把Spring MVC工作流实现完走了一遍后，从DispatcherServlet开始看它的具体实现，前端控制器（或叫分发器）作为整个流程的核心，依靠它完成HTTP请求的拦截和分发处理，翻看了DispatcherServlet的源码，看到它实现了多级继承，于是决定写一篇日志，从上往下一步一步总结每一层的作用和实现，先从Servlet规范开始。
组件之间的通信
前端控制器DispatcherServlet可以说是保证整个Spring MVC工作流的最核心组件，DispatcherServlet根据web.xml中的配置拦截到用户的HTTP请求后，首先初始化，加载springmvc.xml配置文件中的配置，例如各种组件，之后，一个Spring MVC工作流开始。
第一步，DispatcherServlet会去遍历所有的处理器映射器，寻找一个可以处理该HTTP请求的处理器。匹配成功的处理器映射器会向DispatcherServlet返回一个处理器执行链，里面包含了一个处理器。
第二步，DispatcherServlet拿到处理器后，再去遍历所有的处理器适配器，寻找一个支持自己手中处理器的处理器适配器，因为只有处理器适配器才知道如何使用这个处理器处理请求。
第三步，DispatcherServlet将控制权交给处理器适配器，处理器适配器将HTTP请求HttpServletRequest和HTTP响应HttpServletResponse传递给处理器（或者说控制器Controller），控制器完成请求处理后，返回带有数据模型和逻辑视图的ModelAndView对象到处理器适配器，最终由处理器适配器返回给DispatcherServlet。
第四步，DispatcherServlet遍历所有的视图解析器ViewResolver，得到一个确定的视图，并将数据模型传递到视图中，完成数据填充，生成最终返回给用户的界面，通过HTTP响应HttpServletResponse发送给用户。
由此可见，前端控制器DipsatcherServlet是十分关键的组件，它是一个分发器，几乎参与了整个Spring MVC工作流的每一步。
DispatcherServlet的多级继承
作为Spring MVC的入口，DispatcherServlet其实就是一个Servlet，DispatcherServlet经过多级继承，最终继承自符合Servlet规范的HttpServlet。HttpServlet又继承自GenericServlet，GenericServlet最终实现Servlet接口，它们之间的关系如下图：
看到如此多级的继承关系，你可能会有疑问，为什么需要这么多级的继承和实现？实现这样多层次的继承，是为了每一级完成特定的任务，如初始化，请求分发，请求处理，清理资源等。下面就来看看各个类和接口里面都有那些实现，以及它们之间的关系。
HTTP和Servlet规范
HTTP请求中包含了用户信息，URI（统一资源标识符，标识Web上的一种可用资源，例如HTML文档，图片和视频），协议版本protocol，和请求的方法（GET、PUT、POST、DELETE等）。HTTP支持的方法有GET、PUT、POST、DELETE、HEAD、OPTIONS，TRACE。
- GET方法把请求参数放到HTTP请求头中，发送到服务器，请求服务器进行处理并返回HTTP响应。
- PUT方法用来请求将某个资源放在服务器的某一路径下。
- POST方法向服务器传送数据，可以要求服务器对其做处理并返回响应。
- DELETE方法请求删除服务器某一路径下的某个资源。
- HEAD方法用于查找服务器中某个对象的头部信息。
- OPTIONS方法用来查询Servlet中实现的方法信息。
- TRACE方法用于调试操作。
在请求/响应模型下，客户端用户的一个HTTP请求发送到Web容器中后，Web容器就会封装这个HTTP请求，并创建一个HTTP响应，用来回应客户端。Web容器将HTTP请求和自己创建的HTTP响应传递到Servlet的service（）方法中。
Servlet是Servlet规范中定义的一个服务器组件接口，所有用于处理用户请求的服务器组件都要实现这个接口。Servlet规范包括一下内容：
可以看到，Servlet接口中定义了三个方法：
- init（）方法用来初始化Servlet，例如注册组件。
- service（）方法用来处理Web传递过来的用户请求。
- destroy（）方法用来释放Servlet组件资源。
GenericServlet和HttpServlet
由上面的Servlet规范可以看到，GenericServlet是Servlet的一个抽象实现，作用是保存Servlet的配置，为后面实现的Servlet提供初始化参数和信息。GenericServlet实现了Servlet接口方法init（），并提供了一个无参数的init（）方法供子类去重写，实现了对Servlet规范中Servlet的初始化信息保存，并且让子类去初始化自己的配置（如注册组件），来看看GenericServlet中的init（ServletConfig config）代码：
public void init(Servlet config) throws ServletException{
//保存Servlet的配置信息
this.config = config;
//另一个无参数的init（）方法，该方法是GenericServlet类中的一个抽象方法，
//提供给子类重写，实现初始化。
this.init();
}Init（）方法中将Servlet的配置config保存在自己的成员变量中，最后调用一个无参数的init（）方法，子类就是通过重写这个无参数的init（）方法实现特定行为的初始化。
GenericServlet还实现了Servlet接口的十分重要的方法，service（），该方法负责分发和处理客户端的请求，GenericServlet提供的是一个通用协议的service（）方法，子类必须按照自己的协议，重写这个service方法（例如下面会看到的HttpServlet类重写了该方法，实现支持HTTP协议的Servlet）。看看GenericServlet提供的通用协议的service（）方法：
public void service(ServletRequest req, ServletResponse res)
throws ServletException, IOException
{
HttpServletRequest request;
HttpServletResponse response;
try {
request = (HttpServletRequest) req;
response = (HttpServletResponse) res;
} catch (ClassCastException e) {
throw new ServletException("non-HTTP request or response");
}
service(request, response);
}HttpServlet继承了GenericServlet，得到了Servlet的配置信息，并在此基础上，提供了一些基本方法的实现，即上面提到的HTTP支持的各种方法：GET、PUT、POST、DELETE、HEAD、OPTIONS和TRACE。HttpServlet会根据用户HTTP请求中的请求方法，将HTTP请求分发到不同类型的方法中去处理，对于HEAD、OPTIONS、和TRACE这类通用的方法，HttpServlet提供了通用的实现，而对于GET、POST、PUT、和DELETE这里业务逻辑处理方法，则提供了模板方法，子类需要有选择地重写这些方法来完成请求处理。
HttpServlet重写了父类GenericServlet中的service（）方法， 前面看到，在顶级接口Servlet中，service（）方法是处理Web传递的用户请求，GenericServlet实现了Servlet接口，但没有重写该方法，因为GenericServlet的任务是保留Servlet的初始化信息，提供空参数的init（）方法供子类复写，完成初始化工作。到了HttpServlet，其任务是实现service（）方法，根据HTTP请求中标识的方法，完成HTTP请求的分发，分发到相应的处理方法中（GET、PUT、POST、DELETE等）。来看看HttpServlet中的service（）方法：
protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
throws ServletException, IOException {
// 从HTTP请求中获取请求方法
String method = req.getMethod();
if (method.equals(METHOD_GET)) {
// 如果请求的是GET方法,先获取这个Servlet的最后修改时间
long lastModified = getLastModified(req);
if (lastModified == -1) {
// -1表示Servlet不支持修改最后的修改时间,则直接调用doGet()方法处理这个HTTP请求
doGet(req, resp);
} else {
// 如果支持修改最后的修改时间,则修改为HTTP请求头中的最后修改时间
// 先获取HTTP请求头中的最后修改时间
long ifModifiedSince = req.getDateHeader(HEADER_IFMODSINCE);
if (ifModifiedSince < (lastModified /1000 * 1000)) {
// 如果HTTP请求头中的修改时间早于Servlet的修改时间,表明这个Servlet在用户进行
// 上一次HTTP请求时已被修改,则将最新的修改时间放到响应头中
maybeSetLastModified(resp, lastModified);
// 调用doGet()方法处理HTTP请求
doGet(req, resp);
} else {
// 如果HTTP请求头中的修改时间晚于Servlet的修改时间,表明这个Servlet在请求的最后
// 修改时间后都没有被修改,则返回一个HTTP响应SC_NOT_MODIFIED
resp.setStatus(HttpServletResponse.SC_NOT_MODIFIED);
}
}
} else if (method.equals(METHOD_HEAD)) {
// 如果请求的时HEAD方法
// HEAD方法无论HTTP请求头中的修改时间是早于还是晚于Servlet的最后修改时间,都会将Servlet的
// 最后修改时间修改到响应头中(如果这个Servlet支持最后修改时间的修改操作)
long lastModified = getLastModified(req);
maybeSetLastModified(resp, lastModified);
doHead(req, resp);
} else if (method.equals(METHOD_POST)) {
// 请求使用POST方法
doPost(req, resp);
} else if (method.equals(METHOD_PUT)) {
// 请求使用PUT方法
doPut(req, resp);
} else if (method.equals(METHOD_DELETE)) {
// 请求使用DELETE方法
doDelete(req, resp);
} else if (method.equals(METHOD_OPTIONS)) {
// 请求使用OPTIONS方法
doOptions(req, resp);
} else if (method.equals(METHOD_TRACE)) {
// 请求使用TRACE方法
doTrace(req, resp);
} else {
// 如果请求使用了未定义方法,则返回错误代码SC_NOT_IMPLEMENTED响应,并且显示错误信息
String errMsg = Strings.getString("http.method_not_implemented");
Object[] errArgs = new Object[1];
errArgs[0] = method;
errMsg = MessageFormat.format(errMsg, errArgs);
resp.sendError(HttpServletResponse.SC_NOT_TMPLEMENTED, errMsg);
}
}
可以看到，service（）方法首先获取HTTP请求中所请求使用的方法method，然后method.equals（）判断并根据不同的请求方法进行HTTP请求的分发。前面说到，对于doHead（）、doTrace（）和doOptions（）这三个通用方法，HttpServlet提供了具体实现，子类可以直接使用，子类需要去重写的是doGet（）、doPut（）、doPost（）和doDelete（），Spring MVC也是有选择地重写了这些方法。
占位符方法
例如我们来看看HttpServlet中的doGet（）方法：
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
throws ServletException, IOException
{
// 获取请求头中的HTTP版本
String protocol = req.getProtocol();
// 直接发送错误信息,因为这个方法是占位符,需要子类重写模板方法
String msg = lStrings.getString("http.method_get_not_supported");
if (protocol.endsWith("1.1")) {
// 如果HTTP版本是1.1,则让HTTP回应发送错误信息SC_METHOD_NOT_ALLOWED
resp.sendError(HttpServletResponse.SC_METHOD_NOT_ALLOWED, msg);
} else {
resp.sendError(HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST, msg);
}
}doGet（）方法在获取了HTTP版本信息后，直接发送错误消息，原因是对于子类Servlet，若要使用这些模板方法，必须重写。doPut（）、doPost（）和doDelete（）这些方法实现都和doGet（）方法类似，这里不贴出来了，它们都是一个占位符，需要子类有选择地重写这些方法，实现自己的HTTP请求服务。
TRACE、OPTIONS和HEAD方法
对于不同的Servlet组件，doTrace（）和doOptions（）方法基本一样，TRACE方法返回服务器信息，OPTIONS方法返回Servlet中实现的方法信息，因此，HttpServlet为其提供了具体的实现，先来看看doTrace（）方法：
protected void doTrace(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
throws ServletException, IOException
{
// 保存字符串的字节长度
int responseLength;
// 连接URI和版本信息字符串
String CRLF = "\r\n";
String responseString = "TRACE " + req.getRequestURI +
" " + req.getProtocol();
// 枚举(一次获得一个)对象集合中的元素
Enumeration reqHeaderEnum = req.getHeaderNames();
// 遍历所有的请求头信息
while (reqHeaderEnum.hasMoreElements()) {
String headerName = (String)reqHeaderEnum.nextElement();
// 将所有请求头拼接到字符串中,请求头信息之间使用回车换行分隔
responseString += CRLF + headerName + ":" + req.getHeader(headerName);
// 回车换行
responseString += CRLF;
// 获取字符串的字节长度
responseLength = responseString.length();
// 设置响应类型为message/http
resp.setContentType("message/http");
// 设置响应体的长度
resp.setContentLength(responseLength);
// 输出字符串信息到响应中
ServletOutputStream out = resp.getOutputStream();
out.print(responseString);
// 关闭响应
out.close();
return;
}
}doTrace（）方法返回了HTTP请求reg中的URI（统一资源标识符）和HTTP版本信息，并且便利了HTTP请求头中的信息，一起拼接成字符串，最终通过HTTP响应输出。
doOptions（）方法，返回Servlet实现的方法信息，具体来看代码：
protected void doOptions(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
throws ServletException, IOException
{
// 获取当前Servlet和它的父类Servlet声明的所有方法,不包括本类HttpServlet声明的方法
Method[] methods = getAllDeclareMethods(this.getClass());
// 初始化状态,除了OPTIONS和TRACE方法（HttpServlet为其提供了具体实现）,假设其他HTTP方法都不支持
boolean ALLOW_GET = false;
boolean ALLOW_PUT = false;
boolean ALLOW_POST = false;
boolean ALLOW_DELETE = false;
boolean ALLOW_HEAD = false;
boolean ALLOW_OPTIONS = true;
boolean ALLOW_TRACE = true;
// 根据子类Servlet是否重写了HttpServlet的模板方法,判断这个Servlet是否支持这个HTTP方法
for (int i=0; i<methods.length; i++) {
// 遍历得到所有声明的方法
Method m = methods[i];
if (m.getName().equals("doGet")) {
ALLOW_GET = true;
ALLOW_HEAD = true;
}
if (m.getName().equals("doPut"))
ALLOW_PUT = true;
if (m.getName().equals("doPost"))
ALLOW_POST = true;
if (m.getName().equals("doDelete"))
ALLOW_DELETE = true;
}
//把Servlet支持的HTTP方法名拼接成字符串
String allow = null;
if (ALLOW_GET)
if (allow == null) allow = METHOD_GET;
if (ALLOW_PUT)
if (allow == null) allow = METHOD_PUT;
else allow += ", " + METHOD_PUT;
if (ALLOW_POST)
if (allow == null) allow = METHOD_POST;
else allow += ", " + METHOD_POST;
if (ALLOW_DELETE)
if (allow == null) allow = METHOD_DELETE;
else allow += ", " + METHOD_DELETE;
if (ALLOW_HEAD)
if (allow == null) allow = METHOD_HEAD;
else allow += ", " + METHOD_HEAD;
if (ALLOW_TRACE)
if (allow == null) allow = METHOD_TRACE;
else allow += ", " + METHOD_TRACE;
if (ALLOW_OPTIONS)
if (allow == null) allow = METHOD_OPTIONS;
else allow += ", " + METHOD_OPTIONS;
// 将字符串设置到HTTP响应头中
resp.setHeader("Allow", allow);
}在doOptions（）方法中，将Servlet实现的HTTP方法（也就是重写了的方法），一一遍历出来，拼接到字符串中，并设置到HTTP响应里，返回给用户。细心的你可能会看到，第21行，对于GET方法的判断，为什么只要判断GET方法是已实现的，则HEAD方法也确定为已实现的？来看看doHead（）的源码：
protected void doHead(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
throws ServletException, IOException
{
if (DispatcherType.INCLUDE.equals(req.getDispatcherType())) {
doGet(req, resp);
} else {
NoBodyResponse response = new NoBodyResponse(resp);
// 重用doGet（）方法
doGet(req, response);
// 设置响应体字节大小
response.setContentLength();
}
}可以看到，doHead（）方法将HTTP响应包装成了NoBodyResponse类，也就是只有响应头而没有响应体（因为HEAD方法就是用来返回HTTP响应头的信息，），然后重用了doGet（）方法，既然用到了GET方法，则doGet（）一定要被子类重写了，所以doHead（）方法也等于实现了，不需要重写。这就是为什么上面的OPTIONS方法中，只要判断了GET方法已实现，则HEAD方法也判断为已实现的原因。
由上面各个方法的代码可以看出，在HttpServlet中大部分方法都是一个占位符（GET、PUT、POST、DELETE等），这些服务的实现需要子类去重写，Spring MVC就是有选择地重写这些方法来实现服务的。
Servlet规范小结
最后总结一下Servlet规范。由前面的图可以看出，Servlet规范有三部分：Servlet接口、GenericServlet和HttpServlet抽象类。
最顶层的Servlet接口提供了三个接口方法，init（）方法负责初始化Servlet对象，service（）方法负责响应处理客户端请求，destory（）方法当Servlet对象退出生命周期后，释放其资源。对于每一个服务器组件，都要去实现这个接口。
GenericServlet是Servlet的一个抽象实现，它的init（）方法以赋值给自己成员变量的方式，保存了Servlet的config配置，并且提供了一个无参数的init（）方法，这样在子类初始化时，可以重写这个无参数的init（）方法。GenericServlet实现了Servlet接口的service（）方法，这是一个通用协议的service（）方法，供它的子类去重写，例如HttpServlet就把service（）方法重写为支持HTTP协议。
HttpServlet对HTTP支持的各种方法，GET、PUT、POST、DELETE提供了占位符，对OPTIONS，TRACE和HEAD提供了具体实现，所以HttpServlet的作用就是提供部分具体实现方法和模板方法，让子类根据业务逻辑去重写来处理HTTP请求。
总结完Servlet规范后，下一篇日志就继续往下走，看看每一层的作用是什么，最后如何到达DispatcherServlet。
本文源码已上传：
https://github.com/justinzengtm/SSM-Framework/tree/master/SpringMVC_Project
