[springboot源码探索]返回值处理

[springboot源码探索]返回值处理

开始处理返回值

public class ServletInvocableHandlerMethod extends InvocableHandlerMethod {// ...// 返回值处理器组(组合模式,可以理解为一组返回值处理器)private HandlerMethodReturnValueHandlerComposite returnValueHandlers;public void invokeAndHandle(ServletWebRequest webRequest, ModelAndViewContainer mavContainer,Object... providedArgs) throws Exception {// 执行请求 拿到返回值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);Assert.state(this.returnValueHandlers != null, "No return value handlers");try {// 调用返回值处理器组处理返回值this.returnValueHandlers.handleReturnValue(returnValue, getReturnValueType(returnValue), mavContainer, webRequest);}catch (Exception ex) {if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace(formatErrorForReturnValue(returnValue), ex);}throw ex;}}// ...
}

返回值处理器组

public class HandlerMethodReturnValueHandlerComposite implements HandlerMethodReturnValueHandler {// ...private final List<HandlerMethodReturnValueHandler> returnValueHandlers = new ArrayList<>();@Overridepublic void handleReturnValue(@Nullable Object returnValue, MethodParameter returnType,ModelAndViewContainer mavContainer, NativeWebRequest webRequest) throws Exception {// 从返回值处理器中选择能处理的处理器HandlerMethodReturnValueHandler handler = selectHandler(returnValue, returnType);if (handler == null) {throw new IllegalArgumentException("Unknown return value type: " + returnType.getParameterType().getName());}handler.handleReturnValue(returnValue, returnType, mavContainer, webRequest);}private HandlerMethodReturnValueHandler selectHandler(@Nullable Object value, MethodParameter returnType) {boolean isAsyncValue = isAsyncReturnValue(value, returnType);// 责任链模式 遍历所有的返回值处理器 找到支持的for (HandlerMethodReturnValueHandler handler : this.returnValueHandlers) {if (isAsyncValue && !(handler instanceof AsyncHandlerMethodReturnValueHandler)) {continue;}if (handler.supportsReturnType(returnType)) {return handler;}}return null;}
}

返回值处理器

public interface HandlerMethodReturnValueHandler {// 是否支持要处理的返回值类型boolean supportsReturnType(MethodParameter returnType);// 处理返回值void handleReturnValue(@Nullable Object returnValue, MethodParameter returnType,ModelAndViewContainer mavContainer, NativeWebRequest webRequest) throws Exception;}

springboot中默认的返回值处理器

  1. org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ModelAndViewMethodReturnValueHandler@28072124,
  2. org.springframework.web.method.annotation.ModelMethodProcessor@7073c17f,
  3. org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ViewMethodReturnValueHandler@30172c70,
  4. org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ResponseBodyEmitterReturnValueHandler@2602dbd7,
  5. org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.StreamingResponseBodyReturnValueHandler@379dc032,
  6. org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.HttpEntityMethodProcessor@598b8787,
  7. org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.HttpHeadersReturnValueHandler@50f6546a,
  8. org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.CallableMethodReturnValueHandler@609ae1c0,
  9. org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.DeferredResultMethodReturnValueHandler@39df31b1,
  10. org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.AsyncTaskMethodReturnValueHandler@3c6d3eb2,
  11. org.springframework.web.method.annotation.ModelAttributeMethodProcessor@5eda6851,
  12. org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestResponseBodyMethodProcessor@697906ab,
  13. org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ViewNameMethodReturnValueHandler@29ebf08c,
  14. org.springframework.web.method.annotation.MapMethodProcessor@7c26c3ad,
  15. org.springframework.web.method.annotation.ModelAttributeMethodProcessor@71b3b498

以处理ResponseBody注解的返回值处理器为例探索返回值处理过程

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public class RequestResponseBodyMethodProcessor extends AbstractMessageConverterMethodProcessor {// ... public boolean supportsReturnType(MethodParameter returnType) {// 类上有ResponseBody注解或者方法上有ResponseBody注解return (AnnotatedElementUtils.hasAnnotation(returnType.getContainingClass(), ResponseBody.class) ||returnType.hasMethodAnnotation(ResponseBody.class));}public void handleReturnValue(@Nullable Object returnValue, MethodParameter returnType,ModelAndViewContainer mavContainer, NativeWebRequest webRequest)throws IOException, HttpMediaTypeNotAcceptableException, HttpMessageNotWritableException {mavContainer.setRequestHandled(true);ServletServerHttpRequest inputMessage = createInputMessage(webRequest);ServletServerHttpResponse outputMessage = createOutputMessage(webRequest);// Try even with null return value. ResponseBodyAdvice could get involved.// 使用消息转换器将返回值写到响应里面writeWithMessageConverters(returnValue, returnType, inputMessage, outputMessage);}// ...
}
public abstract class AbstractMessageConverterMethodProcessor extends AbstractMessageConverterMethodArgumentResolverimplements HandlerMethodReturnValueHandler {// ...protected final List<HttpMessageConverter<?>> messageConverters;protected <T> void writeWithMessageConverters(@Nullable T value, MethodParameter returnType,ServletServerHttpRequest inputMessage, ServletServerHttpResponse outputMessage)throws IOException, HttpMediaTypeNotAcceptableException, HttpMessageNotWritableException {Object body;Class<?> valueType;Type targetType;if (value instanceof CharSequence) {body = value.toString();valueType = String.class;targetType = String.class;}else {body = value;valueType = getReturnValueType(body, returnType);targetType = GenericTypeResolver.resolveType(getGenericType(returnType), returnType.getContainingClass());}if (isResourceType(value, returnType)) {outputMessage.getHeaders().set(HttpHeaders.ACCEPT_RANGES, "bytes");if (value != null && inputMessage.getHeaders().getFirst(HttpHeaders.RANGE) != null &&outputMessage.getServletResponse().getStatus() == 200) {Resource resource = (Resource) value;try {List<HttpRange> httpRanges = inputMessage.getHeaders().getRange();outputMessage.getServletResponse().setStatus(HttpStatus.PARTIAL_CONTENT.value());body = HttpRange.toResourceRegions(httpRanges, resource);valueType = body.getClass();targetType = RESOURCE_REGION_LIST_TYPE;}catch (IllegalArgumentException ex) {outputMessage.getHeaders().set(HttpHeaders.CONTENT_RANGE, "bytes */" + resource.contentLength());outputMessage.getServletResponse().setStatus(HttpStatus.REQUESTED_RANGE_NOT_SATISFIABLE.value());}}}// 选中的媒体类型MediaType selectedMediaType = null;// 判断响应里面有没有媒体类型(比如拦截器之类的给写了响应头)MediaType contentType = outputMessage.getHeaders().getContentType();boolean isContentTypePreset = contentType != null && contentType.isConcrete();if (isContentTypePreset) {if (logger.isDebugEnabled()) {logger.debug("Found 'Content-Type:" + contentType + "' in response");}selectedMediaType = contentType;}else {HttpServletRequest request = inputMessage.getServletRequest();// 客户端能接受的类容类型List<MediaType> acceptableTypes = getAcceptableMediaTypes(request);// 服务端可以生成的类容类型List<MediaType> producibleTypes = getProducibleMediaTypes(request, valueType, targetType);if (body != null && producibleTypes.isEmpty()) {throw new HttpMessageNotWritableException("No converter found for return value of type: " + valueType);}// 可用的媒体类型List<MediaType> mediaTypesToUse = new ArrayList<>();for (MediaType requestedType : acceptableTypes) {for (MediaType producibleType : producibleTypes) {if (requestedType.isCompatibleWith(producibleType)) {mediaTypesToUse.add(getMostSpecificMediaType(requestedType, producibleType));}}}if (mediaTypesToUse.isEmpty()) {if (body != null) {throw new HttpMediaTypeNotAcceptableException(producibleTypes);}if (logger.isDebugEnabled()) {logger.debug("No match for " + acceptableTypes + ", supported: " + producibleTypes);}return;}// 对可以用的媒体类型排序MediaType.sortBySpecificityAndQuality(mediaTypesToUse);// 给selectedMediaType赋值(找到最佳媒体类型)for (MediaType mediaType : mediaTypesToUse) {if (mediaType.isConcrete()) {selectedMediaType = mediaType;break;}else if (mediaType.isPresentIn(ALL_APPLICATION_MEDIA_TYPES)) {selectedMediaType = MediaType.APPLICATION_OCTET_STREAM;break;}}if (logger.isDebugEnabled()) {logger.debug("Using '" + selectedMediaType + "', given " +acceptableTypes + " and supported " + producibleTypes);}}if (selectedMediaType != null) {selectedMediaType = selectedMediaType.removeQualityValue();// 遍历所有的消息转换器 找到可以将指定类型转为媒体类型的消息转换器(例如将Person类型对象转为json字符串) 责任链模式for (HttpMessageConverter<?> converter : this.messageConverters) {GenericHttpMessageConverter genericConverter = (converter instanceof GenericHttpMessageConverter ?(GenericHttpMessageConverter<?>) converter : null);// 如果消息转换器可以写就用消息转换器写if (genericConverter != null ?((GenericHttpMessageConverter) converter).canWrite(targetType, valueType, selectedMediaType) :converter.canWrite(valueType, selectedMediaType)) {// 返回值 比如person对象body = getAdvice().beforeBodyWrite(body, returnType, selectedMediaType,(Class<? extends HttpMessageConverter<?>>) converter.getClass(),inputMessage, outputMessage);if (body != null) {Object theBody = body;LogFormatUtils.traceDebug(logger, traceOn ->"Writing [" + LogFormatUtils.formatValue(theBody, !traceOn) + "]");addContentDispositionHeader(inputMessage, outputMessage);if (genericConverter != null) {// 用消息转换器写genericConverter.write(body, targetType, selectedMediaType, outputMessage);}else {((HttpMessageConverter) converter).write(body, selectedMediaType, outputMessage);}}else {if (logger.isDebugEnabled()) {logger.debug("Nothing to write: null body");}}return;}}}if (body != null) {if (isContentTypePreset) {throw new HttpMessageNotWritableException("No converter for [" + valueType + "] with preset Content-Type '" + contentType + "'");}throw new HttpMediaTypeNotAcceptableException(this.allSupportedMediaTypes);}}// ...
}

内容协商

客户端以请求头的形式告诉服务器它能接受什么样的响应数据,和返回值处理器能生产的对比,找到返回值处理器能生产的,客户端能接受的媒体类型

Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.7

消息转换器

public interface HttpMessageConverter<T> {// 是否支持 将class 以mediaType的形式读进来boolean canRead(Class<?> clazz, @Nullable MediaType mediaType);// 是否支持将clazz以mediaType的形式写出去,例如能否将Person对象转为json类型的数据boolean canWrite(Class<?> clazz, @Nullable MediaType mediaType);// 每种消息转换器都有自己支持的类型List<MediaType> getSupportedMediaTypes();T read(Class<? extends T> clazz, HttpInputMessage inputMessage)throws IOException, HttpMessageNotReadableException;void write(T t, @Nullable MediaType contentType, HttpOutputMessage outputMessage)throws IOException, HttpMessageNotWritableException;}

springboot中默认的消息转换器

  1. org.springframework.http.converter.ByteArrayHttpMessageConverter@1ad1c363,
  2. org.springframework.http.converter.StringHttpMessageConverter@6b2aafbc,
  3. org.springframework.http.converter.StringHttpMessageConverter@446b64b3,
  4. org.springframework.http.converter.ResourceHttpMessageConverter@35ac9ebd,
  5. org.springframework.http.converter.ResourceRegionHttpMessageConverter@56c0a61e,
  6. org.springframework.http.converter.xml.SourceHttpMessageConverter@421ead7e,
  7. org.springframework.http.converter.support.AllEncompassingFormHttpMessageConverter@5dcf0772,
  8. org.springframework.http.converter.json.MappingJackson2HttpMessageConverter@50cbcca7,
  9. org.springframework.http.converter.json.MappingJackson2HttpMessageConverter@c472300,
  10. org.springframework.http.converter.xml.Jaxb2RootElementHttpMessageConverter@5f6494c0

MappingJackson2HttpMessageConverter

继承体系

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public class MappingJackson2HttpMessageConverter extends AbstractJackson2HttpMessageConverter {// ...public MappingJackson2HttpMessageConverter(ObjectMapper objectMapper) {//每种转换器都有自己支持的类型, MappingJackson2HttpMessageConverter 支持[application/json, application/*+json]super(objectMapper, MediaType.APPLICATION_JSON, new MediaType("application", "*+json"));}// ...
}

public abstract class AbstractJackson2HttpMessageConverter extends AbstractGenericHttpMessageConverter<Object> {// ...@Overrideprotected void writeInternal(Object object, @Nullable Type type, HttpOutputMessage outputMessage)throws IOException, HttpMessageNotWritableException {MediaType contentType = outputMessage.getHeaders().getContentType();JsonEncoding encoding = getJsonEncoding(contentType);JsonGenerator generator = this.objectMapper.getFactory().createGenerator(outputMessage.getBody(), encoding);try {writePrefix(generator, object);Object value = object;Class<?> serializationView = null;FilterProvider filters = null;JavaType javaType = null;if (object instanceof MappingJacksonValue) {MappingJacksonValue container = (MappingJacksonValue) object;value = container.getValue();serializationView = container.getSerializationView();filters = container.getFilters();}if (type != null && TypeUtils.isAssignable(type, value.getClass())) {javaType = getJavaType(type, null);}ObjectWriter objectWriter = (serializationView != null ?this.objectMapper.writerWithView(serializationView) : this.objectMapper.writer());if (filters != null) {objectWriter = objectWriter.with(filters);}if (javaType != null && javaType.isContainerType()) {objectWriter = objectWriter.forType(javaType);}SerializationConfig config = objectWriter.getConfig();if (contentType != null && contentType.isCompatibleWith(MediaType.TEXT_EVENT_STREAM) &&config.isEnabled(SerializationFeature.INDENT_OUTPUT)) {objectWriter = objectWriter.with(this.ssePrettyPrinter);}// 通过objectWriter将返回值写入到响应留中objectWriter.writeValue(generator, value);writeSuffix(generator, object);generator.flush();}catch (InvalidDefinitionException ex) {throw new HttpMessageConversionException("Type definition error: " + ex.getType(), ex);}catch (JsonProcessingException ex) {throw new HttpMessageNotWritableException("Could not write JSON: " + ex.getOriginalMessage(), ex);}}// ...
}

public abstract class AbstractHttpMessageConverter<T> implements HttpMessageConverter<T> {// ...private List<MediaType> supportedMediaTypes = Collections.emptyList();// 通过构造方法给supportedMediaTypes赋值,例如MappingJackson2HttpMessageConverter的 super(objectMapper, MediaType.APPLICATION_JSON, new MediaType("application", "*+json"));protected AbstractJackson2HttpMessageConverter(ObjectMapper objectMapper, MediaType... supportedMediaTypes) {this(objectMapper);setSupportedMediaTypes(Arrays.asList(supportedMediaTypes));}protected boolean canWrite(@Nullable MediaType mediaType) {// MediaType.ALL即*/*if (mediaType == null || MediaType.ALL.equalsTypeAndSubtype(mediaType)) {return true;}for (MediaType supportedMediaType : getSupportedMediaTypes()) {if (supportedMediaType.isCompatibleWith(mediaType)) {return true;}}return false;}// ...
}
public abstract class AbstractGenericHttpMessageConverter<T> extends AbstractHttpMessageConverter<T>implements GenericHttpMessageConverter<T> {// ...@Overridepublic final void write(final T t, @Nullable final Type type, @Nullable MediaType contentType,HttpOutputMessage outputMessage) throws IOException, HttpMessageNotWritableException {final HttpHeaders headers = outputMessage.getHeaders();addDefaultHeaders(headers, t, contentType);if (outputMessage instanceof StreamingHttpOutputMessage) {StreamingHttpOutputMessage streamingOutputMessage = (StreamingHttpOutputMessage) outputMessage;streamingOutputMessage.setBody(outputStream -> writeInternal(t, type, new HttpOutputMessage() {@Overridepublic OutputStream getBody() {return outputStream;}@Overridepublic HttpHeaders getHeaders() {return headers;}}));}else {// 将消息写入到响应留中,t为返回值,type,返回值的类型writeInternal(t, type, outputMessage);outputMessage.getBody().flush();}}protected abstract void writeInternal(T t, @Nullable Type type, HttpOutputMessage outputMessage)throws IOException, HttpMessageNotWritableException;// ...
}

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小结

返回值处理核心可以分成三部分

  1. 找到合适的返回值处理器(一个返回值处理器里面有多个消息转换器)
  2. 找到合适的消息转换器(在寻找消息转换器的时候用到了内容协商,客户端能接受什么样的媒体类型,服务器能生产什么样的媒体类型,找到一个最合适的浏览器能接受的,服务器能生产的媒体类型,然后遍历返回值处理器中的消息转换器,看看那个能支持内容协商找到的媒体类型)
  3. 用消息转换器将返回值写入到响应中

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