spring mvc如何实现参数名绑定

0. 写在前面

一次偶然写代码的时候想到这个问题,通过反射我们是无法得到方法参数的名称的,那么spring mvc是如何通过参数名称完成请求参数绑定的呢?带着这个疑问进行了一番调查。

1. 参数绑定的方式

参数绑定的核心在于如何确定请求参数与方法参数之间如何对应,大致上,spring mvc实现请求参数和方法参数的绑定有三种方式,一种是通过注解实现,包括使用@PathVariable和@RequestParam。一个简单的实例如下,方法参数将同请求中参数名为注解中指定的名称进行绑定。

@GetMapping("annotation")
    public void testAnnotation(
            @RequestParam("f1") int f1, @RequestParam("f2")int f2, @RequestParam("f3")int f3
            , @RequestParam("f4")int f4, @RequestParam("f5")int f5, @RequestParam("f6")int f6
            , @RequestParam("f7")int f7, @RequestParam("f8")int f8, @RequestParam("f9")int f9
            , @RequestParam("f10")int f10, @RequestParam("f11")int f11, @RequestParam("f12")int f12
            , @RequestParam("f13")int f13, @RequestParam("f14")int f14, @RequestParam("f15")int f15
            , @RequestParam("f16")int f16) {
        System.out.println("annotation:" + System.currentTimeMillis());
    }

第二种方式是不使用注解,直接通过参数名称与请求参数名称绑定

@GetMapping("name")
    public void testByName(int f1, int f2, int f3, int f4, int f5
            , int f6, int f7, int f8, int f9, int f10
            , int f11, int f12, int f13, int f14, int f15, int f16) {
        System.out.println("name:" + System.currentTimeMillis());
    }

第三种方式是参数对象的属性与请求参数实现绑定

@GetMapping("domain")
    public void testByDomain(TestDomain domain){
        System.out.println("domain:" + System.currentTimeMillis());
    }

2. 参数解析的方式

spring mvc使用了多个参数解析器用于针对各类参数的解析,这些解析器都实现了HandlerMethodArgumentResolver这个接口,spring mvc使用策略模式轮询每一种参数解析器来寻找适合参数的解析器,找到过后将放入缓存之中,下一次请求同一个方法时将直接从缓存中拿到解析器。源代码如下

private HandlerMethodArgumentResolver getArgumentResolver(MethodParameter parameter) {
        HandlerMethodArgumentResolver result = this.argumentResolverCache.get(parameter);
        if (result == null) {
            for (HandlerMethodArgumentResolver methodArgumentResolver : this.argumentResolvers) {
                if (logger.isTraceEnabled()) {
                    logger.trace("Testing if argument resolver [" + methodArgumentResolver + "] supports [" +
                            parameter.getGenericParameterType() + "]");
                }
                if (methodArgumentResolver.supportsParameter(parameter)) {
                    result = methodArgumentResolver;
                    this.argumentResolverCache.put(parameter, result);
                    break;
                }
            }
        }
        return result;
    }

解析@RequestParam注解的参数解析器是RequestParamMethodArgumentResolver,初次解析时将通过反射获取注解中指定的参数名称

@Override
    protected NamedValueInfo createNamedValueInfo(MethodParameter parameter) {
        RequestParam ann = parameter.getParameterAnnotation(RequestParam.class);
        return (ann != null ? new RequestParamNamedValueInfo(ann) : new RequestParamNamedValueInfo());
    }
--------------
public RequestParamNamedValueInfo(RequestParam annotation) {
            super(annotation.name(), annotation.required(), annotation.defaultValue());
        }
--------------
public NamedValueInfo(String name, boolean required, String defaultValue) {
            this.name = name;
            this.required = required;
            this.defaultValue = defaultValue;
        }

再次进行解析时,则通过缓存直接得到RequestParamNamedValueInfo,缓存是ConcurrentHashMap,并发读无限制,代码中并发写线程安全

private NamedValueInfo getNamedValueInfo(MethodParameter parameter) {
        NamedValueInfo namedValueInfo = this.namedValueInfoCache.get(parameter);
        if (namedValueInfo == null) {
            namedValueInfo = createNamedValueInfo(parameter);
            namedValueInfo = updateNamedValueInfo(parameter, namedValueInfo);
            this.namedValueInfoCache.put(parameter, namedValueInfo);
        }
        return namedValueInfo;
    }

不使用注解直接通过方法参数名绑定时对应的解析器仍然是RequestParamMethodArgumentResolver,在spring mvc提供的参数解析器之中包含两个该实例,能对方法参数名解析的实例中useDefaultResolution为true,也就是说作为默认解析了。该实例顺序在倒数第二,也就是说此前的策略都无法解析的情况下,使用该策略

else if (this.useDefaultResolution) {
                return BeanUtils.isSimpleProperty(parameter.getNestedParameterType());
            }

我们知道通过反射是无法获取方法参数名的,那么spring mvc是如何做到的呢?
spring mvc在java1.8之前使用LocalVariableTableParameterNameDiscoverer来获取方法参数名称,关键步骤如下,首先获取该方法对应的类,尝试从缓存获取参数名信息

public String[] getParameterNames(Method method) {
        Method originalMethod = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(method);
        Class<?> declaringClass = originalMethod.getDeclaringClass();
        Map<Member, String[]> map = this.parameterNamesCache.get(declaringClass);
        if (map == null) {
            map = inspectClass(declaringClass);
            this.parameterNamesCache.put(declaringClass, map);
        }
        if (map != NO_DEBUG_INFO_MAP) {
            return map.get(originalMethod);
        }
        return null;
    }

缓存无法获取参数名信息的情况下,spring mvc将调用inspectClass方法区获取参数名信息,如果仍然无法获取,即map == NO_DEBUG_INFO_MAP则代表在类编译阶段没有生成调试信息,根本不可能获取到参数名信息。
这里有两个关键点,一个是inspectClass如何解析参数名信息,第二个是什么事参数名信息。先来看第一个,继续往下看代码,实质上获取参数名信息是通过spring自己实现的asm对类文件进行解析,asm也是cglib底层使用的工具,相关内容可以百度哈。这里也就是说spring mvc获取参数名信息是通过asm解析类文件拿到调试信息,而调试信息里面有参数名信息。

private Map<Member, String[]> inspectClass(Class<?> clazz) {
        InputStream is = clazz.getResourceAsStream(ClassUtils.getClassFileName(clazz));
        if (is == null) {
            // We couldn't load the class file, which is not fatal as it
            // simply means this method of discovering parameter names won't work.
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("Cannot find '.class' file for class [" + clazz +
                        "] - unable to determine constructor/method parameter names");
            }
            return NO_DEBUG_INFO_MAP;
        }
        try {
            ClassReader classReader = new ClassReader(is);
            Map<Member, String[]> map = new ConcurrentHashMap<Member, String[]>(32);
            classReader.accept(new ParameterNameDiscoveringVisitor(clazz, map), 0);
            return map;
        }
        catch (IOException ex) {
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("Exception thrown while reading '.class' file for class [" + clazz +
                        "] - unable to determine constructor/method parameter names", ex);
            }
        }
        catch (IllegalArgumentException ex) {
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("ASM ClassReader failed to parse class file [" + clazz +
                        "], probably due to a new Java class file version that isn't supported yet " +
                        "- unable to determine constructor/method parameter names", ex);
            }
        }
        finally {
            try {
                is.close();
            }
            catch (IOException ex) {
                // ignore
            }
        }
        return NO_DEBUG_INFO_MAP;
    }

那么调试信息是如何生成的呢?这实际是在编译器决定的,对于java1.8之前,我们可以使用-g来生成调试信息,-g的具体使用可自行百度,我们直接看效果

D:\java\mushroomplay\pmp\pmp-core\project\src\main\java\com\jd\pmp\project\dao>javac Main.java

D:\java\mushroomplay\pmp\pmp-core\project\src\main\java\com\jd\pmp\project\dao>javap -l Main.class
Compiled from "Main.java"
public class Main {
  public Main();
    LineNumberTable:
      line 8: 0

  public void f1(java.lang.String, int);
    LineNumberTable:
      line 13: 0

  public java.lang.String f2(java.util.Map);
    LineNumberTable:
      line 16: 0
}
D:\java\mushroomplay\pmp\pmp-core\project\src\main\java\com\jd\pmp\project\dao>javac -g Main.java

D:\java\mushroomplay\pmp\pmp-core\project\src\main\java\com\jd\pmp\project\dao>javap -l Main.class
Compiled from "Main.java"
public class Main {
  public Main();
    LineNumberTable:
      line 8: 0
    LocalVariableTable:
      Start  Length  Slot  Name   Signature
          0       5     0  this   LMain;

  public void f1(java.lang.String, int);
    LineNumberTable:
      line 13: 0
    LocalVariableTable:
      Start  Length  Slot  Name   Signature
          0       1     0  this   LMain;
          0       1     1  name   Ljava/lang/String;
          0       1     2   age   I

  public java.lang.String f2(java.util.Map);
    LineNumberTable:
      line 16: 0
    LocalVariableTable:
      Start  Length  Slot  Name   Signature
          0       2     0  this   LMain;
          0       2     1   map   Ljava/util/Map;
}

可以看出当编译时使用-g时我们可以看到生成了LocalVariableTable,里面保存了该类中所有方法的参数名信息。-g默认是不打开的,不过maven编译时默认是打开的,也就是说如果我们不特别指定,maven会自动生成调试信息,asm也就能够解析出参数名信息供spring mvc进行参数绑定。这是maven官方对应的文档:http://maven.apache.org/plugins/maven-compiler-plugin/compile-mojo.html


针对java1.8,我们可以在编译期使用-parameter参数,这样我们可以通过反射获取参数名信息,1.8jdk在反射包增加了Parameter这个类,该类可以在使用了-paramter的情况下得到参数名信息。针对这个情况,spring mvc提供了如下这个类获取参数名信息

@UsesJava8
public class StandardReflectionParameterNameDiscoverer implements ParameterNameDiscoverer

最后是通过对象实现绑定,这种方式使用ServletModelAttributeMethodProcessor进行绑定,就不多说了

3. 不同解析方式的性能

通过简单的测试发现,如果是启动后第一次访问三种方式的速度都会比再次访问更慢,可以很容易的理解这是有缓存的缘故。三种方式对比则没有明显的性能差异。

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