@ServletComponentScan注解学习及扩展

hresh 531 0

@ServletComponentScan注解学习及扩展

@ServletComponentScan

源码如下:

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Import({ServletComponentScanRegistrar.class})
public @interface ServletComponentScan {
    @AliasFor("basePackages")
    String[] value() default {};

    @AliasFor("value")
    String[] basePackages() default {};

    Class<?>[] basePackageClasses() default {};
}

@ServletComponentScan 注解中比较关键的是引用了 ServletComponentScanRegistrar 类,该类是 ImportBeanDefinitionRegistrar 接口的实现类,会被 Spring 容器所解析。 ServletComponentScanRegistrar 内部会解析 @ServletComponentScan 注解,然后会在 Spring 容器中注册 ServletComponentRegisteringPostProcessor,是个 BeanFactoryPostProcessor,会去解析扫描出来的类是不是有 @WebServlet、@WebListener、@WebFilter 这三种注解,有的话会把这三种类型的类转换成 ServletRegistrationBean、FilterRegistrationBean 或者ServletListenerRegistrationBean,然后让 Spring 容器去解析。

在 SpringBootApplication 上使用@ServletComponentScan 注解后,Servlet、Filter、Listener 可以直接通过@WebServlet、@WebFilter、@WebListener 注解自动注册,无需其他代码。

上述内容即为@ServletComponentScan 注解的学习归纳,接下来我们主要介绍如何在 Spring Boot 中添加 Servlet、Filter、Listener。

刚才有提到 @WebServlet、@WebFilter、@WebListener 这三个注解,其实是 Servlet3.0 中的新增的注解。

Servlet 3.0 作为 Java EE 6 规范体系中一员,随着 Java EE 6 规范一起发布。该版本在前一版本(Servlet 2.5)的基础上提供了若干新特性用于简化 Web 应用的开发和部署。其中有几项特性的引入让开发者感到非常兴奋,同时也获得了 Java 社区的一片赞誉之声:

  1. 异步处理支持:在 Servlet3.0之前,Servlet 线程需要一直阻塞,直到业务处理完毕才能再输出响应,最后才结束 Servlet 线程。而 Servlet3.0 中,在接收到请求之后,Servlet 线程可以将耗时的操作委托给另一个线程来完成,自己在不生成响应的情况下返回至容器。针对业务处理较耗时的情况,这将大大减少服务器资源的占用,并且提高并发处理速度。
  2. 新增的注解支持:该版本新增了若干注解,用于简化 Servlet、过滤器(Filter)和监听器(Listener)的声明,这使得 web.xml 部署描述文件从该版本开始不再是必选的了。
  3. 可插性支持:熟悉 Struts2 的开发者一定会对其通过插件的方式与包括 Spring 在内的各种常用框架的整合特性记忆犹新。将相应的插件封装成 JAR 包并放在类路径下,Struts2 运行时便能自动加载这些插件。现在 Servlet3.0 提供了类似的特性,开发者可以通过插件的方式很方便的扩充已有 Web 应用的功能,而不需要修改原有的应用。

关于 Servlet3.0 新特性的介绍可以参考:Servlet 3.0 新特性详解

Servlet

在 Servlet3.0 之前,我们只能从 web.xml 文件中配置 Servlet。web.xml 是 Java EE 中可选择用来描述应用部署的文件,使得 Servlet 容器可以加载部署应用,该文件可以用于声明 Servlet,Servlet 的访问映射,配置监听器等信息,描述外部资源。

例如,Tomcat 在启动部署一个 Web 应用的时候,会在初始化阶段加载 web.xml 文件,进而加载 Servlet,加载 Servlet 与 Api 的映射关系,最终才能对外提供服务。在这个阶段,我们每次开发新的功能,增加新的 Servlet 都需要修改 web.xml 文件,配置起来比较繁琐。

在 Servlet3.0 之后,创建 Servlet 可以有以下方法:

  • 首先自定义类继承 HttpServlet,然后代码注册通过 ServletRegistrationBean 获得控制。也可以通过实现 ServletContextInitializer 接口直接实现;

  • 在 SpringBootApplication 上使用@ServletComponentScan 注解后,Servlet可以直接通过 @WebServlet 注解自动注册,无需其他代码。

通过代码注册Servlet

Spring Boot 启动类中声明 ServletRegistrationBean。

servlet 类:

public class MyServlet extends HttpServlet {
    private static final long serialVersionUID = -8685285401859800066L;

    @Override
    protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        System.out.println(">>>>>>>>>>service()<<<<<<<<<<<");
        resp.getWriter().println("receive by MyServlet");
    }
}

先定义一个 Servlet,重写 service 实现自己的业务逻辑。

Spring Boot 启动类:

@SpringBootApplication
public class SpbGuide3Application {

    @Bean
    public ServletRegistrationBean servletRegistrationBean(){
        return new ServletRegistrationBean(new MyServlet(),"/servlet/*");
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpbGuide3Application.class, args);
    }

}

然后通过@Bean 注解往 Spring 容器中注入一个 ServletRegistrationBean 类型的 bean 实例,并且实例化一个自定义的 Servlet 作为参数,这样就将自定义的 Servlet 加入 Tomcat 中了。

运行该项目,打开网址: http://localhost:8080/servlet

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刚才有提到还可以通过实现 ServletContextInitializer 接口直接实现,如下所示:

Servlet 类:

package com.example.servlet;
public class MyServlet2 extends HttpServlet  {
    private static final long serialVersionUID = -8685285401859800066L;

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        System.out.println(">>>>>>>>>>doGet()<<<<<<<<<<<");
        doPost(req,resp);
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        System.out.println(">>>>>>>>>>doPost()<<<<<<<<<<<");
        resp.setContentType("text/html");
        PrintWriter out = resp.getWriter();
        out.println("<html>");
        out.println("<head>");
        out.println("<title>Hello World</title>");
        out.println("</head>");
        out.println("<body>");
        out.println("<h1>MyServlet2 doPost()</h1>");
        out.println("</body>");
        out.println("</html>");
    }
}

HttpServlet 中有三个比较重要的方法,service()、doGet()和 doPost()方法,在 servlet 中默认情况下,无论你是 get 还是 post 提交过来,都会经过 service()方法来处理,然后转向到 doGet 或 doPost 方法。当自定义的 servlet 类继承 HttpServlet 时,如果不覆盖重写 service 方法,就只需要重写 doGet 或者 doPost 方法。

实现自定义 ServletContainerInitializer 配置加载

public class MyServletContainerInitializer implements ServletContextInitializer {
    @Override
    public void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException {
        System.out.println("启动加载自定义的MyServletContainerInitializer");
        ServletRegistration.Dynamic registration = servletContext.addServlet("servlet2","com.example.servlet.MyServlet2");
        registration.setLoadOnStartup(1);
        registration.addMapping("/servlet2");
    }
}

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通过查看 ServletRegistrationBean 类的源码可知,该类继承了 RegistrationBean,而 RegistrationBean 又实现了 ServletContextInitializer 这个接口,并且有一个 onStartup 方法,所以我们可以自定义 ServletContextInitializer 接口实现类,来替代 ServletRegistrationBean。

ServletContextInitializer是 Servlet 容器初始化的时候,提供的初始化接口。所以,Servlet 容器初始化会获取并触发所有的`FilterRegistrationBean、FilterRegistrationBean、ServletListenerRegistrationBean 实例中 onStartup 方法

Spring Boot 启动类:

@SpringBootApplication
public class SpbGuide3Application {

    /**
     * 使用代码注册Servlet(不需要@ServletComponentScan注解)
     * @return
     */
    @Bean
    public MyServletContainerInitializer servletContainerInitializer(){
        return new MyServletContainerInitializer();
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpbGuide3Application.class, args);
    }

}

运行该项目,打开网址: http://localhost:8080/servlet2

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使用注解注册Servlet

下面是@WebServlet 的属性列表。

属性名 类型 描述
name String 指定Servlet的name属性,等价于,如果没有显示指定,则该Servlet的取值即为类的全限定名。
value String[] 该属性等价于urlPatterns属性。两个属性不能同时使用。
urlPatterns String[] 指定一组Servlet的URL匹配模式,等价于标签。
loadOnStartup int 指定 Servlet 的加载顺序,等价于 标签。
initParams WebInitParam[] 指定一组 Servlet 初始化参数,等价于标签。
asyncSupported boolean 声明 Servlet 是否支持异步操作模式,等价于 标签。
description String 该 Servlet 的描述信息,等价于 标签。
displayName String 该 Servlet 的显示名,通常配合工具使用,等价于 标签。

从上表可见,web.xml 可以配置的 servlet 属性,在@WebServlet 中都可以配置。

在 Spring Boot 中,嵌入式 Servlet 容器通过扫描注解的方式注册 Servlet、Filter 和 Servlet 规范的所有监听器(如 HttpSessionListener 监听器)。

Servlet 类:

@WebServlet(urlPatterns = "/servlet/web",
description = "用注解声明Servlet",
initParams = {//以下都是druid数据源状态监控的参数
        @WebInitParam(name = "allow",value = ""),// IP白名单 (没有配置或者为空,则允许所有访问)
        @WebInitParam(name = "deny",value = ""),// IP黑名单 (存在共同时,deny优先于allow)
        @WebInitParam(name = "loginUsername",value = "hresh"),// 用户名
        @WebInitParam(name = "loginPassword",value = "123456"),// 密码
        @WebInitParam(name = "resetEnable",value = "false")//   禁用HTML页面上的“Reset All”功能
})
public class MyWebServlet extends HttpServlet {
    private static final long serialVersionUID = -8685285401859800066L;

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        System.out.println(">>>>>>>>>>MyWebServlet doGet()<<<<<<<<<<<");
        ServletConfig config = getServletConfig();
        System.out.println(config.getInitParameter("loginUsername"));
        System.out.println(config.getInitParameter("loginPassword"));
        doPost(req, resp);

    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        System.out.println(">>>>>>>>>>MyWebServlet doPost()<<<<<<<<<<<");
        resp.setContentType("text/html");
        PrintWriter out = resp.getWriter();
        out.println("<html>");
        out.println("<head>");
        out.println("<title>Hello World</title>");
        out.println("</head>");
        out.println("<body>");
        out.println("<h1>MyServlet2 doPost()</h1>");
        out.println("</body>");
        out.println("</html>");
    }
}

Spring Boot 启动类:

@SpringBootApplication
@ServletComponentScan
public class SpbGuide3Application {


    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpbGuide3Application.class, args);
    }

}

运行该项目,打开网址: http://localhost:8080/servlet/web

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其中输出的 loginUsername 和 loginPassword 是我们在@WebServlet 注解中设置的。

Filter

使用@WebFilter 注解

@WebFilter 的常用属性

属性名 类型 描述
filterName String 指定过滤器的name属性,等价于
value String[] 该属性等价于urlPatterns属性。两个属性不能同时使用。
urlPatterns String[] 指定一组过滤器的URL匹配模式,等价于标签。
dispatcherTypes DispatcherType 指定过滤器的转发模式,具体取值包括:ASYNC、ERROR、FORWARD、INCLUDE、REQUEST。
initParams WebInitParam[] 指定一组过滤器初始化参数,等价于标签。
asyncSupported boolean 声明过滤器是否支持异步操作模式,等价于 标签。
description String 该过滤器的描述信息,等价于 标签。
displayName String 该过滤器的显示名,通常配合工具使用,等价于 标签。

使用@WebFilter 注解的时候发现注解里面没有提供可以控制执行顺序的参数 , 通过实践发现如果想要控制 filter的执行顺序可以通过控制 filter 的文件名来控制 。比如:UserLoginFilter.java 和 ApiLog.java 这两个过滤器文件,因为这两个文件的首字母A排U之前,导致每次执行的时候都是先执行 ApiLog 过滤器再执行 UserLoginFilter 过滤器,所以我们现在修改两个文件的名称分别为 Filter0_UserLogin.java 和 Filter1_ApiLog.java,就会先执行 Filter0_UserLogin 再执行 Filter1_ApiLog。

示例:

Filter 类:

@WebFilter(filterName = "MyFilterWithAnnotation",urlPatterns = "/api/*",
initParams = {//以下都是druid数据源状态监控的参数
        @WebInitParam(name = "allow", value = ""),// IP白名单 (没有配置或者为空,则允许所有访问)
        @WebInitParam(name = "deny", value = ""),// IP黑名单 (存在共同时,deny优先于allow)
        @WebInitParam(name = "loginUsername", value = "hresh"),// 用户名
        @WebInitParam(name = "loginPassword", value = "123456"),// 密码
        @WebInitParam(name = "resetEnable", value = "false")//   禁用HTML页面上的“Reset All”功能
})
public class MyFilterWithAnnotation implements Filter {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyFilterWithAnnotation.class);

    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        logger.info("初始化MyFilterWithAnnotation过滤器:", filterConfig.getFilterName());
        System.out.println(filterConfig.getInitParameter("loginUsername"));
        System.out.println(filterConfig.getInitParameter("loginPassword"));

    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        logger.info("过滤器开始对请求进行预处理:");
        HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) servletRequest;
        String requestUri = request.getRequestURI();
        System.out.println("请求的接口为:" + requestUri);
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        //通过 doFilter 方法实现过滤功能
        filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse);
        // 上面的 doFilter 方法执行结束后用户的请求已经返回
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("该用户的请求已经处理完毕,请求花费的时间为:" + (endTime - startTime));
    }

    @Override
    public void destroy() {
        logger.info("销毁过滤器MyFilterWithAnnotation");
    }
}

自定义 Controller 验证过滤器

@RestController
@RequestMapping("/api")
public class MyController {

    @GetMapping("/hello")
    public String getHello() throws InterruptedException {
        Thread.sleep(1000);
        return "hello";
    }
}

Spring Boot 启动类:

@SpringBootApplication
@ServletComponentScan
public class SpbGuide3Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpbGuide3Application.class, args);
    }

}

运行该项目,打开网址: http://localhost:8080/api/hello

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Filter 的创建和销毁由 Web 服务器负责,Web 应用程序启动时,Web 服务器将创建 Filter 的实例对象,并调用其 init 方法,完成对象的初始化功能,从而为后续的用户请求做好拦截的准备工作,filter 对象只会创建一次,即 init 方法只会执行一次。通过 init 方法的参数,可获得代表当前 filter 配置信息的 FilterConfig 对象。同样 Filter 对象的销毁由 destroy 方法执行,进而释放过滤器使用的资源。

继承 HttpFilter

结合上述注册 Servlet 的案例,我们不由得想到是否可以通过自定义类继承 HttpFilter,重写 doFilter方法,具体代码如下:

Filter 类:

@Component
public class MyFilter3 extends HttpFilter {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyFilterWithAnnotation.class);

    @Override
    public void init() throws ServletException {
        FilterConfig filterConfig = this.getFilterConfig();
        logger.info("初始化MyFilter3过滤器:", filterConfig.getFilterName());
    }

    @Override
    public void destroy() {
        logger.info("销毁过滤器MyFilterWithAnnotation");
    }

    @Override
    protected void doFilter(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        String requestUri = request.getRequestURI();
        System.out.println("进入MyFilter3 过滤器");
        System.out.println("请求的接口为:" + requestUri);
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        //通过 doFilter 方法实现过滤功能
        super.doFilter(request, response, chain);
        // 上面的 doFilter 方法执行结束后用户的请求已经返回
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("该用户的请求已经处理完毕,请求花费的时间为:" + (endTime - startTime));
    }

}

Spring Boot 启动类:

@SpringBootApplication
@ServletComponentScan
public class SpbGuide3Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpbGuide3Application.class, args);
    }

}

与 servlet 不同,不需要在 Spring Boot 启动类中添加 FilterRegistrationBean

运行该项目,打开网址: http://localhost:8080/api/hello

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实现 Filter 接口

定义两个 Filter 类,用来实现 filter 排序功能。

@Component
public class MyFilter implements Filter {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyFilter.class);
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        logger.info("初始化MyFilter过滤器:", filterConfig.getFilterName());
    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        logger.info("过滤器开始对请求进行预处理:");
        HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) servletRequest;
        String requestUri = request.getRequestURI();
        System.out.println("请求的接口为:" + requestUri);
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        //通过 doFilter 方法实现过滤功能
        filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse);
        // 上面的 doFilter 方法执行结束后用户的请求已经返回
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("该用户的请求已经处理完毕,请求花费的时间为:" + (endTime - startTime));
    }

    @Override
    public void destroy() {
        logger.info("销毁过滤器MyFilter");
    }
}

MyFilter2 文件和上述代码一致,只是命名不同。

在配置中注册自定义的过滤器

@Configuration
public class MyFilterConfig {
    @Autowired
    MyFilter myFilter;

    @Autowired
    MyFilter2 myFilter2;

    @Bean
    public FilterRegistrationBean<MyFilter> setUpMyFilter(){
        FilterRegistrationBean<MyFilter> filterRegistrationBean = new FilterRegistrationBean<>();

        //setOrder 方法可以决定 Filter 的执行顺序
        filterRegistrationBean.setOrder(1);
        filterRegistrationBean.setFilter(myFilter);

        filterRegistrationBean.setUrlPatterns(new ArrayList<>(Arrays.asList("/api/*")));

        return filterRegistrationBean;
    }

    @Bean
    public FilterRegistrationBean<MyFilter2> setUpMyFilter2(){
        FilterRegistrationBean<MyFilter2> filterRegistrationBean = new FilterRegistrationBean<>();

        filterRegistrationBean.setOrder(2);
        filterRegistrationBean.setFilter(myFilter2);

        filterRegistrationBean.setUrlPatterns(new ArrayList<>(Arrays.asList("/api/*")));

        return filterRegistrationBean;
    }
}

在配置中注册自定义的过滤器,通过FilterRegistrationBeansetOrder 方法可以决定 Filter 的执行顺序。

Spring Boot 启动类:

@SpringBootApplication
@ServletComponentScan
public class SpbGuide3Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpbGuide3Application.class, args);
    }

}

运行该项目,打开网址: http://localhost:8080/api/hello

@ServletComponentScan注解学习及扩展

Listener

@WebListener

在 servlet3.0 以后,我们可以不用再 web.xml 里面配置 listener,只需要加上@WebListener 注解就可以实现。

该注解用于将类声明为监听器,被 @WebListener 标注的类必须实现以下至少一个接口 :

接口名称 作用
ServletContextListener 用于监听Web应用的启动和关闭
ServletContextAttributeListener 用于监听ServletContext范围(application)内属性的改变
ServletRequestListener 用于监听用户请求
ServletRequestAttributeListener 用于监听ServletRequest范围(request)内属性的改变
HttpSessionListener 用于监听用户Session的开始和结束
HttpSessionAttributeListener 用于监听HttpSession范围(session)内属性的改变

Listener 类:

@WebListener
public class ContextListener implements ServletContextListener {

    @Override
    public void contextInitialized(ServletContextEvent sce) {
        System.out.println("application started");
        System.out.println(sce.getServletContext().getServerInfo());
    }

    @Override
    public void contextDestroyed(ServletContextEvent sce) {
        System.out.println("application stopped");
    }
}

Spring Boot 启动类:

@SpringBootApplication
@ServletComponentScan
public class SpbGuide3Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpbGuide3Application.class, args);
    }

}

运行该项目,结果为:

@ServletComponentScan注解学习及扩展

总结

上述内容总结归纳了关于如何在 Spring Boot 中添加 Servlet、FIlter 和 Listener,其中多次提到 Servlet3.0,关于该部分的讲解,后续我们再做相关内容总结。

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