servlet作为一个web规范。其本身就算做一个web开发框架，可是其web action (响应某个URI的实现)的实现都是基于类的，不是非常方便，而且3.0之前的版本号还必须通过web.xml配置来添加新的action。
servlet中有一个filter的功能，能够配置全部URI的功能都经过filter。我们能够基于filter的功能来实现一个简单的web框架。在这个框架中，主要改进URI action的映射，就像play
framework中route的配置：
GET /hello com.codemacro.webdemo.test.TestController.hello
GET /route com.codemacro.webdemo.test.TestController.route
POST /hello com.codemacro.webdemo.test.TestController.sayHello
即把某个URI映射到类接口级别。基于servlet实现web框架的优点不仅实现简单，还能执行在全部支持servlet容器规范的web server上，比如Tomcat、Jetty。
本文提到的web framework demo能够从我的github 上取得：servlet-web-framework-demo
功能
这个web framework URI action部分（或者说URI routing）如同前面描写叙述，action的编写如：
public class TestController extends BaseController {
// 返回字符串
public Result index() {
return ok("hello world");
}
// HTTP 404
public Result code404() {
return status(404, "not found");
}
// 使用JSP模板渲染
public Result template() {
String[] langs = new String[] {"c++", "java", "python"};
return ok(jsp("index.jsp")
.put("name", "kevin")
.put("langs", langs)
);
}
}
有了action之后。配置route文件映射URI就可以：
GET /index com.codemacro.webdemo.test.TestController.index
GET /404 com.codemacro.webdemo.test.TestController.code404
GET /index.jsp com.codemacro.webdemo.test.TestController.template
然后配置web.xml。添加一个filter：
<filter>
<filter-name>MyWebFilter</filter-name>
<filter-class>com.codemacro.webdemo.MyServletFilter</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>MyWebFilter</filter-name>
<url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>
最后以war的形式部署到Jetty webapps下就可以执行。想想下次要再找个什么lightweight Java web framework。直接用这个demo就够了。接下来讲讲一些关键部分的实现。
servlet basic
基于servlet开发的话。引入servlet api是必须的：
<dependency>
<groupId>javax.servlet</groupId>
<artifactId>servlet-api</artifactId>
<version>2.5</version>
<type>jar</type>
<scope>compile</scope>
</dependency>
servlet filter的接口包括：
public class MyServletFilter implements Filter {
// web app启动时调用一次。可用于web框架初始化
public void init(FilterConfig conf) throws ServletException { }
// 满足filter url-pattern时就会调用；req/res分别相应HTTP请求和回应
public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse res,
FilterChain chain) throws IOException, ServletException { }
public void destroy() { }
}
init接口可用于启动时加载routes配置文件，并建立URI到action的映射。
action manager
ActionManager负责启动时加载routes配置。建立URI到action的映射。一个URI包括了HTTP method和URI String，比如GET /index。
action既然映射到了类接口上，那么能够在启动时就同过Java反射找到相应的类及接口。
简单起见。每次收到URI的请求时，就创建这个类相应的对象，然后调用映射的接口就可以。
// 比如：registerAction("com.codemacro.webdemo.test.TestController", "index", "/index", "GET");
public void registerAction(String clazName, String methodName, String uri, String method) {
try {
uri = "/" + appName + uri;
// 加载相应的class
Class<? extends BaseController> clazz = (Class<?
extends BaseController>) loadClass(clazName);
// 取得相应的接口
Method m = clazz.getMethod(methodName, (Class<?>[])null);
// 接口要求必须返回Result
if (m.getReturnType() != Result.class) {
throw new RuntimeException("action method return type mismatch: " + uri);
}
ActionKey k = new ActionKey(uri, getMethod(method));
ActionValue v = new ActionValue(clazz, m);
logger.debug("register action {} {} {} {}", clazName, methodName, uri, method);
// 建立映射
actions.put(k, v);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("registerAction failed: " + uri, e);
}
}
controller都要求派生于BaseController。这样才干够利用BaseController更方便地获取请求数据之类，比如query string/cookie 等。
收到请求时，就须要依据请求的HTTP Method和URI string取得之前建立的映射。并调用之：
public boolean invoke(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException {
String uri = req.getRequestURI();
String method = req.getMethod().toUpperCase();
try {
// 取得之前建立的映射，Map查找
ActionValue v = getAction(uri, method);
// 创建新的controller对象
BaseController ctl = (BaseController) v.clazz.newInstance();
ctl.init(req, resp, this);
logger.debug("invoke action {}", uri);
// 调用绑定的接口
Result result = (Result) v.method.invoke(ctl, (Object[]) null);
// 渲染结果
result.render();
} catch (Exception e) {
...
}
}
结果渲染
结果渲染无非就是把框架用户返回的结果渲染为字符串，写进HttpServletResponse。
这个渲染过程能够是直接的Object.toString，或者经过模板引擎渲染。或者格式化为JSON。
通过实现详细的Result类，能够扩展不同的渲染方式，比如最基础的Result就是调用返回对象的toString：
public class Result {
public void render() throws IOException, ServletException {
PrintWriter writer = response.getWriter();
// result是controller action里返回的
writer.append(result.toString());
writer.close();
}
}
为了简单，不引入第三方库，能够直接通过JSP来完毕。JSP本身在servlet容器中就会被编译成一个servlet对象。
public class JSPResult extends Result {
...
@Override
public void render() throws IOException, ServletException {
// 传入一些对象到模板中
for (Map.Entry<String, Object> entry : content.entrySet()) {
request.setAttribute(entry.getKey(), entry.getValue());
}
// 托付给JSP来完毕渲染
request.getRequestDispatcher(file).forward(request, response);
}
}
JSP中能够使用传统的scriptlets表达式，也能够使用新的EL方式。比如：
<%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core"%>
<h4>By EL</h4>
<c:forEach var="lang" items="${langs}">
<span>${lang}</span>|
</c:forEach> <% String[] langs = (String[]) request.getAttribute("langs"); %>
<% if (langs != null) { %>
<% for (String lang : langs) { %>
<span><%= lang %></span>|
<% } } %>
使用EL的话须要引入<%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core"%>
BaseController
BaseController是一种template pattern实现，其包装了一些方便的接口给详细的controller使用，比如：
public class BaseController {
// 取得/index?name=kevin中的name參数值
protected String getQueryString(String key) {
return request.getParameter(key);
}
protected Result status(int code, String text) {
response.setStatus(code);
return new Result(response, text);
}
// 默认是HTTP 200
protected Result ok(Object obj) {
return new Result(response, obj);
}
protected Result ok(Result result) {
return result;
}
protected JSPResult jsp(String file) {
return new JSPResult(request, response, file, actionMgr);
}
}
Reverse routing
Reverse routing指的是在开发web过程中。要引入某个URL时，我们不是直接写这个URL字符串。而是写其映射的接口，以使代码更易维护（由于URL可能会随着项目进展而改变）。而且，servlet app部署后URL会带上这个app的名字前缀，比如/web-demo/index中的/web-demo。在模板文件里。比如要链接到其它URI，更好的方式当然是直接写/index。
这里的实现比較丑陋，还是基于字符串的形式。比如：
<a href='<route:reverse action="com.codemacro.webdemo.test.TestController.hello" name="kevin"/>'>index</a>
通过自己定义一个EL function reverse来实现。
这里须要引入一个JSP的库：
<dependency>
<groupId>javax.servlet</groupId>
<artifactId>jsp-api</artifactId>
<version>2.0</version>
<optional>true</optional>
</dependency>
首先实现一个SimpleTagSupport。为了支持?
name=kevin这样的动态參数。还须要implements DynamicAttributes：
public class JSPRouteTag extends SimpleTagSupport implements DynamicAttributes {
@Override
// 输出终于的URL
public void doTag() throws IOException {
JspContext context = getJspContext();
ActionManager actionMgr = (ActionManager) context.findAttribute(ACTION_MGR);
JspWriter out = context.getOut();
String uri = actionMgr.getReverseAction(action, attrMap);
out.println(uri);
}
@Override
// name="kevin" 时调用
public void setDynamicAttribute(String uri, String name, Object value) throws JspException {
attrMap.put(name, value);
}
// `action="xxx"` 时会调用`setAction`
public void setAction(String action) {
this.action = action;
}
}
为了訪问到ActionManager。这里是通过写到Request context中实现的，相当hack。
public JSPResult(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp, String file,
ActionManager actionMgr) {
super(resp, null);
..
put(JSPRouteTag.ACTION_MGR, actionMgr);
}
第二步添加一个描写叙述这个新tag的文件 WEB-INF/route_tag.tld：
<taglib>
<tlibversion>1.0</tlibversion>
<jspversion>1.1</jspversion>
<shortname>URLRouteTags</shortname>
<uri>/myweb-router</uri>
<info></info> <tag>
<name>reverse</name>
<tagclass>com.codemacro.webdemo.result.JSPRouteTag</tagclass>
<bodycontent></bodycontent>
<info></info>
<attribute>
<name>action</name>
<required>true</required>
</attribute>
<dynamic-attributes>true</dynamic-attributes>
</tag>
</taglib>
最后在须要使用的JSP中引入这个自己定义tag：
<%@ taglib prefix="route" uri="/myweb-router" %>
參考资料
- Servlet生命周期与工作原理
- JSP/Servlet工作原理
- EL表达式
- 使用Servlet、JSP开发Web程序
- Java Web笔记 – Servlet中的Filter过滤器的介绍和使用 编写过滤器
- 实现一个简单的Servlet容器
原文地址： http://codemacro.com/2015/06/07/servlet-web-framework/
written by Kevin Lynx posted at
http://codemacro.com