【小家Spring】Spring MVC容器的web九大组件之---HandlerAdapter源码详解---HttpMessageConverter 消息转换器详解(上)

简介: 【小家Spring】Spring MVC容器的web九大组件之---HandlerAdapter源码详解---HttpMessageConverter 消息转换器详解(上)

前言


本文介绍Spring MVC中的一个极其重要的组件:HttpMessageConverter消息转换器。

有一副非常著名的图,来形容Spring MVC对一个请求的处理:


image.png


从图中可见HttpMessageConverter对Spring MVC的重要性。它对请求、响应都起到了非常关键的作用~


为何需要消息转换器


HttpMessageConverter是用来处理request和response里的数据的。.


请求和响应都有对应的body,而这个body就是需要关注的主要数据。

请求体的表述一般就是一段字符串,当然也可以是二进制数据(比如上传~)。

响应体则是浏览器渲染页面的依据,对于一个普通html页面得响应,响应体就是这个html页面的源代码。


请求体和响应体都是需要配合Content-Type头部使用的,这个头部主要用于说明body中得字符串是什么格式的,比如:text,json,xml等。对于请求报文,只有通过此头部,服务器才能知道怎么解析请求体中的字符串,对于响应报文,浏览器通过此头部才知道应该怎么渲染响应结果,是直接打印字符串还是根据代码渲染为一个网页

对于HttpServletRequest和HttpServletResponse,可以分别调用getInputStream和getOutputStream来直接获取body。但是获取到的仅仅只是一段字符串

**而对于java来说,处理一个对象肯定比处理一个字符串要方便得多,也好理解得多。**所以根据Content-Type头部,将body字符串转换为java对象是常有的事。反过来,根据Accept头部,将java对象转换客户端期望格式的字符串也是必不可少的工作。这就是我们本文所讲述的消息转换器的工作~


消息转换器它能屏蔽你对底层转换的实现,分离你的关注点,让你专心操作java对象,其余的事情你就交给我Spring MVC吧~大大提高你的编码效率(可议说比源生Servlet开发高级太多了)


Spring内置了很多HttpMessageConverter,比如MappingJackson2HttpMessageConverter,StringHttpMessageConverter,甚至还有FastJsonHttpMessageConverter(需导包和自己配置)


HttpMessageConverter


在具体讲解之前,先对所有的转换器来个概述:

image.png


image.png

Jaxb也是和Sax、Dom、JDOM类似的解析XML的类库,jackson-module-jaxb-annotations对它提供了支持,但是由于关注太少了,所以Jaxb相关的转换器此处省略~~~

MarshallingHttpMessageConverter也是Spring采用Marshaller/Unmarshaller的方式进行xml的解析,也不关注了

FastJsonHttpMessageConverter4和FastJsonpHttpMessageConverter4都继承自FastJsonHttpMessageConverter,现在都已经标记为过期。直接使用FastJsonHttpMessageConverter它即可


需要知道的是:上面说的支持都说的是默认支持,当然你是可以自定义让他们更强大的。比如:我们可以自己配置StringHttpMessageConverter,改变(增强)他的默认行为:


<mvc:annotation-driven>
    <mvc:message-converters>
        <bean class="org.springframework.http.converter.StringHttpMessageConverter">
            <property name="supportedMediaTypes">
                <list>
                    <value>text/plain;charset=UTF-8</value>
                    <value>text/html;charset=UTF-8</value>
                </list>
             </property>
        </bean>
    </mvc:message-converters>
</mvc:annotation-driven>


talk is cheap,show me the code,我们还是从代码的角度,直接看问题吧。


既然它是HttpMessageConverter,所以铁定和HttpMessage有关,因为此接口涉及的内容相对来说比较偏底层,因此本文只在接口层面做简要的一个说明。


HttpMessage


它是Spring 3.0后增加一个非常抽象的接口。表示:表示HTTP请求和响应消息的基本接口

public interface HttpMessage {
  // Return the headers of this message
  HttpHeaders getHeaders();
}


看看它的继承树:


image.png


HttpInputMessage和HttpOutputMessage

这就是目前都在使用的接口,表示输入、输出信息~


public interface HttpInputMessage extends HttpMessage {
  InputStream getBody() throws IOException;
}
public interface HttpOutputMessage extends HttpMessage {
  OutputStream getBody() throws IOException;
}

HttpRequest

代表着一个Http请求信息,提供了多的几个API,是对HttpMessage的一个补充。Spring3.1新增的

public interface HttpRequest extends HttpMessage {
  @Nullable
  default HttpMethod getMethod() {
    // 可议根据String类型的值  返回一个枚举
    return HttpMethod.resolve(getMethodValue());
  }
  String getMethodValue();
  // 可以从请求消息里  拿到URL
  URI getURI();
}


ReactiveHttpInputMessage和ReactiveHttpOutputMessage


显然,是Spring5.0新增的接口,也是Spring5.0最重磅的升级之一。自此Spring容器就不用强依赖于Servlet容器了。它还可以选择依赖于reactor这个框架。

比如这个类:reactor.core.publisher.Mono就是Reactive的核心类之一~


因为属于Spring5.0的最重要的新特性之一,所以此处也不再过多介绍了。后面会是重磅内容~


HttpMessageConverter接口是Spring3.0之后新增的一个接口,它负责将请求信息转换为一个对象(类型为T),并将对象(类型为T)绑定到请求方法的参数中或输出为响应信息

// @since 3.0  Spring3.0后推出的   是个泛型接口
// 策略接口,指定可以从HTTP请求和响应转换为HTTP请求和响应的转换器
public interface HttpMessageConverter<T> {
  // 指定转换器可以读取的对象类型,即转换器可将请求信息转换为clazz类型的对象
  // 同时支持指定的MIME类型(text/html、application/json等)
  boolean canRead(Class<?> clazz, @Nullable MediaType mediaType);
  // 指定转换器可以将clazz类型的对象写到响应流当中,响应流支持的媒体类型在mediaType中定义
  boolean canWrite(Class<?> clazz, @Nullable MediaType mediaType);
  // 返回当前转换器支持的媒体类型~~
  List<MediaType> getSupportedMediaTypes();
  // 将请求信息转换为T类型的对象 流对象为:HttpInputMessage
  T read(Class<? extends T> clazz, HttpInputMessage inputMessage) throws IOException, HttpMessageNotReadableException;
  // 将T类型的对象写到响应流当中,同事指定响应的媒体类型为contentType 输出流为:HttpOutputMessage 
  void write(T t, @Nullable MediaType contentType, HttpOutputMessage outputMessage) throws IOException, HttpMessageNotWritableException;
}


看看它的继承树:


image.png

image.png


它的继承树,用品牌繁多来形容真的非常贴切。

按照层级划分,它的直接子类是如下四个:

FormHttpMessageConverter、AbstractHttpMessageConverter、BufferedImageHttpMessageConverter、GenericHttpMessageConverter(Spring3.2出来的,支持到了泛型)


FormHttpMessageConverter:form表单提交/文件下载


从名字知道,它和Form表单有关。浏览器原生表单默认的提交数据的方式(就是没有设置enctype属性),它默认是这个:Content-Type: application/x-www-form-urlencoded;charset=utf-8


从请求和响应读取/编写表单数据。默认情况下,它读取媒体类型 application/x-www-form-urlencoded 并将数据写入 MultiValueMap<String,String>。因为它独立的存在,所以可以看看源码内容:


// @since 3.0
public class FormHttpMessageConverter implements HttpMessageConverter<MultiValueMap<String, ?>> {
  // 默认UTF-8编码  MediaType为:application/x-www-form-urlencoded
  public static final Charset DEFAULT_CHARSET = StandardCharsets.UTF_8;
  private static final MediaType DEFAULT_FORM_DATA_MEDIA_TYPE = new MediaType(MediaType.APPLICATION_FORM_URLENCODED, DEFAULT_CHARSET);
  // 缓存下它所支持的MediaType们
  private List<MediaType> supportedMediaTypes = new ArrayList<>();
  // 用于二进制内容的消息转换器们~~~ 毕竟此转换器还支持`multipart/form-data`这种  可以进行文件下载~~~~~
  private List<HttpMessageConverter<?>> partConverters = new ArrayList<>();
  private Charset charset = DEFAULT_CHARSET;
  @Nullable
  private Charset multipartCharset;
  // 唯一的一个构造函数~
  public FormHttpMessageConverter() {
    // 默认支持处理两种MediaType:application/x-www-form-urlencoded和multipart/form-data
    this.supportedMediaTypes.add(MediaType.APPLICATION_FORM_URLENCODED);
    this.supportedMediaTypes.add(MediaType.MULTIPART_FORM_DATA);
    StringHttpMessageConverter stringHttpMessageConverter = new StringHttpMessageConverter();
    stringHttpMessageConverter.setWriteAcceptCharset(false);  // see SPR-7316
    // === 它自己不仅是个转换器,还内置了这三个转换器 至于他们具体处理那种消息,请看下面 都有详细说明 ==
    // 注意:这些消息转换器都是去支持part的,支持文件下载
    this.partConverters.add(new ByteArrayHttpMessageConverter());
    this.partConverters.add(stringHttpMessageConverter);
    this.partConverters.add(new ResourceHttpMessageConverter());
    // 这是为partConverters设置默认的编码~~~
    applyDefaultCharset();
  }
  // 省略属性额get/set方法
  // 从这可以发现,只有Handler的入参类型是是MultiValueMap它才会去处理~~~~
  @Override
  public boolean canRead(Class<?> clazz, @Nullable MediaType mediaType) {
    if (!MultiValueMap.class.isAssignableFrom(clazz)) {
      return false;
    }
    // 若没指定MedieType  会认为是可读的~
    if (mediaType == null) {
      return true;
    }
    // 显然,只有我们Supported的MediaType才会是true(当然multipart/form-data例外,此处是不可读的)
    for (MediaType supportedMediaType : getSupportedMediaTypes()) {
      // We can't read multipart....
      if (!supportedMediaType.equals(MediaType.MULTIPART_FORM_DATA) && supportedMediaType.includes(mediaType)) {
        return true;
      }
    }
    return false;
  }
  // 注意和canRead的区别,有点对着干的意思~~~
  @Override
  public boolean canWrite(Class<?> clazz, @Nullable MediaType mediaType) {
    if (!MultiValueMap.class.isAssignableFrom(clazz)) {
      return false;
    }
    // 如果是ALL 说明支持所有的类型  那就恒返回true  当然null也是的
    if (mediaType == null || MediaType.ALL.equals(mediaType)) {
      return true;
    }
    for (MediaType supportedMediaType : getSupportedMediaTypes()) {
      // isCompatibleWith是否是兼容的
      if (supportedMediaType.isCompatibleWith(mediaType)) {
        return true;
      }
    }
    return false;
  }
  // 把输入信息读进来,成为一个 MultiValueMap<String, String>
  // 注意:此处发现class这个变量并没有使用~
  @Override
  public MultiValueMap<String, String> read(@Nullable Class<? extends MultiValueMap<String, ?>> clazz,
      HttpInputMessage inputMessage) throws IOException, HttpMessageNotReadableException {
    // 拿到请求的ContentType请求头~~~~
    MediaType contentType = inputMessage.getHeaders().getContentType();
    // 这里面 编码放在contentType里面  若没有指定  走默认的编码
    // 类似这种形式就是我们自己指定了编码:application/json;charset=UTF-8
    Charset charset = (contentType != null && contentType.getCharset() != null ? contentType.getCharset() : this.charset);
    // 把body的内容读成字符串~
    String body = StreamUtils.copyToString(inputMessage.getBody(), charset);
    // 用"&"分隔   因为此处body一般都是hello=world&fang=shi这样传进来的
    String[] pairs = StringUtils.tokenizeToStringArray(body, "&");
    MultiValueMap<String, String> result = new LinkedMultiValueMap<>(pairs.length);
    // 这个就不说了,就是把键值对保存在map里面。注意:此处为何用多值Map呢?因为一个key可能是会有多个value的
    for (String pair : pairs) {
      int idx = pair.indexOf('=');
      if (idx == -1) {
        result.add(URLDecoder.decode(pair, charset.name()), null);
      }
      else {
        String name = URLDecoder.decode(pair.substring(0, idx), charset.name());
        String value = URLDecoder.decode(pair.substring(idx + 1), charset.name());
        result.add(name, value);
      }
    }
    return result;
  }
}

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