Spring Boot 定义接口的方法可以声明为 private吗?

我们在 Controller 中定义接口的时候,一般都是像下面这样:

@GetMapping("/01")
public String hello(Map<String,Object> map) {
    map.put("name", "javaboy");
    return "forward:/index";
}

估计很少有人会把接口方法定义成private的吧?那我们不禁要问,如果非要定义成private的方法,那能运行起来吗?

带着这个疑问,我们开始今天的源码解读~

在我们使用Spring Boot的时候,经常会看到HandlerMethod这个类型,例如我们在定义拦截器的时候,如果拦截目标是一个方法,则preHandle的第三个参数就是HandlerMethod

@Component
public class IdempotentInterceptor implements HandlerInterceptor {
    @Autowired
    TokenService tokenService;
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        if (!(handler instanceof HandlerMethod)) {
            return true;
        }
        //省略...
        return true;
    }
    //...
}

我们在阅读 SpringMVC 源码的时候,也会反复看到这个 HandlerMethod,那么它到底是什么意思?今天我想和小伙伴们捋一捋这个问题,把这个问题搞清楚了,前面的问题大家也就懂了。

1.概览

Spring Boot 定义接口的方法是否可以声明为 private?

可以看到,HandlerMethod体系下的类并不多:

  1. HandlerMethod:封装Handler和具体处理请求的Method。
  2. InvocableHandlerMethod:在HandlerMethod的基础上增加了调用的功能。
  3. ServletInvocableHandlerMethod:在InvocableHandlerMethod的基础上增了对 ResponseStatus注解的支持、增加了对返回值的处理。
  4. ConcurrentResultHandlerMethod:在ServletInvocableHandlerMethod的基础上,增加了对异步结果的处理。

基本上就是这四个,接下来松哥就来详细说一说这四个组件。

2.HandlerMethod

2.1 bridgedMethod

在正式开始介绍HandlerMethod之前,想先和大家聊聊bridgedMethod,因为在HandlerMethod中将会涉及到这个东西,而有的小伙伴可能还没听说过bridgedMethod,因此松哥在这里做一个简单介绍。

首先考考大家,下面这段代码编译会报错吗?

public interface Animal<T> {
    void eat(T t);
}
public class Cat implements Animal<String> {
    @Override
    public void eat(String s) {
        System.out.println("cat eat " + s);
    }
}
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Cat();
        animal.eat(new Object());
    }
}

首先我们定义了一个Animal接口,里边定义了一个eat方法,同时声明了一个泛型。Cat实现了Animal接口,将泛型也定义为了String。当我调用的时候,声明类型是Animal,实际类型是Cat,这个时候调eat方法传入了Object对象大家猜猜会怎么样?如果调用eat方法时传入的是String类型那就肯定没问题,但如果不是String呢?

松哥先说结论:编译没问题,运行报错。

如果小伙伴们在自己电脑上写出上面这段代码,你会发现这样一个问题,开发工具中提示的参数类型竟然是Object,以松哥的IDEA为例,如下:

Spring Boot 定义接口的方法是否可以声明为 private?

大家看到,在我写代码的时候,开发工具会给我提示,这个参数类型是 Object,有的小伙伴会觉得奇怪,明明是泛型,怎么变成 Object 了?

我们可以通过反射查看 Cat 类中到底有哪些方法,代码如下:

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        Method[] methods = Cat.class.getMethods();
        for (Method method : methods) {
            String name = method.getName();
            Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
            System.out.println(name+"("+ Arrays.toString(parameterTypes) +")");
        }
    }
}

运行结果如下:

Spring Boot 定义接口的方法是否可以声明为 private?

可以看到,在实际运行过程中,竟然有两个eat方法,一个的参数为String类型,另一个参数为Object类型,这是怎么回事呢?

这个参数类型为Object的方法其实是Java虚拟机在运行时创建出来的,这个方法就是我们所说的bridge method。本节的小标题叫做bridgedMethod,这是HandlerMethod源码中的变量名,bridge结尾多了一个d,含义变成了被bridge的方法,也就是参数为String的原方法,大家在接下来的源码中看到了bridgedMethod就知道这表示参数类型不变的原方法。

2.2 HandlerMethod介绍

接下来我们来简单看下HandlerMethod。

在我们前面分析HandlerMapping的时候,里边有涉及到HandlerMethod,创建HandlerMethod的入口方法是createWithResolvedBean,因此这里我们就从该方法开始看起:

public HandlerMethod createWithResolvedBean() {
	Object handler = this.bean;
	if (this.bean instanceof String) {
		String beanName = (String) this.bean;
		handler = this.beanFactory.getBean(beanName);
	}
	return new HandlerMethod(this, handler);
}

这个方法主要是确认了一下 handler 的类型,如果 handler 是 String 类型,则根据 beanName 从 Spring 容器中重新查找到 handler 对象,然后构建 HandlerMethod:

private HandlerMethod(HandlerMethod handlerMethod, Object handler) {
	this.bean = handler;
	this.beanFactory = handlerMethod.beanFactory;
	this.beanType = handlerMethod.beanType;
	this.method = handlerMethod.method;
	this.bridgedMethod = handlerMethod.bridgedMethod;
	this.parameters = handlerMethod.parameters;
	this.responseStatus = handlerMethod.responseStatus;
	this.responseStatusReason = handlerMethod.responseStatusReason;
	this.resolvedFromHandlerMethod = handlerMethod;
	this.description = handlerMethod.description;
}

这里的参数都比较简单,没啥好说的,唯一值得介绍的地方有两个:parameters 和 responseStatus。

parameters

parameters 实际上就是方法参数,对应的类型是 MethodParameter,这个类的源码我这里就不贴出来了,主要和大家说一下封装的内容包括:参数的序号(parameterIndex),参数嵌套级别(nestingLevel),参数类型(parameterType),参数的注解(parameterAnnotations),参数名称查找器(parameterNameDiscoverer),参数名称(parameterName)等。

HandlerMethod 中还提供了两个内部类来封装 MethodParameter,分别是:

  • HandlerMethodParameter:这个封装方法调用的参数。
  • ReturnValueMethodParameter:这个继承自 HandlerMethodParameter,它封装了方法的返回值,返回值里边的 parameterIndex 是 -1。

注意,这两者中的 method 都是 bridgedMethod。

responseStatus

这个主要是处理方法的 @ResponseStatus 注解,这个注解用来描述方法的响应状态码,使用方式像下面这样:

@GetMapping("/04")
@ResponseBody
@ResponseStatus(code = HttpStatus.OK)
public void hello4(@SessionAttribute("name") String name) {
    System.out.println("name = " + name);
}

从这段代码中大家可以看到,其实 @ResponseStatus 注解灵活性很差,不实用,当我们定义一个接口的时候,很难预知到该接口的响应状态码是 200。

在 handlerMethod 中,在调用其构造方法的时候,都会调用 evaluateResponseStatus 方法处理 @ResponseStatus 注解,如下:

private void evaluateResponseStatus() {
	ResponseStatus annotation = getMethodAnnotation(ResponseStatus.class);
	if (annotation == null) {
		annotation = AnnotatedElementUtils.findMergedAnnotation(getBeanType(), ResponseStatus.class);
	}
	if (annotation != null) {
		this.responseStatus = annotation.code();
		this.responseStatusReason = annotation.reason();
	}
}

可以看到,这段代码也比较简单,找到注解,把里边的值解析出来,赋值给相应的变量。

这下小伙伴们应该明白了HandlerMethod大概是个怎么回事。

3.InvocableHandlerMethod

看名字就知道,InvocableHandlerMethod可以调用HandlerMethod中的具体方法,也就是bridgedMethod。我们先来看下InvocableHandlerMethod中声明的属性:

private HandlerMethodArgumentResolverComposite resolvers = new HandlerMethodArgumentResolverComposite();
private ParameterNameDiscoverer parameterNameDiscoverer = new DefaultParameterNameDiscoverer();
@Nullable
private WebDataBinderFactory dataBinderFactory;

主要就是这三个属性:

  • resolvers:这个不用说,参数解析器,前面的文章中松哥已经和大家聊过这个问题了。
  • parameterNameDiscoverer:这个用来获取参数名称,在 MethodParameter 中会用到。
  • dataBinderFactory:这个用来创建 WebDataBinder,在参数解析器中会用到。

具体的请求调用方法是 invokeForRequest,我们一起来看下:

@Nullable
public Object invokeForRequest(NativeWebRequest request, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer,
		Object... providedArgs) throws Exception {
	Object[] args = getMethodArgumentValues(request, mavContainer, providedArgs);
	return doInvoke(args);
}
@Nullable
protected Object doInvoke(Object... args) throws Exception {
	Method method = getBridgedMethod();
	ReflectionUtils.makeAccessible(method);
	try {
		if (KotlinDetector.isSuspendingFunction(method)) {
			return CoroutinesUtils.invokeSuspendingFunction(method, getBean(), args);
		}
		return method.invoke(getBean(), args);
	}
	catch (InvocationTargetException ex) {
		// 省略 ...
	}
}

首先调用 getMethodArgumentValues 方法按顺序获取到所有参数的值,这些参数值组成一个数组,然后调用 doInvoke 方法执行,在 doInvoke 方法中,首先获取到 bridgedMethod,并设置其可见(意味着我们在 Controller 中定义的接口方法也可以是 private 的),然后直接通过反射调用即可。当我们没看 SpringMVC 源码的时候,我们就知道接口方法最终肯定是通过反射调用的,现在,经过层层分析之后,终于在这里找到了反射调用代码。

最后松哥再来说一下负责参数解析的 getMethodArgumentValues 方法:

protected Object[] getMethodArgumentValues(NativeWebRequest request, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer,
		Object... providedArgs) throws Exception {
	MethodParameter[] parameters = getMethodParameters();
	if (ObjectUtils.isEmpty(parameters)) {
		return EMPTY_ARGS;
	}
	Object[] args = new Object[parameters.length];
	for (int i = 0; i < parameters.length; i++) {
		MethodParameter parameter = parameters[i];
		parameter.initParameterNameDiscovery(this.parameterNameDiscoverer);
		args[i] = findProvidedArgument(parameter, providedArgs);
		if (args[i] != null) {
			continue;
		}
		if (!this.resolvers.supportsParameter(parameter)) {
			throw new IllegalStateException(formatArgumentError(parameter, "No suitable resolver"));
		}
		try {
			args[i] = this.resolvers.resolveArgument(parameter, mavContainer, request, this.dataBinderFactory);
		}
		catch (Exception ex) {
			// 省略...
		}
	}
	return args;
}
  1. 首先调用 getMethodParameters 方法获取到方法的所有参数。
  2. 创建 args 数组用来保存参数的值。
  3. 接下来一堆初始化配置。
  4. 如果 providedArgs 中提供了参数值,则直接赋值。
  5. 查看是否有参数解析器支持当前参数类型,如果没有,直接抛出异常。
  6. 调用参数解析器对参数进行解析,解析完成后,赋值。

是不是,很 easy!

4.ServletInvocableHandlerMethod

ServletInvocableHandlerMethod 则是在 InvocableHandlerMethod 的基础上,又增加了两个功能:

  • @ResponseStatus 注解的处理
  • 对返回值的处理

Servlet 容器下 Controller 在查找适配器时发起调用的最终就是 ServletInvocableHandlerMethod

这里的处理核心方法是 invokeAndHandle,如下:

public void invokeAndHandle(ServletWebRequest webRequest, ModelAndViewContainer mavContainer,
		Object... providedArgs) throws Exception {
	Object returnValue = invokeForRequest(webRequest, mavContainer, providedArgs);
	setResponseStatus(webRequest);
	if (returnValue == null) {
		if (isRequestNotModified(webRequest) || getResponseStatus() != null || mavContainer.isRequestHandled()) {
			disableContentCachingIfNecessary(webRequest);
			mavContainer.setRequestHandled(true);
			return;
		}
	}
	else if (StringUtils.hasText(getResponseStatusReason())) {
		mavContainer.setRequestHandled(true);
		return;
	}
	mavContainer.setRequestHandled(false);
	try {
		this.returnValueHandlers.handleReturnValue(
				returnValue, getReturnValueType(returnValue), mavContainer, webRequest);
	}
	catch (Exception ex) {
		throw ex;
	}
}
  1. 首先调用父类的invokeForRequest方法对请求进行执行,拿到请求结果。
  2. 调用setResponseStatus方法处理 ResponseStatus注解,具体的处理逻辑是这样:如果没有添加 ResponseStatus注解,则什么都不做;如果添加了该注解,并且reason属性不为空,则直接输出错误,否则设置响应状态码。这里需要注意一点,如果响应状态码是200,就不要设置reason,否则会按照error处理。
  3. 接下来就是对返回值的处理了,returnValueHandlers#handleReturnValue方法。

事实上,ServletInvocableHandlerMethod还有一个子类ConcurrentResultHandlerMethod,这个支持异步调用结果处理,因为使用场景较少,这里就不做介绍啦。

作者:江南一点雨

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