第五章：Spring MVC（Model-View-Controller）

1. 什么是 MVC？

• MVC 的定义

  • MVC（Model-View-Controller）是一种软件设计模式，用于将应用程序的逻辑分为三个核心组件：

    • Model（模型）：负责管理应用程序的数据和业务逻辑。

    • View（视图）：负责数据的展示和用户界面。

    • Controller（控制器）：负责接收用户输入，协调 Model 和 View 之间的交互。

• MVC 的组成

  • Model：

    • 封装应用程序的核心数据。

    • 提供数据的访问和修改方法。

    • 不直接与用户交互。

  • View：

    • 负责将数据渲染为用户可见的界面（如 HTML 页面）。

    • 从 Model 中获取数据，但不直接修改数据。

  • Controller：

    • 接收用户输入（如 HTTP 请求）。

    • 调用 Model 处理业务逻辑。

    • 选择适当的 View 来渲染数据。

2. MVC 解决了什么问题？

• 问题背景

  • 在传统的 Web 应用程序中，业务逻辑、数据访问和用户界面代码通常混杂在一起，导致代码难以维护和扩展。

  • 随着应用程序规模的增长，这种紧耦合的设计会导致代码重复、可读性差、测试困难等问题。

• MVC 的解决方案

  • 分离关注点：将应用程序分为 Model、View 和 Controller，每个部分只关注自己的职责。

  • 提高可维护性：通过清晰的职责划分，使代码更易于理解和修改。

  • 增强可扩展性：可以独立修改 Model、View 或 Controller，而不会影响其他部分。

  • 便于测试：Model 和 Controller 可以单独测试，而不需要依赖用户界面。

3. 一个 MVC 框架应该具备哪些功能？

• 路由映射

  • 将请求 URL 映射到对应的控制器方法。

  • 支持 RESTful 风格的 URL 设计。

• 请求处理

  • 解析请求参数、路径变量、请求体等数据。

  • 支持多种数据格式（如表单数据、JSON、XML）。

• 视图渲染

  • 支持多种视图技术（如 JSP、Thymeleaf、FreeMarker）。

  • 将模型数据动态渲染到视图模板中。

• 数据绑定与验证

  • 自动将请求参数绑定到 Java 对象。

  • 提供数据验证机制，确保输入数据的合法性。

• 异常处理

  • 提供全局异常处理机制，捕获并处理应用程序中的异常。

  • 支持自定义错误页面。

• 拦截器与过滤器

  • 提供拦截器或过滤器机制，用于在请求处理前后执行特定逻辑（如权限检查、日志记录）。

• 国际化支持

  • 支持多语言和区域设置，便于开发国际化应用程序。

• 静态资源处理

  • 提供静态资源（如 CSS、JavaScript、图片）的访问支持。

4. Spring MVC 架构与核心组件

• Spring MVC 是什么

  • Spring MVC 是 Spring 框架中的一个模块，用于构建基于 MVC 设计模式的 Web 应用程序。

  • 它将应用程序分为三个部分：

    • Model：封装应用程序数据。

    • View：负责渲染数据（如 JSP、Thymeleaf 模板）。

    • Controller：处理用户请求并返回响应。

• 核心组件

  • DispatcherServlet：前端控制器，负责接收所有请求并将其分发给相应的处理器。

  • HandlerMapping：映射请求到处理器（Controller）。

  • Controller：处理请求并返回模型和视图。

  • ViewResolver：解析视图名称并渲染视图。

  • ModelAndView：封装模型数据和视图信息。

• 请求处理流程

1. 用户发送请求到 DispatcherServlet。

2. DispatcherServlet 通过 HandlerMapping 找到对应的 Controller。

3. Controller 处理请求并返回 ModelAndView。

4. DispatcherServlet 通过 ViewResolver 解析视图并渲染。

5. 路由映射与请求处理

• 路由映射

  • 使用 @RequestMapping 或 @GetMapping、@PostMapping 等注解将请求 URL 映射到控制器方法。

• 请求处理

  • 控制器方法可以接收请求参数、路径变量、请求体等数据，并返回视图名称或直接返回数据（如 JSON）。

• 代码示例

@Controller
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    // 处理 GET 请求，URL 为 /user/profile
    @GetMapping("/profile")
    public String profile(Model model) {
        model.addAttribute("name", "John Doe");
        return "profile"; // 返回视图名称
    }

    // 处理 POST 请求，URL 为 /user/submit
    @PostMapping("/submit")
    @ResponseBody
    public String submit(@RequestParam String name) {
        return "Hello, " + name;
    }
}

6. 表单处理与数据绑定

• 表单处理

  • 使用 @ModelAttribute 注解将表单数据绑定到 Java 对象。

  • 使用 th:object（Thymeleaf）或 form:form（JSP）标签渲染表单。

• 数据绑定

  • Spring MVC 自动将请求参数绑定到方法参数或 Java 对象。

• 代码示例

@Controller
@RequestMapping("/form")
public class FormController {

    // 显示表单页面
    @GetMapping("/show")
    public String showForm(Model model) {
        model.addAttribute("user", new User());
        return "form";
    }

    // 处理表单提交
    @PostMapping("/submit")
    public String submitForm(@ModelAttribute User user, Model model) {
        model.addAttribute("message", "Form submitted successfully!");
        return "result";
    }
}

// User.java
public class User {
    private String name;
    private String email;

    // Getters and Setters
}

7. 异常处理与错误页面定制

• 异常处理

  • 使用 @ExceptionHandler 注解处理控制器中的异常。

  • 使用 @ControllerAdvice 全局处理异常。

• 错误页面定制

  • 在 src/main/resources/templates 目录下创建自定义错误页面（如 error.html）。

• 代码示例

@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

    // 处理特定异常
    @ExceptionHandler(RuntimeException.class)
    public String handleRuntimeException(RuntimeException ex, Model model) {
        model.addAttribute("error", ex.getMessage());
        return "error";
    }
}

课后练习：Spring MVC 实战

练习目标

通过编写代码，深入理解 Spring MVC 的使用场景，并掌握如何实现路由映射、表单处理、异常处理等功能。

练习步骤

1. 创建项目

   • 使用 Spring Initializr 创建一个新的 Spring Boot 项目，添加 Spring Web 和 Thymeleaf 依赖。

2. 实现路由映射

   • 创建一个 UserController，定义多个路由映射方法，处理 GET 和 POST 请求。

3. 实现表单处理

   • 创建一个表单页面（使用 Thymeleaf），提交用户信息并显示提交结果。

4. 实现异常处理

   • 在 UserController 中抛出一个自定义异常，并使用 @ControllerAdvice 全局处理该异常。

5. 测试功能

   • 启动应用，访问不同路由，测试表单提交和异常处理功能。

参考代码

// UserController.java
@Controller
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @GetMapping("/profile")
    public String profile(Model model) {
        model.addAttribute("name", "John Doe");
        return "profile";
    }

    @GetMapping("/form")
    public String showForm(Model model) {
        model.addAttribute("user", new User());
        return "form";
    }

    @PostMapping("/submit")
    public String submitForm(@ModelAttribute User user, Model model) {
        if (user.getName().isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("Name cannot be empty!");
        }
        model.addAttribute("message", "Form submitted successfully!");
        return "result";
    }
}

// User.java
public class User {
    private String name;
    private String email;

    // Getters and Setters
}

// GlobalExceptionHandler.java
@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

    @ExceptionHandler(RuntimeException.class)
    public String handleRuntimeException(RuntimeException ex, Model model) {
        model.addAttribute("error", ex.getMessage());
        return "error";
    }
}

// form.html (Thymeleaf 模板)
<!DOCTYPE html>
<html xmlns:th="
<head>
    <title>User Form</title>
</head>
<body>
    <h1>User Form</h1>
    <form th:action="@{/user/submit}" th:object="${user}" method="post">
        <label for="name">Name:</label>
        <input type="text" id="name" th:field="*{name}">
        <br>
        <label for="email">Email:</label>
        <input type="email" id="email" th:field="*{email}">
        <br>
        <button type="submit">Submit</button>
    </form>
</body>
</html>

// result.html (Thymeleaf 模板)
<!DOCTYPE html>
<html xmlns:th="
<head>
    <title>Result</title>
</head>
<body>
    <h1>Result</h1>
    <p th:text="${message}"></p>
</body>
</html>

// error.html (Thymeleaf 模板)
<!DOCTYPE html>
<html xmlns:th="
<head>
    <title>Error</title>
</head>
<body>
    <h1>Error</h1>
    <p th:text="${error}"></p>
</body>
</html>

练习总结

通过完成这个练习，你将：

1. 掌握 Spring MVC 的基本架构和核心组件。

2. 学会实现路由映射、表单处理和异常处理。

3. 理解如何使用 Thymeleaf 渲染视图。