Context還沒進行配置，相當於只是個"空殼"
this.context = createWebApplicationContext(servletContext);
}
if (this.context instanceof ConfigurableWebApplicationContext) {
ConfigurableWebApplicationContext cwac = (ConfigurableWebApplicationContext) this.context;
if (!cwac.isActive()) {
// The context has not yet been refreshed -> provide services such as
// setting the parent context, setting the application context id, etc
if (cwac.getParent() == null) {
// The context instance was injected without an explicit parent ->
// determine parent for root web application context, if any.
ApplicationContext parent = loadParentContext(servletContext);
cwac.setParent(parent);
}
//讀取Spring的配置文件，初始化父上下文環境
configureAndRefreshWebApplicationContext(cwac, servletContext);
}
}
//將根上下文存入ServletContext中。
servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, this.context);
ClassLoader ccl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
if (ccl == ContextLoader.class.getClassLoader()) {
currentContext = this.context;
}
else if (ccl != null) {
currentContextPerThread.put(ccl, this.context);
}
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Published root WebApplicationContext as ServletContext attribute with name [" +
WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE + "]");
}
if (logger.isInfoEnabled()) {
long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
logger.info("Root WebApplicationContext: initialization completed in " + elapsedTime + " ms");
}
return this.context;
}
catch (RuntimeException ex) {
logger.error("Context initialization failed", ex);
servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, ex);
throw ex;
}
catch (Error err) {
logger.error("Context initialization failed", err);
servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, err);
throw err;
}
}
至此，Spring的父（根）上下文已經初始化完畢，並且已經存在ServletContext中。
下面開始分析子上下文的初始化過程。這個過程通過Spring MVC的核心Servlet完成，所以我們也有必要講下Servlet的生命周期。請求過來，判斷Servlet有沒創建，沒有實例化並調用init方法，后面再調用service方法。我們在配置DispatcherServlet的時候，將其設置為啟動時創建實例，所以Tomcat在啟動的時候就會創建Spring的子上下文。
下面是DispatcherServlet的繼承結構。
GenericServlet (javax.servlet)
HttpServlet (javax.servlet.http)
HttpServletBean (org.springframework.web.servlet)
FrameworkServlet (org.springframework.web.servlet)
DispatcherServlet (org.springframework.web.servlet)
DispatcherServlet繼承了FrameworkServlet,FrameworkServlet又繼承了HttpServletBean，HttpServletBean又繼承HttpServlet並且重寫了init方法，所以創建子上下文時的入口就在這個init方法。
//HttpServletBean的init是入口方法
@Override
public final void init() throws ServletException {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Initializing servlet '" + getServletName() + "'");
}
// Set bean properties from init parameters.
try {
//讀取Servlet配置的init-param，創建DispatcherServlet實例
PropertyValues pvs = new ServletConfigPropertyValues(getServletConfig(), this.requiredProperties);
BeanWrapper bw = PropertyAccessorFactory.forBeanPropertyAccess(this);
ResourceLoader resourceLoader = new ServletContextResourceLoader(getServletContext());
bw.registerCustomEditor(Resource.class, new ResourceEditor(resourceLoader, getEnvironment()));
initBeanWrapper(bw);
bw.setPropertyValues(pvs, true);
}
catch (BeansException ex) {
if (logger.isErrorEnabled()) {
logger.error("Failed to set bean properties on servlet '" + getServletName() + "'", ex);
}
throw ex;
}
// HttpServletBean的這個方法中沒有做任何事情，子類FrameWorkServlet這個類的initServletBean（）方法重寫了
// 這個類，所以后續工作會在這個方法中執行。
initServletBean();
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Servlet '" + getServletName() + "' configured successfully");
}
}
下面是FrameWorkServlet這個類的initServletBean（）方法
//FrameWorkServlet.initServletBean()
protected final void initServletBean() throws ServletException {
getServletContext().log("Initializing Spring FrameworkServlet '" + getServletName() + "'");
if (this.logger.isInfoEnabled()) {
this.logger.info("FrameworkServlet '" + getServletName() + "': initialization started");
}
long startTime = System.currentTimeMillis();
try {
//這里是重點，初始化子Spring上下文
this.webApplicationContext = initWebApplicationContext();
initFrameworkServlet();
}
catch (ServletException ex) {
this.logger.error("Context initialization failed", ex);
throw ex;
}
catch (RuntimeException ex) {
this.logger.error("Context initialization failed", ex);
throw ex;
}
if (this.logger.isInfoEnabled()) {
long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
this.logger.info("FrameworkServlet '" + getServletName() + "': initialization completed in " +
elapsedTime + " ms");
}
}
下面是initWebApplicationContext（）方法的具體代碼
protected WebApplicationContext initWebApplicationContext() {
WebApplicationContext rootContext =
WebApplicationContextUtils.getWebApplicationContext(getServletContext());
WebApplicationContext wac = null;
if (this.webApplicationContext != null) {
// A context instance was injected at construction time -> use it
wac = this.webApplicationContext;
if (wac instanceof ConfigurableWebApplicationContext) {
ConfigurableWebApplicationContext cwac = (ConfigurableWebApplicationContext) wac;
if (!cwac.isActive()) {
// The context has not yet been refreshed -> provide services such as
// setting the parent context, setting the application context id, etc
if (cwac.getParent() == null) {
// The context instance was injected without an explicit parent -> set
// the root application context (if any; may be null) as the parent
cwac.setParent(rootContext);
}
configureAndRefreshWebApplicationContext(cwac);
}
}
}
if (wac == null) {
// No context instance was injected at construction time -> see if one
// has been registered in the servlet context. If one exists, it is assumed
// that the parent context (if any) has already been set and that the
// user has performed any initialization such as setting the context id
wac = findWebApplicationContext();
}
if (wac == null) {
// No context instance is defined for this servlet -> create a local one
// 這邊是重點，創建Spring子上下文，並將設置其父類上下文
wac = createWebApplicationContext(rootContext);
}
if (!this.refreshEventReceived) {
// Either the context is not a ConfigurableApplicationContext with refresh
// support or the context injected at construction time had already been
// refreshed -> trigger initial onRefresh manually here.
onRefresh(wac);
}
if (this.publishContext) {
// 將Spring子上下文存入ServletContext
String attrName = getServletContextAttributeName();
getServletContext().setAttribute(attrName, wac);
if (this.logger.isDebugEnabled()) {
this.logger.debug("Published WebApplicationContext of servlet '" + getServletName() +
"' as ServletContext attribute with name [" + attrName + "]");
}
}
return wac;
}
最后看下DispatcherServlet中的onRefresh()方法，這個方法初始化了很多策略：
protected void initStrategies(ApplicationContext context) {
initMultipartResolver(context);
initLocaleResolver(context);
initThemeResolver(context);
initHandlerMappings(context);
initHandlerAdapters(context);
initHandlerExceptionResolvers(context);
initRequestToViewNameTranslator(context);
initViewResolvers(context);
initFlashMapManager(context);
}
到此為止，SpringMVC的啟動過程結束了。這邊做下SpringMVC初始化總結（不是很詳細）
- HttpServletBean的主要做一些初始化工作，將我們在web.xml中配置的參數書設置到Servlet中；
- FrameworkServlet主要作用是初始化Spring子上下文，設置其父上下文，並將其和ServletContext關聯；
- DispatcherServlet：初始化各個功能的實現類。比如異常處理、視圖處理、請求映射處理等。
簡單總結
傳統的Spring MVC項目啟動流程如下：
- 如果在web.xml中配置了org.springframework.web.context.ContextLoaderListener，那么Tomcat在啟動的時候會先加載父容器，並將其放到ServletContext中；
- 然后會加載DispatcherServlet（這塊流程建議從init方法一步步往下看，流程還是很清晰的），因為DispatcherServlet實質是一個Servlet，所以會先執行它的init方法。這個init方法在HttpServletBean這個類中實現，其主要工作是做一些初始化工作，將我們在web.xml中配置的參數書設置到Servlet中，然后再觸發FrameworkServlet的initServletBean()方法；
- FrameworkServlet主要作用是初始化Spring子上下文，設置其父上下文，並將其放入ServletContext中；
- FrameworkServlet在調用initServletBean()的過程中同時會觸發DispatcherServlet的onRefresh()方法，這個方法會初始化Spring MVC的各個功能組件。比如異常處理器、視圖處理器、請求映射處理等。（注意這個onRefresh方法，這個方法做了很多事情，建議仔細看下）