java web中各种context的关系

我举得这篇文章解决了我的很多疑惑，理清了我以前不太清楚的Context关系，读懂这篇文章很有助于理解源码，

原文链接在这里：https://www.jianshu.com/p/2537e2fec546

我把它转载在自己博客里，害怕以后找不到，原文如下

网上博客中看到一句话，很形容的描绘了web程序和上下文的关系，这里引用一下来说明：如果对“上下文”不太了解的，我这边说下，程序里面所谓的“上下文”就是程序的执行环境，打个比方：你有家吧？如果家都没有就别学编程了，租的也行啊！你就相当于web程序，家就相当于web程序的上下文，你可以在家里放东西，也可以取东西，你的衣食住行都依赖这个家，这个家就是你生活的上下文环境。

该博客地址： Spring和SpringMVC配置中父子WebApplicationContext的关系

Spring启动过程

第一步：

 首先，对于一个web应用，其部署在web容器中，web容器提供其一个全局的上下文环境，这个上下文就是ServletContext，其为后面的spring IoC容器提供宿主环境；

第二步：

 其次，在web.xml中会提供有contextLoaderListener。在web容器启动时，会触发容器初始化事件，此时contextLoaderListener会监听到这个事件，其contextInitialized方法会被调用，在这个方法中，spring会初始化一个启动上下文，这个上下文被称为根上下文，即WebApplicationContext，这是一个接口类，确切的说，其实际的实现类是XmlWebApplicationContext。这个就是spring的IoC容器，其对应的Bean定义的配置由web.xml中的context-param标签指定。在这个IoC容器初始化完毕后，spring以【WebApplicationContext.ROOTWEBAPPLICATIONCONTEXTATTRIBUTE】为属性Key，将其存储到ServletContext中，便于获取；

第三步：

 再次，contextLoaderListener监听器初始化完毕后，开始初始化web.xml中配置的Servlet，这个servlet可以配置多个，以最常见的DispatcherServlet为例，这个servlet实际上是一个标准的前端控制器，用以转发、匹配、处理每个servlet请求。DispatcherServlet上下文在初始化的时候会建立自己的IoC上下文，用以持有spring mvc相关的bean。在建立DispatcherServlet自己的IoC上下文时，会利用【WebApplicationContext.ROOTWEBAPPLICATIONCONTEXTATTRIBUTE】先从ServletContext中获取之前的根上下文(即WebApplicationContext)作为自己上下文的parent上下文（有个parent属性作为对Spring的ApplicationContext的引用）。有了这个parent上下文之后，再初始化自己持有的上下文。这个DispatcherServlet初始化自己上下文的工作在其initStrategies方法中可以看到，大概的工作就是初始化处理器映射、视图解析等。这个servlet自己持有的上下文默认实现类也是XmlWebApplicationContext。初始化完毕后，spring以与servlet的名字相关(此处不是简单的以servlet名为Key，而是通过一些转换，具体可自行查看源码)的属性为属性Key，也将其存到ServletContext中，以便后续使用。这样每个servlet就持有自己的上下文，即拥有自己独立的bean空间，同时各个servlet共享相同的bean，即根上下文(第2步中初始化的上下文)定义的那些bean。

通过上面这个Spring的启动过程，我们可以清楚的了解ServletContext、WebApplicationContext、XmlWebApplicationContext、以及DispatcherServlet上下文之间的关系，并且会将WebApplicationContext放在ServletContext中。

 

                                                 XmlWebApplicationContext体系结构.png

 

1. ServletContext:

 首先说说ServletContext这个web应用级的上下文。web容器（比如tomcat、jboss、weblogic等）启动的时候，它会为每个web应用程序创建一个ServletContext对象 它代表当前web应用的上下文（注意：是每个web应用有且仅创建一个ServletContext，一个web应用，就是你一个web工程）。一个web中的所有servlet共享一个ServletContext对象，所以可以通过ServletContext对象来实现Servlet之间的通讯。在一个继承自HttpServlet对象的类中，可以通过this.getServletContext来获取。

2. WebApplicationContext:

 通过源码详细说明一下 第二步 的过程，web.xml(上图)中我们配置了ContextLoaderListener，该listener实现了ServletContextListener的contextInitialized方法用来监听Servlet初始化事件：

<context-param>
    <param-name>contextConfigLocation</param-name>
    <param-value>classpath:spring/SpringApplicationContext.xml</param-value>
</context-param>
<listener>  
    <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>  
</listener>

 由下面的源码可以发现初始化的是WebApplicationContext的IoC容器，它是一个接口类，其默认实现是XmlWebApplicationContext。

public class ContextLoaderListener extends ContextLoader implements ServletContextListener {
    public ContextLoaderListener() {
    }
    public ContextLoaderListener(WebApplicationContext context) {
        super(context);
    }
    @Override
    public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
        initWebApplicationContext(event.getServletContext());
    }
    @Override
    public void contextDestroyed(ServletContextEvent event) {
        closeWebApplicationContext(event.getServletContext());
        ContextCleanupListener.cleanupAttributes(event.getServletContext());
    }
}

这是ContextLoaderListener中的contextInitialized()方法，这里主要是用initWebApplicationContext()方法来初始化WebApplicationContext。这里涉及到一个常用类WebApplicationContext：它继承自ApplicationContext，在ApplicationContext的基础上又追加了一些特定于Web的操作及属性。

 initWebApplicationContext(event.getServletContext())，进行了创建根上下文，并将该上下文以key-value的方式存储到ServletContext中。

public WebApplicationContext initWebApplicationContext(ServletContext servletContext) {
    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) {
            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);
                }
                configureAndRefreshWebApplicationContext(cwac, servletContext);
            }
        }
        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;
    }
}

 在initWebApplicationContext()方法中主要体现了WebApplicationContext实例的创建过程。首先，验证WebApplicationContext的存在性，通过查看ServletContext实例中是否有对应key的属性验证WebApplicationContext是否已经创建过实例。如果没有通过，createWebApplicationContext()方法来创建实例，并存放至ServletContext中。

protected WebApplicationContext createWebApplicationContext(ServletContext sc) {
    Class<?> contextClass = determineContextClass(sc);
    if (!ConfigurableWebApplicationContext.class.isAssignableFrom(contextClass)) {
        throw new ApplicationContextException("Custom context class [" + contextClass.getName() +
                "] is not of type [" + ConfigurableWebApplicationContext.class.getName() + "]");
    }
    return (ConfigurableWebApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
}

 在createWebApplicationContext()方法中，通过BeanUtils.instanceClass()方法创建实例，而WebApplicationContext的实现类名称则通过determineContextClass()方法获得。

protected Class<?> determineContextClass(ServletContext servletContext) {
    String contextClassName = servletContext.getInitParameter(CONTEXT_CLASS_PARAM);
    if (contextClassName != null) {
        try {
            return ClassUtils.forName(contextClassName, ClassUtils.getDefaultClassLoader());
        }
        catch (ClassNotFoundException ex) {
            throw new ApplicationContextException(
                    "Failed to load custom context class [" + contextClassName + "]", ex);
        }
    }
    else {
        contextClassName = defaultStrategies.getProperty(WebApplicationContext.class.getName());
        try {
            return ClassUtils.forName(contextClassName, ContextLoader.class.getClassLoader());
        }
        catch (ClassNotFoundException ex) {
            throw new ApplicationContextException(
                    "Failed to load default context class [" + contextClassName + "]", ex);
        }
    }
}

 determineContextClass()方法，通过defaultStrategies.getProperty()方法获得实现类的名称，而defaultStrategies是在ContextLoader类的静态代码块中赋值的。具体的途径，则是读取ContextLoader类的同目录下的ContextLoader.properties属性文件来确定的。

 也就是说，在初始化的过程中，程序会首先读取ContextLoader类的同目录下的属性文件ContextLoader.properties，并根据其中的配置提取将要实现WebApplicationContext接口的实现类，并根据这个类通过反射进行实例的创建。

综上所述：

 LoaderListener监听器的作用就是启动Web容器时，自动装配ApplicationContext的配置信息。因为它实现了ServletContextListener这个接口，在web.xml配置了这个监听器，启动容器时，就会默认执行它实现的contextInitialized()方法初始化WebApplicationContext实例，并放入到ServletContext中。由于在ContextLoaderListener中关联了ContextLoader这个类，所以整个加载配置过程由ContextLoader来完成。

3. DispatcherServlet

 

DispatcherServlet结构图.png

 详解第三步，contextLoaderListener监听器初始化完毕后，开始初始化DispatcherServlet，下面为初始化方法的源码：

protected void initStrategies(ApplicationContext context) {
        initMultipartResolver(context);
        initLocaleResolver(context);
        initThemeResolver(context);
        initHandlerMappings(context);
        initHandlerAdapters(context);
        initHandlerExceptionResolvers(context);
        initRequestToViewNameTranslator(context);
        initViewResolvers(context);
        initFlashMapManager(context);
}

需要做的八件事情如下所述：

• initMultipartResolver：初始化MultipartResolver，用于处理文件上传服务，如果有文件上传，那么就会将当前的HttpServletRequest包装成DefaultMultipartHttpServletRequest，并且将每个上传的内容封装成CommonsMultipartFile对象。需要在dispatcherServlet-servlet.xml中配置文件上传解析器。
• initLocaleResolver：用于处理应用的国际化问题，本地化解析策略。
• initThemeResolver：用于定义一个主题。
• initHandlerMapping：用于定义请求映射关系。
• initHandlerAdapters：用于根据Handler的类型定义不同的处理规则。
• initHandlerExceptionResolvers：当Handler处理出错后，会通过此将错误日志记录在log文件中，默认实现类是SimpleMappingExceptionResolver。
• initRequestToViewNameTranslators：将指定的ViewName按照定义的RequestToViewNameTranslators替换成想要的格式。
• initViewResolvers：用于将View解析成页面。
• initFlashMapManager：用于生成FlashMap管理器。

 通过查看DispatcherServlet（源码内容太多就不往上放了），DispatcherServlet继承自FrameworkServlet，而FrameworkServlet是继承自HttpServletBean的，HttpServletBean又继承了HttpServlet。这是因为DispatcherServlet本身就得是一个Servlet，且含有doGet()和doPost()方法，Web容器才可以调用它，所以它的顶级父类为含有这俩方法的HttpServlet。具体的Web请求，会经过FrameServlet的processRequest方法简单处理后，紧接着调用DispatcherServlet的doService方法，而在这个方法中封装了最终调用处理器的方法doDispatch。这也意味着，DispatcherServlet的最主要的核心功能由doService和doDispatch实现的。

DispatcherServlet类的方法大致可分为三种：

• 初始化相关处理类的方法。
• 响应Http请求的方法。
• 执行处理请求逻辑的方法。

核心方法 doDispatch()

protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
    HttpServletRequest processedRequest = request;
    HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
    boolean multipartRequestParsed = false;
    WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);

    try {
        try {
            ModelAndView mv = null;
            Object dispatchException = null;

            try {
                processedRequest = this.checkMultipart(request);
                multipartRequestParsed = processedRequest != request;
                mappedHandler = this.getHandler(processedRequest);
                if (mappedHandler == null || mappedHandler.getHandler() == null) {
                    this.noHandlerFound(processedRequest, response);
                    return;
                }

                HandlerAdapter ha = this.getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
                String method = request.getMethod();
                boolean isGet = "GET".equals(method);
                if (isGet || "HEAD".equals(method)) {
                    long lastModified = ha.getLastModified(request, mappedHandler.getHandler());
                    if (this.logger.isDebugEnabled()) {
                        this.logger.debug("Last-Modified value for [" + getRequestUri(request) + "] is: " + lastModified);
                    }

                    if ((new ServletWebRequest(request, response)).checkNotModified(lastModified) && isGet) {
                        return;
                    }
                }

                if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
                    return;
                }

                mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
                if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
                    return;
                }

                this.applyDefaultViewName(processedRequest, mv);
                mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
            } catch (Exception var20) {
                dispatchException = var20;
            } catch (Throwable var21) {
                dispatchException = new NestedServletException("Handler dispatch failed", var21);
            }

            this.processDispatchResult(processedRequest, response, mappedHandler, mv, (Exception)dispatchException);
        } catch (Exception var22) {
            this.triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler, var22);
        } catch (Throwable var23) {
            this.triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler, new NestedServletException("Handler processing failed", var23));
        }

    } finally {
        if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
            if (mappedHandler != null) {
                mappedHandler.applyAfterConcurrentHandlingStarted(processedRequest, response);
            }
        } else if (multipartRequestParsed) {
            this.cleanupMultipart(processedRequest);
        }

    }
}

DispatcherServlet处理该类请求的步骤：

1. 在接收到请求后，通过几级Servlet类型的父类的处理，先调用doService在request中设置一些必需的参数。最终会调用DispatcherServlet的doDispatch方法。
2. 在doDispatch方法中，首先检测request是否包含多媒体类型（如File文件上传），然后将检测后的request转换为processedRequest对象。之后检测processedRequest对象是否为原始request（如果是，即原来的request不包含多媒体信息），然后将boolean结果赋给multipartRequestParsed变量（若multipartRequestParsed为true，在最后会清除processedRequest对象中的多媒体信息）。
3. 十分重要的一步，就是通过调用处理器映射器查找Handler。调用getHandler来获取相关的处理器对象。在getHandler方法中，利用处理器映射器HandlerMapping通过request来获取一个包含Handler处理器本身和其前后拦截器interceptor的处理器执行链HandlerExecutionChain对象。
4. 通过HandlerExecutionChain对象获取具体的Handler处理器对象，此时使用getHandlerAdapter方法获取可以处理类型的处理器适配器HandlerAdapter对象。
5. 调用HandlerAdapter对象的handle方法，将可能带有多媒体信息的processRequest对象，原始request对象，以及Handler处理器本身作为参数传入，handle方法会根据这些参数去执行开发者自己开发的Handler的相关
   请求处理逻辑，并返回含有反馈信息和结果视图信息的ModelAndView对象。
6. 获得ModelAndView对象后，会进行视图渲染，将model数据填充到request域。在processDispatchResult方法中会对ModelAndView对象进行处理。而在processDispatchResult方法中包含一个render方法，其参数为ModelAndView对象以及request和response对象。在render方法中，通过resolveViewName会获取到实际需要使用的视图View对象，这个对象的具体类型是由XXX决定的。然后就会执行具体的View对象的render方法来完成数据的显示过程。这里举一个视图类型的例子，他在render方法中具体执行了以下逻辑来绑定结果数据和视图：

protected void exposeModelAsRequestAttributes(Map<String, Object> model, HttpServletRequest request) throws Exception{
  //遍历model里面的数据，填充到request域
  for (Map.Entry<String, Object> entry : model.entrySet()){
      String modeName = entry.getKey();
      Object modelValue = entry.getValue();
      if(modelValue != null){
          request.setAttribute(modelName, modelValue);
          if(logger.isDebugEnabled()){
              logger.debug("Added model object '"
                  + modelName + "' of type [" + modelValue.getClass.getName()
                  +"] to request in view with name '" + getBeanName() + "'");
          } else{
             request.removeAttribute(modelName);
            if(logger.isDebugEnabled()){
                logger.debug("Remove modek object '" +modelName +
                    "' from request in view with name '" +getBeanName() + "'");
            } 
         }
      }
  }
}

 可以看到，在这里会把ModelAndView中model的数据遍历出来，分为key和value，并且将数据设置在request的attribute域中。之后加载页面时就可以使用标签在request域中获取返回参数了。

 

                                                                   DispatcherServlet初始化时序图.png