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从零开始实现一个简易的Java MVC框架(八)--制作Starter

一个项目总是要有一个启动的地方，当项目部署在tomcat中的时候，经常就会用tomcat的 startup.sh(startup.bat) 的启动脚本来启动web项目

而在spring-boot的web项目中基本会有类似于这样子的启动代码：

@SpringBootApplication
public class SpringBootDemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringBootDemoApplication.class, args);
    }
}
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这个方法实际上会调用spring-boot的 SpringApplication 类的一个run方法：

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
    StopWatch stopWatch = new StopWatch();
    stopWatch.start();
    ConfigurableApplicationContext context = null;
    Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
    configureHeadlessProperty();
    SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
    listeners.starting();
    try {
        // 1.加载环境变量、参数等
        ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(
            args);
        ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,
                                                                 applicationArguments);
        configureIgnoreBeanInfo(environment);
        Banner printedBanner = printBanner(environment);
        // 2.加载Bean(IOC、AOP)等
        context = createApplicationContext();
        exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(
            SpringBootExceptionReporter.class,
            new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
        prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,
                       printedBanner);
        //会调用一个AbstractApplicationContext@refresh()方法，主要就是在这里加载Bean，方法的最后还会启动服务器
        refreshContext(context);
        afterRefresh(context, applicationArguments);
        stopWatch.stop();
        if (this.logStartupInfo) {
            new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)
                .logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
        }
        listeners.started(context);
        callRunners(context, applicationArguments);
    }
    catch (Throwable ex) {
        handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);
        throw new IllegalStateException(ex);
    }

    try {
        listeners.running(context);
    }
    catch (Throwable ex) {
        handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);
        throw new IllegalStateException(ex);
    }
    return context;
}
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这段代码还是比较长的，不过实际上主要就做了两个事情：1.加载环境变量、参数等 2.加载Bean(IOC、AOP)等。3.如果获得的 ApplicationContext 为 ServletWebServerApplicationContext ,那么在 refresh() 之后会启动服务器，默认的就是tomcat服务器。

我觉得spring-boot启动器算是spring-boot中相对来说代码清晰易懂的，同时也非常容易了解到整个spring-boot的流程结构，建议大家能够去看一下。

实现Starter

了解到spring-boot的启动器的作用和原理之后，我们可以开始实现 doodle 的启动器了。

根据刚才提到的，启动器要做以下几件事

加载一些参数变量
加载Bean(IOC、AOP)等工作
启动服务器

Configuration保存变量

在com.zbw包下创建类 Configuration 用于保存一些全局变量，目前这个类只保存了现在实现的功能所需的变量。

package com.zbw;
import ...

/**
 * 服务器相关配置
 */
@Builder
@Getter
public class Configuration {

    /**
     * 启动类
     */
    private Class<?> bootClass;

    /**
     * 资源目录
     */
    @Builder.Default
    private String resourcePath = "src/main/resources/";

    /**
     * jsp目录
     */
    @Builder.Default
    private String viewPath = "/templates/";

    /**
     * 静态文件目录
     */
    @Builder.Default
    private String assetPath = "/static/";

    /**
     * 端口号
     */
    @Builder.Default
    private int serverPort = 9090;

    /**
     * tomcat docBase目录
     */
    @Builder.Default
    private String docBase = "";

    /**
     * tomcat contextPath目录
     */
    @Builder.Default
    private String contextPath = "";
}
复制代码

实现内嵌Tomcat服务器

在上一章文章从零开始实现一个简易的Java MVC框架(七)--实现MVC 已经在pom.xml文件中引入了 tomcat-embed 依赖，所以这里就不用引用了。

先在com.zbw.mvc下创建一个包server，然后再server包下创建一个接口 Server

package com.zbw.mvc.server;

/**
 * 服务器 interface
 */
public interface Server {
    /**
     * 启动服务器
     */
    void startServer() throws Exception;

    /**
     * 停止服务器
     */
    void stopServer() throws Exception;
}

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因为服务器有很多种，虽然现在只用tomcat，但是为了方便扩展和修改，就先创建一个通用的server接口，每个服务器都要实现这个接口。

接下来就创建 TomcatServer 类，这个类实现 Server

package com.zbw.mvc.server;
import ...

/**
 * Tomcat 服务器
 */
@Slf4j
public class TomcatServer implements Server {

    private Tomcat tomcat;

    public TomcatServer() {
        new TomcatServer(Doodle.getConfiguration());
    }

    public TomcatServer(Configuration configuration) {
        try {
            this.tomcat = new Tomcat();
            tomcat.setBaseDir(configuration.getDocBase());
            tomcat.setPort(configuration.getServerPort());

            File root = getRootFolder();
            File webContentFolder = new File(root.getAbsolutePath(), configuration.getResourcePath());
            if (ContentFolder.exists()) {
                webContentFolder = Files.createTempDirectory("default-doc-base").toFile();
            }

            log.info("Tomcat:configuring app with basedir: [{}]", webContentFolder.getAbsolutePath());
            StandardContext ctx = (StandardContext) tomcat.addWebapp(configuration.getContextPath(), webContentFolder.getAbsolutePath());
            ctx.setParentClassLoader(this.getClass().getClassLoader());

            WebResourceRoot resources = new StandardRoot(ctx);
            ctx.setResources(resources);
			// 添加jspServlet，defaultServlet和自己实现的dispatcherServlet
            tomcat.addServlet("", "jspServlet", new JspServlet()).setLoadOnStartup(3);
            tomcat.addServlet("", "defaultServlet", new DefaultServlet()).setLoadOnStartup(1);
            tomcat.addServlet("", "dispatcherServlet", new DispatcherServlet()).setLoadOnStartup(0);
            ctx.addServletMappingDecoded("/templates/" + "*", "jspServlet");
            ctx.addServletMappingDecoded("/static/" + "*", "defaultServlet");
            ctx.addServletMappingDecoded("/*", "dispatcherServlet");
            ctx.addServletMappingDecoded("/*", "dispatcherServlet");
        } catch (Exception e) {
            log.error("初始化Tomcat失败", e);
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    @Override
    public void startServer() throws Exception {
        tomcat.start();
        String address = tomcat.getServer().getAddress();
        int port = tomcat.getConnector().getPort();
        log.info("local address: http://{}:{}", address, port);
        tomcat.getServer().await();
    }

    @Override
    public void stopServer() throws Exception {
        tomcat.stop();
    }

    private File getRootFolder() {
        try {
            File root;
            String runningJarPath = this.getClass().getProtectionDomain().getCodeSource().getLocation().toURI().getPath().replaceAll("////", "/");
            int lastIndexOf = runningJarPath.lastIndexOf("/target/");
            if (lastIndexOf < 0) {
                root = new File("");
            } else {
                root = new File(runningJarPath.substring(0, lastIndexOf));
            }
            log.info("Tomcat:application resolved root folder: [{}]", root.getAbsolutePath());
            return root;
        } catch (URISyntaxException ex) {
            throw new RuntimeException(ex);
        }
    }
}

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这个类主要就是配置tomcat，和配置普通的外部tomcat有点类似只是这里是用代码的方式。注意的是在 getRootFolder() 方法中获取的是当前项目目录下的target文件夹，即idea默认的编译文件保存的位置，如果修改了编译文件保存位置，这里也要修改。

特别值得一提的是这部分代码：

// 添加jspServlet，defaultServlet和自己实现的dispatcherServlet
tomcat.addServlet("", "jspServlet", new JspServlet()).setLoadOnStartup(3);
tomcat.addServlet("", "defaultServlet", new DefaultServlet()).setLoadOnStartup(1);
tomcat.addServlet("", "dispatcherServlet", new DispatcherServlet()).setLoadOnStartup(0);
ctx.addServletMappingDecoded("/templates/" + "*", "jspServlet");
ctx.addServletMappingDecoded("/static/" + "*", "defaultServlet");
ctx.addServletMappingDecoded("/*", "dispatcherServlet");
ctx.addServletMappingDecoded("/*", "dispatcherServlet");
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这部分代码就相当于原来的web.xml配置的文件，而且 defaultServlet 和 jspServlet 这两个servlet是tomcat内置的servlet，前者用于处理静态资源如css、js文件等，后者用于处理jsp。如果有安装tomcat可以去tomcat目录下的conf文件夹里有个web.xml文件，里面有几行就是配置 defaultServlet 和 jspServlet

<servlet>
    <servlet-name>default</servlet-name>
    <servlet-class>org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet</servlet-class>
    <init-param>
        <param-name>debug</param-name>
        <param-value>0</param-value>
    </init-param>
    <init-param>
        <param-name>listings</param-name>
        <param-value>false</param-value>
    </init-param>
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<servlet>
    <servlet-name>jsp</servlet-name>
    <servlet-class>org.apache.jasper.servlet.JspServlet</servlet-class>
    <init-param>
        <param-name>fork</param-name>
        <param-value>false</param-value>
    </init-param>
    <init-param>
        <param-name>xpoweredBy</param-name>
        <param-value>false</param-value>
    </init-param>
    <load-on-startup>3</load-on-startup>
</servlet>
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而dispatcherServlet就是从零开始实现一个简易的Java MVC框架(七)--实现MVC 这一节中实现的分发器。这三个servlet都设置了LoadOnStartup，当这个值大于等于0时就会随tomcat启动也实例化。

实现启动器类

在com.zbw包下创建一个类作为启动器类，就是类似于 SpringApplication 这样的。这里起名叫做 Doodle ,因为这个框架就叫doodle嘛。

package com.zbw;
import ...

/**
 * Doodle Starter
 */
@NoArgsConstructor(access = AccessLevel.PRIVATE)
@Slf4j
public final class Doodle {

    /**
     * 全局配置
     */
    @Getter
    private static Configuration configuration = Configuration.builder().build();

    /**
     * 默认服务器
     */
    @Getter
    private static Server server;

    /**
     * 启动
     */
    public static void run(Class<?> bootClass) {
        run(Configuration.builder().bootClass(bootClass).build());
    }

    /**
     * 启动
     */
    public static void run(Class<?> bootClass, int port) {
        run(Configuration.builder().bootClass(bootClass).serverPort(port).build());
    }

    /**
     * 启动
     */
    public static void run(Configuration configuration) {
        new Doodle().start(configuration);
    }

    /**
     * 初始化
     */
    private void start(Configuration configuration) {
        try {
            Doodle.configuration = configuration;
            String basePackage = configuration.getBootClass().getPackage().getName();
            BeanContainer.getInstance().loadBeans(basePackage);
		   //注意Aop必须在Ioc之前执行
            new Aop().doAop();
            new Ioc().doIoc();

            server = new TomcatServer(configuration);
            server.startServer();
        } catch (Exception e) {
            log.error("Doodle 启动失败", e);
        }
    }
}
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这个类中有三个启动方法都会调用 Doodle@start() 方法，在这个方法里做了三件事：

configuration

这里的执行是有顺序要求的，特别是Aop必须要在Ioc之前执行，不然注入到类中的属性都是没被代理的。

修改硬编码

在之前写mvc的时候有一处有个硬编码，现在有了启动器和全局配置，可以把之前的硬编码修改了

对在com.zbw.mvc包下的 ResultRender 类里的 resultResolver() 方法，当判断为跳转到jsp文件的时候跳转路径那一行代码修改：

try {
    Doodle.getConfiguration().getResourcePath();
    // req.getRequestDispatcher("/templates/" + path).forward(req, resp);
    req.getRequestDispatcher(Doodle.getConfiguration().getResourcePath() + path).forward(req, resp);
} catch (Exception e) {
    log.error("转发请求失败", e);
    // TODO: 异常统一处理，400等...
}
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启动和测试项目

现在 doodle 框架已经完成其功能了，我们可以简单的创建一个Controller来感受一下这个框架。

在com包下创建sample包，然后在com.sample包下创建启动类 APP

package com.sample;

import com.zbw.Doodle;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Doodle.run(App.class);
    }
}
复制代码

然后再创建一个Controller DoodleController :

package com.sample;
import com.zbw.core.annotation.Controller;
import com.zbw.mvc.annotation.RequestMapping;
import com.zbw.mvc.annotation.ResponseBody;

@Controller
@RequestMapping
public class DoodleController {
    @RequestMapping
    @ResponseBody
    public String hello() {
        return "hello doodle";
    }
}
复制代码

接着再运行App的main方法，就能启动服务了。