分析spring webmvc启动流程：serlvet注册、IoC容器创建、bean初始化、MVC的流程

1.Spring和SpringMVC

  Spring是一个开源容器框架，可以接管web层，业务层，dao层，持久层的组件，并且可以配置各种bean,和维护bean与bean之间的关系。其核心就是控制反转(IOC),和面向切面(AOP),简单的说就是一个分层的轻量级开源框架。

Spring Framework

• model层，负责提供数据模型，以及和数据库进行交互
• controller层，负责分发和处理web请求，这里指的是HTTP请求，一般的controller会处理对应url的web请求
• view层渲染页面并返回需要的对象类型，例如json,html等等
  
  

2.SpringMVC的工作原理

SpringMVC的启动流程

1、用户发送请求至前端控制器DispatcherServlet。
2、DispatcherServlet收到请求调用HandlerMapping处理器映射器。
3、处理器映射器找到具体的处理器(可以根据xml配置、注解进行查找)，生成处理器对象及处理器拦截器(如果有则生成)一并返回给DispatcherServlet。
4、 DispatcherServlet调用HandlerAdapter处理器适配器。
5、HandlerAdapter经过适配调用具体的处理器(Controller，也叫后端控制器)。
6、Controller执行完成返回ModelAndView。
7、HandlerAdapter将controller执行结果ModelAndView返回给DispatcherServlet。
8、DispatcherServlet将ModelAndView传给ViewReslover视图解析器。
9、ViewReslover解析后返回具体View.
10、DispatcherServlet根据View进行渲染视图（即将模型数据填充至视图中）。
11、DispatcherServlet响应用户。

3.springMVC配置

web.xml配置
  使用contextConfigLocation参数来加载springMVC的配置文件

<servlet>
    <servlet-name>springMBV</servlet-name>
    <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
    <init-param>
        <param-name>contextConfigLocation</param-name>
        <param-value>classpath*:springmvc.xml</param-value>
    </init-param>
</servlet>

  匹配对应url类型的mapping

<servlet-mapping>
        <servlet-name>springMVC</servlet-name>
        <url-pattern>/</url-pattern>
    </servlet-mapping>

  定义环境变量

<context-param>
        <param-name>contextConfigLocation</param-name>
        <param-value>/WEB-INF/applicationContext.xml</param-value>
    </context-param>

  定义listener监听器

    <listener>
        <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
    </listener>

  在使用contextConfigLocation所定义的配置文件，springmvc.xml中配置处理器映射器Handler(controller)

<bean id="bean" class="bean.TestBean" />

  也可以直接配置URL处理器映射器

<!-- 简单URL配置处理器映射器 -->
<bean id="url1" class="bean.url1" />
<bean id="url2" class="bean.url2" />
<bean class="org.springframework.web.servlet.handler.SimpleUrlHandlerMapping">
    <property name="mappings">
        <props>
            <prop key="/url1">url1</prop>
            <prop key="/url2">url2</prop>
        </props>
    </property>
</bean>

  实现Controller

<bean class="org.springframework.web.servlet.mvc.SimpleControllerHandlerAdapter" />

Handler实现
  在对应的Handler类中实现Controller接口

public class HelloController implements Controller {

    public ModelAndView handleRequest(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
        ModelAndView modelView = new ModelAndView();
        modelView.setViewName("/WEB-INF/jsp/index.jsp");
        return modelView;
    }
}

  或者实现HttpRequestHandler接口

public class HelloController2 implements HttpRequestHandler {
    public void handleRequest(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        request.setAttribute("name", "abc");
        request.getRequestDispatcher("/WEB-INF/jsp/index.jsp").forward(request, response);
    }
}

view配置

<bean class="org.springframework.web.servlet.view.InternalResourceViewResolver" />

其他方法
  批量配置,自动扫描

    <context:component-scan base-package="com.java.code"/>

使用注解
@Controller 用于标记在一个类上，使用它标记的类就是一个SpringMVC Controller 对象。分发处理器将会扫描使用了该注解的类的方法，并检测该方法是否使用了@RequestMapping 注解。
使用@Controller 注解，在对应的方法上，视图解析器可以解析return 的jsp,html页面，并且跳转到相应页面；

@org.springframework.stereotype.Controller
public class Controller {
}

使用@RequestMapping 注解映射请求路径
一般来说，类级别的注解负责将一个特定（或符合某种模式）的请求路径映射到一个控制器上，同时通过方法级别的注解来细化映射，即根据特定的HTTP请求方法（GET、POST 方法等）、HTTP请求中是否携带特定参数等条件，将请求映射到匹配的方法上

@RequestMapping(path = "showHomework",method = RequestMethod.GET)
        public ModelAndView showHomework(){
        List<Homework> list = new StudentHomeworkJdbc().findAll();
        return new ModelAndView("showHomework.jsp","list",list);
    }

Controller的返回类型

• ModelAndView
• Model
• ModelMap
• Map
• View
• String
• Void
  
  

5.启动流程

  根据Servlet的文档可知一个Web应用被部署到容器中(Tomcat为例)，在开始接受相应之前，会执行以下步骤

• 部署描述文件中(eg.tomcat的web.xml)由<listener>元素标记的事件监听器会被创建和初始化
• 对于所有事件监听器，如果实现了ServletContextListener接口，将会执行其实现的contextInitialized()方法
• 部署描述文件中由<filter>元素标记的过滤器会被创建和初始化，并调用其init()方法
• 部署描述文件中由<servlet>元素标记的servlet会根据<load-on-startup>的权值按顺序创建和初始化，并调用其init()方法
  
  

Listener初始化

  在springMVC中，先会初始化由<context-param>定义的全局变量
接着定义一个ContextLoaderListener类继承了ContextLoader类并实现了ServletContextListener接口，并重写contextInitialized方法

   public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
        initWebApplicationContext(event.getServletContext());
    }

  ContextLoaderListener的contextInitialized()方法直接调用了initWebApplicationContext()方法，这个方法是继承自ContextLoader类，通过函数名可以知道，该方法是用于初始化Web应用上下文，即IoC容器，继续查看ContextLoader类的initWebApplicationContext()方法的源码如下:

  /**
     * Initialize Spring's web application context for the given servlet context,
     * using the application context provided at construction time, or creating a new one
     * according to the "{@link #CONTEXT_CLASS_PARAM contextClass}" and
     * "{@link #CONFIG_LOCATION_PARAM contextConfigLocation}" context-params.
     * @param servletContext current servlet context
     * @return the new WebApplicationContext
     * @see #ContextLoader(WebApplicationContext)
     * @see #CONTEXT_CLASS_PARAM
     * @see #CONFIG_LOCATION_PARAM
     */
    //servletContext，servlet上下文，即application对象
    public WebApplicationContext initWebApplicationContext(ServletContext servletContext) {
    /*
    首先通过WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE
    这个String类型的静态变量获取一个根IoC容器，根IoC容器作为全局变量
    存储在application对象中，如果存在则有且只能有一个
    如果在初始化根WebApplicationContext即根IoC容器时发现已经存在
    则直接抛出异常，因此web.xml中只允许存在一个ContextLoader类或其子类的对象
    */
        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.
            // 如果当前成员变量中不存在WebApplicationContext则创建一个根WebApplicationContext
            if (this.context == null) {
                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.
                        //为根WebApplicationContext设置一个父容器
                        ApplicationContext parent = loadParentContext(servletContext);
                        cwac.setParent(parent);
                    }
                    //配置并刷新整个根IoC容器，在这里会进行Bean的创建和初始化
                    configureAndRefreshWebApplicationContext(cwac, servletContext);
                }
            }
            /*
            将创建好的IoC容器放入到application对象中，并设置key为WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE
            因此，在SpringMVC开发中可以在jsp中通过该key在application对象中获取到根IoC容器，进而获取到相应的Ben
            */
            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;
        }
    }

  initWebApplicationContext()方法创建了root WebApplicationContext对象，即根IoC容器。 且IoC容器有且只能有一个，根IoC容器作为全局变量存储在ServletContext即application对象中。将根IoC容器放入到application对象之前进行了IoC容器的配置和刷新操作，调用了configureAndRefreshWebApplicationContext()方法,该方法源码如下:

   protected void configureAndRefreshWebApplicationContext(ConfigurableWebApplicationContext wac, ServletContext sc) {
        if (ObjectUtils.identityToString(wac).equals(wac.getId())) {
            // The application context id is still set to its original default value
            // -> assign a more useful id based on available information
            String idParam = sc.getInitParameter(CONTEXT_ID_PARAM);
            if (idParam != null) {
                wac.setId(idParam);
            }
            else {
                // Generate default id...
                wac.setId(ConfigurableWebApplicationContext.APPLICATION_CONTEXT_ID_PREFIX +
                        ObjectUtils.getDisplayString(sc.getContextPath()));
            }
        }

        wac.setServletContext(sc);
        /*
        CONFIG_LOCATION_PARAM = "contextConfigLocation"
        获取web.xml中<context-param>标签配置的全局变量，其中key为CONFIG_LOCATION_PARAM
        也就是我们配置的相应Bean的xml文件名，并将其放入到WebApplicationContext中
        */
        String configLocationParam = sc.getInitParameter(CONFIG_LOCATION_PARAM);
        if (configLocationParam != null) {
            wac.setConfigLocation(configLocationParam);
        }

        // The wac environment's #initPropertySources will be called in any case when the context
        // is refreshed; do it eagerly here to ensure servlet property sources are in place for
        // use in any post-processing or initialization that occurs below prior to #refresh
        ConfigurableEnvironment env = wac.getEnvironment();
        if (env instanceof ConfigurableWebEnvironment) {
            ((ConfigurableWebEnvironment) env).initPropertySources(sc, null);
        }

        customizeContext(sc, wac);
        wac.refresh();
    }

获取到了web.xml中的<context-param>标签配置的全局变量contextConfigLocation，并最后一行调用了refresh()方法，ConfigurableWebApplicationContext是一个接口，通过对常用实现类ClassPathXmlApplicationContext逐层查找后可以找到一个抽象类AbstractApplicationContext实现了refresh()方法，其源码如下:

@Override
    public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
        synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
            // Prepare this context for refreshing.
            prepareRefresh();

            // Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

            // Prepare the bean factory for use in this context.
            prepareBeanFactory(beanFactory);

            try {
                // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
                postProcessBeanFactory(beanFactory);

                // Invoke factory processors registered as beans in the context.
                invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

                // Register bean processors that intercept bean creation.
                registerBeanPostProcessors(beanFactory);

                // Initialize message source for this context.
                initMessageSource();

                // Initialize event multicaster for this context.
                initApplicationEventMulticaster();

                // Initialize other special beans in specific context subclasses.
                onRefresh();

                // Check for listener beans and register them.
                registerListeners();

                // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
                finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

                // Last step: publish corresponding event.
                finishRefresh();
            }

            catch (BeansException ex) {
                if (logger.isWarnEnabled()) {
                    logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
                            "cancelling refresh attempt: " + ex);
                }

                // Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
                destroyBeans();

                // Reset 'active' flag.
                cancelRefresh(ex);

                // Propagate exception to caller.
                throw ex;
            }

            finally {
                // Reset common introspection caches in Spring's core, since we
                // might not ever need metadata for singleton beans anymore...
                resetCommonCaches();
            }
        }
    }

  该方法主要用于创建并初始化contextConfigLocation类配置的xml文件中的Bean，因此，如果我们在配置Bean时出错，在Web应用启动时就会抛出异常，而不是等到运行时才抛出异常。

  整个ContextLoaderListener类的启动过程到此就结束了，可以发现，创建ContextLoaderListener是比较核心的一个步骤，主要工作就是为了创建根IoC容器并使用特定的key将其放入到application对象中，供整个Web应用使用，由于在ContextLoaderListener类中构造的根IoC容器配置的Bean是全局共享的，因此，在<context-param>标识的contextConfigLocation的xml配置文件一般包括:数据库DataSource、DAO层、Service层、事务等相关Bean。

Servlet注册

  Web应用启动的最后一个步骤就是创建和初始化相关Servlet，在开发中常用的Servlet就是DispatcherServlet类前端控制器。

  DispatcherServelt类的本质是Servlet，在Web应用部署到容器后进行Servlet初始化时会调用相关的init(ServletConfig)方法，因此，DispatchServlet类的初始化过程也由该方法开始。上述调用逻辑中比较重要的就是FrameworkServlet抽象类中的initServletBean()方法、initWebApplicationContext()方法以及DispatcherServlet类中的onRefresh()方法。HttpServletBean抽象类在执行init()方法时会调用initServletBean()方法，由于多态的特性，最终会调用其子类FrameworkServlet抽象类的initServletBean()方法。该方法由final标识，子类就不可再次重写了。该方法中比较重要的就是initWebApplicationContext()方法的调用，该方法仍由FrameworkServlet抽象类实现，继续查看其源码如下所示:

    /**
     * Initialize and publish the WebApplicationContext for this servlet.
     * <p>Delegates to {@link #createWebApplicationContext} for actual creation
     * of the context. Can be overridden in subclasses.
     * @return the WebApplicationContext instance
     * @see #FrameworkServlet(WebApplicationContext)
     * @see #setContextClass
     * @see #setContextConfigLocation
     */
    protected WebApplicationContext initWebApplicationContext() {
        /*
        获取由ContextLoaderListener创建的根IoC容器
        获取根IoC容器有两种方法，还可通过key直接获取
        */
        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
                        /*
                        如果当前Servelt存在一个WebApplicationContext即子IoC容器
                        并且上文获取的根IoC容器存在，则将根IoC容器作为子IoC容器的父容器
                        */
                        cwac.setParent(rootContext);
                    }
                    //配置并刷新当前的子IoC容器，功能与前文讲解根IoC容器时的配置刷新一致，用于构建相关Bean
                    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
            //如果当前Servlet不存在一个子IoC容器则去查找一下
            wac = findWebApplicationContext();
        }
        if (wac == null) {
            // No context instance is defined for this servlet -> create a local one
            //如果仍旧没有查找到子IoC容器则创建一个子IoC容器
            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.
            //调用子类覆盖的onRefresh方法完成“可变”的初始化过程
            onRefresh(wac);
        }

        if (this.publishContext) {
            // Publish the context as a servlet context attribute.
            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;
    }

  该方法的主要作用同样是创建一个WebApplicationContext对象，即Ioc容器，不过前文讲过每个Web应用最多只能存在一个根IoC容器，这里创建的则是特定Servlet拥有的子IoC容器。子容器中管理的Bean一般只被该Servlet使用，因此，其中管理的Bean一般是“局部”的。
  当IoC子容器构造完成后调用了onRefresh()方法，该方法的调用与initServletBean()方法的调用相同，由父类调用但具体实现由子类覆盖，调用onRefresh()方法时将前文创建的IoC子容器作为参数传入，查看DispatcherServletBean类的onRefresh()方法源码如下:

   /**
     * This implementation calls {@link #initStrategies}.
     */
    //context为DispatcherServlet创建的一个IoC子容器
    @Override
    protected void onRefresh(ApplicationContext context) {
        initStrategies(context);
    }

    /**
     * Initialize the strategy objects that this servlet uses.
     * <p>May be overridden in subclasses in order to initialize further strategy objects.
     */
    protected void initStrategies(ApplicationContext context) {
        initMultipartResolver(context);
        initLocaleResolver(context);
        initThemeResolver(context);
        initHandlerMappings(context);
        initHandlerAdapters(context);
        initHandlerExceptionResolvers(context);
        initRequestToViewNameTranslator(context);
        initViewResolvers(context);
        initFlashMapManager(context);
    }

  总的来说DispatchServlet初始化的过程：
HttpServletBean.init()-->FrameworkServlet.initServletBean（）-->FrameworkServlet.initWebApplicationContext()-->DispatcherServlet.onRefresh(ApplicationContext context)
至此Servlet注册完成