《深入分析JavaWeb技術內幕》之讀書筆記（篇三）

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title: 《深入分析JavaWeb技術內幕》之讀書筆記（篇三）
tags: [Tomcat架構,設計模式,Spring設計與擴充套件點,SpringMVC工作機制,iBatis對映原理]
categories: 程式設計師技能
date: 2018-4-17 12:47:50

Tomcat的系統架構與設計模式

Tomcat總體結構

conf/server.xml配置檔案：

Tomcat的心臟即為Connector和Container元件：

往外層看，一個Container對應多個Connector（如圖有http和ajp等不同的Connetctor，Connector負責對外交流，接收請求，Container處理Connector接受的請求），它們共同組成一個Service，而多個Service就組成一個Server；
往裡層看，Container含有Engine（Servlet引擎），Engine含有Host（虛擬主機），Host含有Context（一個Context對應一個Web應用），Context含有Wrapper（一個Wrapper對應一個Servlet）。

Service類的實現類為StandardService類。由於Service中，Container只有一個，Connector可多個，因此，StandardService提供setContainer()方法用於設定Container（具體實現：去掉老Container與Service的關係，新增新Container與Service的關係，並一一新增Connector與新Containner的關係），以及addConnector()/removeConnector()方法用於新增/刪除Connector（具體實現：在StandardService類中維護的connectors陣列中增減Connector）。

Server類的實現類為StandardServer類。Server中可有多個Service，因此，StandardServer同樣提供addService()/removeService()方法來增減Service，以及findService()來供外部找到相應的Service。

Connector元件

Connector負責接收瀏覽器發過來的TCP連線請求，建立org.apache.coyote.Request和org.apache.coyote.Response用於交換資料，之後Container會建立一個新的執行緒，並接收到傳來的Request和Response物件，重新建立org.apache.catalina.connector.Request和org.apache.catalina.connector.Response物件，進行後續處理。

Container元件

Container使用了經典的責任鏈模式，即從Engine到Warpper，層層關聯。Engine作為頂層，不能呼叫setParent()方法再設定父容器，但可以呼叫addChild()方法新增子容器（且子容器只能是host）；Wrapper作為最底層容器，也不能呼叫addChild()方法新增子容器，但可以呼叫setParent()方法設定父容器（且父容器只能是context）。

簡單的tomcat可以沒有Engine和Host。

Spring框架的設計理念與設計模式分析

核心元件

• Spring的核心元件即：Bean、Context、Core；
• 三者的形象比喻即：Bean是演員，Context是舞臺背景，Core是演出的道具。
• Bean即是Object的包裝，Context就是要發現每個Bean之間的關係，為他們建立好並維護這個關係，所以Context就是Bean關係的集合，這個關係集合又叫Ioc容器。而Core就是發現、建立、維護關係所需要的一系列工具，把Core元件看成Util更容易理解。

Spring Bean的建立是典型的工廠模式，頂級介面即BeanFactory，有三個子類，分別是：ListableBeanFactory（表明bean是可列表的）、HierarchicalBeanFactory（表明Bean是有繼承關係的，即每個Bean可能有父Bean）、AutowireCapableBeanFactory（定義Bean的自動裝配規則），以上四個介面共同定義了Bean的集合、關係和行為。

Bean的完整定義在配置檔案的<bean/>節點。當Spring成功解析一個Bean節點時，在spring的內部就會轉化為一個BeanDefnition物件，以後所有的操作都是在這個物件上進行的。

Ioc容器如何工作

如何建立BeanFactory

Ioc容器實際上是COntext元件結合其他兩個元件共同構建的一個Bean關係網。構建的入口即是AbstractApplicationContext類的refresh()。

更新BeanFactory，首先就是如果BeanFactory已存在就更新，否則就建立，而更新的程式碼是，如果存在就destroyBeans()並closeBeanFactory()，然後createBeanFactory()，建立的原始物件即是DefaultListableBeanFactory。並且後面會呼叫loadBeanDefinitions(beanFactory)。前文說到Spring內部Bean被轉化為一個BeanDefnition物件，該方法即是載入、解析Bean的定義。

Ioc的擴充套件點

構建入口refresh()的實現程式碼處，有這樣兩句關鍵程式碼，體現了Spring的擴充套件點：

//初始化和執行BeanFactoryPostProcessor beans
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
//初始化和執行BeanPostProcessor beans
registerBeanPostProcessors(beanFactory);

第二句程式碼主要是獲取實現BeanFactoryPostProcessor介面的子類，並執行它的postProcessBeanFactory()方法，該方法顧名思義即是呼叫BeanFactory新增加工器，即當BeanFactory建立時被呼叫。這個方法引數需要傳入一個beanFactory（實際是ConfigurableListableBeanFactory，表示可配置的BeanFactory），說明可以對beanFactory做修改。

第四句程式碼，方法顧名思義是註冊Bean新增加工器，即該方法也是獲取實現了BeanPostProcessor介面的子類，並把它們（Bean新增加工器）註冊到BeanFactory物件的beanPostProcessors變數中。BeanPostProcessor介面定義了兩個方法：postProcessBeforeInitialization()和postProcessAfterInitialization()，每當bean物件初始化時，進行相關呼叫，執行使用者自定義的操作。

另外一個就是FactoryBean，這是一個工廠Bean，一個可以產生Bean的Bean。如果一個類繼承FactoryBean，使用者可以自己定義產生例項物件的方法，只需實現它的getObject()方法即可。

由上，Spring的Ioc容器的擴充套件點主要有：

• BeanFactoryPostProcessor：構建BeanFactory時呼叫；
• BeanPostProcessor：構建Bean時呼叫；
• InitializingBean、DisposableBean：Bean例項建立和銷燬時呼叫；
• FactroyBean：可讓你建立自定義的物件，可實現更多的控制。

Spring中AOP的特性詳解

AOP即通過上面的FactoryBean來進行擴充套件來完成這個特性的。代理類繼承了FactoryBean的ProxyFactoryBean。

設計模式解析之代理模式

即給某一個物件建立一個代理物件，由這個代理物件控制對原物件的引用，代理物件可在呼叫原物件時增加一些額外操作。

Spring MVC的工作機制與設計模式

整體介紹

SpringMVC的嵌入關鍵就是通過配置Web.xml的servlet，核心類即DispatcherServlet，它繼承了HttpServlet，在Servlet的init方法呼叫時DispatcherServlet執行SpringMVC的初始化工作。具體初始化：

• initMultipartResolver：用於檔案上傳服務；
• initLocalResolver：用於處理應用的國際化；
• initThemeResolver：用於定義一個主題；
• initHandlerMappings：用於定義使用者設定的請求對映關係；核心元件
• initHandelrAdapters：用於根據Handler的型別定義不同的處理規則；核心元件
• initHandlerExceptionResolvers：當Handler處理出錯時，會通過這個Handler統一處理；
• initRequestToViewTranslator：將指定的ViewName按照定義的RequestToViewNameTranslator替換成想要的格式（如加上字首、字尾）；
• initViewResolvers：用於將View解析成頁面。核心元件

Control設計

Control=HandlerMapping+HandlerAdapters

HandlerMapping

HandlerMapping負責幫助我們管理URL和對應處理類（Handler）的對映關係，就是將一個或多個URL對映到一個或多個Spring Bean中。

它的初始化工作完成的兩個最重要的工作就是：將URL與Handler的對應關係儲存在handlerMap集合中，並將所有的interceptors物件儲存在adaptedInterceptors陣列中。

HandlerAdapter

HandlerAdapter用於幫助自定義各種Handler。一般的MVC框架會先定義一個特定介面，讓Handler去實現，然後MVC框架通過呼叫介面方法來呼叫Handler。而SpringMVC此處使用了多介面（如有：HttpRequestHandlerAdapter、SimpleControllerHandlerAdapter、SimpleServletHandlerAdapter等），不同介面定義不同方法，然後讓Handler去選擇實現這些個介面，讓Handelr的實現更加靈活。

它的初始化工作即是建立一個HandlerAdapter物件，將這個HandlerAdapter物件儲存在DispatcherServlet的handlerAdapters集合中。

整體呼叫邏輯

URL到來時，DispatcherServlet執行`doDispatch()`方法。
方法會匹配`DispatcherServlet的handlerMappings集合中的某個HandlerMapping物件的某個Handler`，匹配成功後返回一個HandlerExecutionChain物件（處理鏈，這個處理鏈包含使用者定義的多個HandlerInterceptor物件）。
通過呼叫該物件的`getHandler()`方法可以得到Handler物件，通過獲得的Handler物件進一步去匹配`支援該Handler的DispatcherServlet的handlerAdapters集合中的HandlerAdapter物件`，並返回handlerAdapter物件。
然後呼叫這個handlerAdapter物件的`handle()`方法（該方法需傳入Handler物件，並將Handler物件強轉為所繼承的父類，如上的Controller、HttpRequestHandler）。
`handle()`方法將呼叫強轉後的handler的`handleRequest()`方法，並返回ModelAndView物件，最後根據ModelAndView進行渲染。

Model設計

在業務邏輯層通常也有Model例項，不過此處所謂的Model，是指標對模版渲染的Model（ModelAndView）。

ModelAndView物件是連線業務邏輯層與View表現層的橋樑，對SpringMVC來說它也是連線Handler與View的橋樑。

Model顧名思義即會持有一個ModelMap物件和一個View物件（或View名稱）。在Handler中，將模板中需要的物件會存在這個ModelMap中，然後傳遞到View對應的ViewResolvers中，不同的ViewResovler對這個ModelMap中的物件有不同的處理方式。

View設計

View=RequestToViewNameTranslator+ViewResolver

RequestToViewNameTranslator用來支援使用者自定義對ViewName的解析，如給請求的ViewName加上字首或字尾，或替換成特定的字元等。

ViewResolver則是根據ViewName建立View物件。

設計模式解析之模板模式

核心即是：大的邏輯已經定義，要做的就是實現一些具體步驟。

SpringMVC的View設計使用了模板模式，View只定義了介面方法，AbstractView類實現了在View中定義的所有方法，並留有一個抽象方法renderMergedOutputModel給子類去實現。而子類AbstractJasperReportsView和AbstractTeamplateView抽象類實現了上述留有的方法，並進一步細化出了renderReport抽象方法和renderMergedTemplateModel方法給子類去進一步實現。

深入分析iBatis框架之系統架構與對映原理

左邊的SqlMapClient介面主要定義了客戶端的操作行為，包括select、insert、update和delete。而郵編主要定義了當前客戶端在當前執行緒中的執行環境。SqlMapSession可以共享使用，也可以自己建立，如果自己建立，需要在結束時自行關閉。

iBatis通過解析SqlMap配置檔案得到所有的Statement執行語句，同時會形成ParameterMap、ResultMap和SQL。當iBatis構建好RequestScope執行環境後，要做的工作就是把傳過來的物件資料結合ParameterMap中的資訊提取出一個引數陣列，這個陣列的順序對應與SQL中引數的順序，然後呼叫preparedStatement.setXXX(i,parameter)提交引數。

iBatis可以自己管理事務，也可以由外部管理。iBatis自己管理是通過共享SqlMapSession物件實現的，多個Statement執行時共享一個SqlMapSession例項，而且執行緒安全。如果外部程式管理就要自行控制SqlMapSession物件的生命週期。

設計模式解析之簡單工廠模式

核心即：通過判斷其條件，來返回不同的物件例項

iBatis中的DataExchangeFactory即使用了簡單工廠模式，它是一個工廠，它可根據傳遞進來的不同class型別返回不同的物件產品，這裡返回的產品都是單例，當然簡單工廠模式也可以每次建立一個新物件返回給呼叫者。

設計模式解析之工廠模式

與簡單工廠模式不同的是，這裡就不再是一個工廠，而是多個工廠，與一個頂層抽象工廠。如果把伺服器單機比作簡單工廠模式的工廠，那麼伺服器叢集+一個負載均衡伺服器就是工廠模式的多個工廠和頂層抽象工廠。

在iBatis中的DataSourceFacotry就是抽象工廠類，對應的JndiDataSourceFactory和DbcpDataSourceFactory就是具體工廠。