从原理层面掌握@ModelAttribute的使用（核心原理篇）【一起学Spring MVC】

每篇一句

我们应该做一个：胸中有蓝图，脚底有计划的人

前言

Spring MVC提供的基于注释的编程模型，极大的简化了web应用的开发，我们都是受益者。比如我们在@RestController标注的Controller控制器组件上用@RequestMapping、@ExceptionHandler等注解来表示请求映射、异常处理等等。
使用这种注解的方式来开发控制器我认为最重要的优势是：

1. 灵活的方法签名（入参随意写）
2. 不必继承基类
3. 不必实现接口

==总之一句话：灵活性非常强，耦合度非常低。==

在众多的注解使用中，Spring MVC中有一个非常强大但几乎被忽视的一员：@ModelAttribute。关于这个注解的使用情况，我在群里/线下问了一些人，感觉很少人会使用这个注解（甚至有的不知道有这个注解），这着实让我非常的意外。我认为至少这对于"久经战场"的一个老程序员来说这是不应该的吧。

不过没关系，有幸看到此文，能够帮你弥补弥补这块的盲区。
@ModelAttribute它不是开发必须的注解（不像@RequestMapping那么重要），so即使你不知道它依旧能正常书写控制器。当然，正所谓没有最好只有更好，倘若你掌握了它，便能够帮助你更加高效的写代码，让你的代码复用性更强、代码更加简洁、可维护性更高。

这种知识点就像反射、就像内省，即使你不知道它你完全也可以工作、写业务需求。但是若你能够熟练使用，那你的可想象空间就会更大了，未来可期。虽然它不是必须，但是它是个很好的辅助~

@ModelAttribute官方解释

首先看看Spring官方的JavaDoc对它怎么说：它将方法参数/方法返回值绑定到web view的Model里面。只支持@RequestMapping这种类型的控制器哦。它既可以标注在方法入参上，也可以标注在方法（返回值）上。

但是请注意，当请求处理导致异常时，引用数据和所有其他模型内容对Web视图不可用，因为该异常随时可能引发，使Model内容不可靠。因此，标注有@Exceptionhandler的方法不提供对Model参数的访问~

// @since 2.5  只能用在入参、方法上
@Target({ElementType.PARAMETER, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface ModelAttribute {

    @AliasFor("name")
    String value() default "";
    // The name of the model attribute to bind to. 注入如下默认规则
    // 比如person对应的类是：mypackage.Person（类名首字母小写）
    // personList对应的是：List<Person>  这些都是默认规则咯~~~ 数组、Map的省略
    // 具体可以参考方法：Conventions.getVariableNameForParameter(parameter)的处理规则
    @AliasFor("value")
    String name() default "";

    // 若是false表示禁用数据绑定。
    // @since 4.3
    boolean binding() default true;
}

基本原理

我们知道@ModelAttribute能标注在入参上，也可以标注在方法上。下面就从原理处深入理解，从而掌握它的使用，后面再给出多种使用场景的使用Demo。
和它相关的两个类是ModelFactory和ModelAttributeMethodProcessor

@ModelAttribute缺省处理的是Request请求域，Spring MVC还提供了@SessionAttributes来处理和Session域相关的模型数据，详见：从原理层面掌握@SessionAttributes的使用【一起学Spring MVC】

关于ModelFactory的介绍，在这里讲解@SessionAttributes的时候已经介绍一大部分了，但特意留了一部分关于@ModelAttribute的内容，在本文继续讲解

ModelFactory

ModelFactory所在包org.springframework.web.method.annotation，可见它和web是强关联的在一起的。作为上篇文章的补充说明，接下里只关心它对@ModelAttribute的解析部分：

// @since 3.1
public final class ModelFactory {

    // 初始化Model 这个时候`@ModelAttribute`有很大作用
    public void initModel(NativeWebRequest request, ModelAndViewContainer container, HandlerMethod handlerMethod) throws Exception {
        // 拿到sessionAttr的属性
        Map<String, ?> sessionAttributes = this.sessionAttributesHandler.retrieveAttributes(request);
        // 合并进容器内
        container.mergeAttributes(sessionAttributes);
        // 这个方法就是调用执行标注有@ModelAttribute的方法们~~~~
        invokeModelAttributeMethods(request, container);
        ... 
    }

    //调用标注有注解的方法来填充Model
    private void invokeModelAttributeMethods(NativeWebRequest request, ModelAndViewContainer container) throws Exception {
        // modelMethods是构造函数进来的  一个个的处理吧
        while (!this.modelMethods.isEmpty()) {
            // getNextModelMethod：通过next其实能看出 执行是有顺序的  拿到一个可执行的InvocableHandlerMethod
            InvocableHandlerMethod modelMethod = getNextModelMethod(container).getHandlerMethod();

            // 拿到方法级别的标注的@ModelAttribute~~
            ModelAttribute ann = modelMethod.getMethodAnnotation(ModelAttribute.class);
            Assert.state(ann != null, "No ModelAttribute annotation");
            if (container.containsAttribute(ann.name())) {
                if (!ann.binding()) { // 若binding是false  就禁用掉此name的属性  让不支持绑定了  此方法也处理完成
                    container.setBindingDisabled(ann.name());
                }
                continue;
            }

            // 调用目标的handler方法，拿到返回值returnValue 
            Object returnValue = modelMethod.invokeForRequest(request, container);
            // 方法返回值不是void才需要继续处理
            if (!modelMethod.isVoid()){

                // returnValueName的生成规则 上文有解释过  本处略
                String returnValueName = getNameForReturnValue(returnValue, modelMethod.getReturnType());
                if (!ann.binding()) { // 同样的 若禁用了绑定，此处也不会放进容器里
                    container.setBindingDisabled(returnValueName);
                }
        
                //在个判断是个小细节：只有容器内不存在此属性，才会放进去   因此并不会有覆盖的效果哦~~~
                // 所以若出现同名的  请自己控制好顺序吧
                if (!container.containsAttribute(returnValueName)) {
                    container.addAttribute(returnValueName, returnValue);
                }
            }
        }
    }

    // 拿到下一个标注有此注解方法~~~
    private ModelMethod getNextModelMethod(ModelAndViewContainer container) {
        
        // 每次都会遍历所有的构造进来的modelMethods
        for (ModelMethod modelMethod : this.modelMethods) {
            // dependencies：表示该方法的所有入参中 标注有@ModelAttribute的入参们
            // checkDependencies的作用是：所有的dependencies依赖们必须都是container已经存在的属性，才会进到这里来
            if (modelMethod.checkDependencies(container)) {
                // 找到一个 就移除一个
                // 这里使用的是List的remove方法，不用担心并发修改异常？？？ 哈哈其实不用担心的  小伙伴能知道为什么吗？？
                this.modelMethods.remove(modelMethod);
                return modelMethod;
            }
        }

        // 若并不是所有的依赖属性Model里都有，那就拿第一个吧~~~~
        ModelMethod modelMethod = this.modelMethods.get(0);
        this.modelMethods.remove(modelMethod);
        return modelMethod;
    }
    ...
}

ModelFactory这部分做的事：执行所有的标注有@ModelAttribute注解的方法，并且是顺序执行哦。那么问题就来了，这些handlerMethods是什么时候被“找到”的呢？？？这个时候就来到了RequestMappingHandlerAdapter，来看看它是如何找到这些标注有此注解@ModelAttribute的处理器的~~~

RequestMappingHandlerAdapter

RequestMappingHandlerAdapter是个非常庞大的体系，本处我们只关心它对@ModelAttribute也就是对ModelFactory的创建，列出相关源码如下：

//  @since 3.1
public class RequestMappingHandlerAdapter extends AbstractHandlerMethodAdapter implements BeanFactoryAware, InitializingBean {

    // 该方法不能标注有@RequestMapping注解，只标注了@ModelAttribute才算哦~
    public static final MethodFilter MODEL_ATTRIBUTE_METHODS = method ->
            (!AnnotatedElementUtils.hasAnnotation(method, RequestMapping.class) && AnnotatedElementUtils.hasAnnotation(method, ModelAttribute.class));
    ...
    // 从Advice里面分析出来的标注有@ModelAttribute的方法（它是全局的）
    private final Map<ControllerAdviceBean, Set<Method>> modelAttributeAdviceCache = new LinkedHashMap<>();

    @Nullable
    protected ModelAndView invokeHandlerMethod(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, HandlerMethod handlerMethod) throws Exception {
        WebDataBinderFactory binderFactory = getDataBinderFactory(handlerMethod);
        // 每调用一次都会生成一个ModelFactory ~~~
        ModelFactory modelFactory = getModelFactory(handlerMethod, binderFactory);
        ...
        ModelAndViewContainer mavContainer = new ModelAndViewContainer();
        mavContainer.addAllAttributes(RequestContextUtils.getInputFlashMap(request));
        // 初始化Model
        modelFactory.initModel(webRequest, mavContainer, invocableMethod);
        mavContainer.setIgnoreDefaultModelOnRedirect(this.ignoreDefaultModelOnRedirect);
        ...
        return getModelAndView(mavContainer, modelFactory, webRequest);
    }

    // 创建出一个ModelFactory，来管理Model
    // 显然和Model相关的就会有@ModelAttribute @SessionAttributes等注解啦~
    private ModelFactory getModelFactory(HandlerMethod handlerMethod, WebDataBinderFactory binderFactory) {
        // 从缓存中拿到和此Handler相关的SessionAttributesHandler处理器~~处理SessionAttr
        SessionAttributesHandler sessionAttrHandler = getSessionAttributesHandler(handlerMethod);
        Class<?> handlerType = handlerMethod.getBeanType();

        // 找到当前类（Controller）所有的标注的@ModelAttribute注解的方法
        Set<Method> methods = this.modelAttributeCache.get(handlerType);
        if (methods == null) {
            methods = MethodIntrospector.selectMethods(handlerType, MODEL_ATTRIBUTE_METHODS);
            this.modelAttributeCache.put(handlerType, methods);
        }
        
        List<InvocableHandlerMethod> attrMethods = new ArrayList<>();
        // Global methods first
        // 全局的有限，最先放进List最先执行~~~~
        this.modelAttributeAdviceCache.forEach((clazz, methodSet) -> {
            if (clazz.isApplicableToBeanType(handlerType)) {
                Object bean = clazz.resolveBean();
                for (Method method : methodSet) {
                    attrMethods.add(createModelAttributeMethod(binderFactory, bean, method));
                }
            }
        });
        for (Method method : methods) {
            Object bean = handlerMethod.getBean();
            attrMethods.add(createModelAttributeMethod(binderFactory, bean, method));
        }
        return new ModelFactory(attrMethods, binderFactory, sessionAttrHandler);
    }

    // 构造InvocableHandlerMethod 
    private InvocableHandlerMethod createModelAttributeMethod(WebDataBinderFactory factory, Object bean, Method method) {
        InvocableHandlerMethod attrMethod = new InvocableHandlerMethod(bean, method);
        if (this.argumentResolvers != null) {
            attrMethod.setHandlerMethodArgumentResolvers(this.argumentResolvers);
        }
        attrMethod.setParameterNameDiscoverer(this.parameterNameDiscoverer);
        attrMethod.setDataBinderFactory(factory);
        return attrMethod;
    }
}

RequestMappingHandlerAdapter这部分处理逻辑：每次请求过来它都会创建一个ModelFactory，从而收集到全局的（来自@ControllerAdvice）+ 本Controller控制器上的所有的标注有@ModelAttribute注解的方法们。
@ModelAttribute标注在单独的方法上（木有@RequestMapping注解），它可以在每个控制器方法调用之前，创建出一个ModelFactory从而管理Model数据~

ModelFactory管理着Model，提供了@ModelAttribute以及@SessionAttributes等对它的影响

同时@ModelAttribute可以标注在入参、方法（返回值）上的，标注在不同地方处理的方式是不一样的，那么接下来又一主菜ModelAttributeMethodProcessor就得登场了。

ModelAttributeMethodProcessor

从命名上看它是个Processor，所以根据经验它既能处理入参，也能处理方法的返回值：HandlerMethodArgumentResolver + HandlerMethodReturnValueHandler。解析@ModelAttribute注解标注的方法参数，并处理@ModelAttribute标注的方法返回值。

==先看它对方法入参的处理（稍显复杂）：==

// 这个处理器用于处理入参、方法返回值~~~~
// @since 3.1
public class ModelAttributeMethodProcessor implements HandlerMethodArgumentResolver, HandlerMethodReturnValueHandler {

    private static final ParameterNameDiscoverer parameterNameDiscoverer = new DefaultParameterNameDiscoverer();
    private final boolean annotationNotRequired;

    public ModelAttributeMethodProcessor(boolean annotationNotRequired) {
        this.annotationNotRequired = annotationNotRequired;
    }


    // 入参里标注了@ModelAttribute 或者（注意这个或者） annotationNotRequired = true并且不是isSimpleProperty()
    // isSimpleProperty()：八大基本类型/包装类型、Enum、Number等等 Date Class等等等等
    // 所以划重点：即使你没标注@ModelAttribute  单子还要不是基本类型等类型，都会进入到这里来处理
    // 当然这个行为是是收到annotationNotRequired属性影响的，具体的具体而论  它既有false的时候  也有true的时候
    @Override
    public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
        return (parameter.hasParameterAnnotation(ModelAttribute.class) ||
                (this.annotationNotRequired && !BeanUtils.isSimpleProperty(parameter.getParameterType())));
    }

    // 说明：能进入到这里来的  证明入参里肯定是有对应注解的？？？
    // 显然不是，上面有说  这事和属性值annotationNotRequired有关的~~~
    @Override
    @Nullable
    public final Object resolveArgument(MethodParameter parameter, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer, NativeWebRequest webRequest, @Nullable WebDataBinderFactory binderFactory) throws Exception {
    
        // 拿到ModelKey名称~~~（注解里有写就以注解的为准）
        String name = ModelFactory.getNameForParameter(parameter);
        // 拿到参数的注解本身
        ModelAttribute ann = parameter.getParameterAnnotation(ModelAttribute.class);
        if (ann != null) {
            mavContainer.setBinding(name, ann.binding());
        }

        Object attribute = null;
        BindingResult bindingResult = null;

        // 如果model里有这个属性，那就好说，直接拿出来完事~
        if (mavContainer.containsAttribute(name)) {
            attribute = mavContainer.getModel().get(name);
        } else { // 若不存在，也不能让是null呀
            // Create attribute instance
            // 这是一个复杂的创建逻辑：
            // 1、如果是空构造，直接new一个实例出来
            // 2、若不是空构造，支持@ConstructorProperties解析给构造赋值
            //   注意:这里就支持fieldDefaultPrefix前缀、fieldMarkerPrefix分隔符等能力了 最终完成获取一个属性
            // 调用BeanUtils.instantiateClass(ctor, args)来创建实例
            // 注意：但若是非空构造出来，是立马会执行valid校验的，此步骤若是空构造生成的实例，此步不会进行valid的，但是下一步会哦~
            try {
                attribute = createAttribute(name, parameter, binderFactory, webRequest);
            } catch (BindException ex) {
                if (isBindExceptionRequired(parameter)) {
                    // No BindingResult parameter -> fail with BindException
                    throw ex;
                }
                // Otherwise, expose null/empty value and associated BindingResult
                if (parameter.getParameterType() == Optional.class) {
                    attribute = Optional.empty();
                }
                bindingResult = ex.getBindingResult();
            }
        }

        // 若是空构造创建出来的实例，这里会进行数据校验  此处使用到了((WebRequestDataBinder) binder).bind(request);  bind()方法  唯一一处
        if (bindingResult == null) {
            // Bean property binding and validation;
            // skipped in case of binding failure on construction.
            WebDataBinder binder = binderFactory.createBinder(webRequest, attribute, name);
            if (binder.getTarget() != null) {
                // 绑定request请求数据
                if (!mavContainer.isBindingDisabled(name)) {
                    bindRequestParameters(binder, webRequest);
                }
                // 执行valid校验~~~~
                validateIfApplicable(binder, parameter);
                //注意：此处抛出的异常是BindException
                //RequestResponseBodyMethodProcessor抛出的异常是：MethodArgumentNotValidException
                if (binder.getBindingResult().hasErrors() && isBindExceptionRequired(binder, parameter)) {
                    throw new BindException(binder.getBindingResult());
                }
            }
            // Value type adaptation, also covering java.util.Optional
            if (!parameter.getParameterType().isInstance(attribute)) {
                attribute = binder.convertIfNecessary(binder.getTarget(), parameter.getParameterType(), parameter);
            }
            bindingResult = binder.getBindingResult();
        }

        // Add resolved attribute and BindingResult at the end of the model
        // at the end of the model  把解决好的属性放到Model的末尾~~~
        // 可以即使是标注在入参上的@ModelAtrribute的属性值，最终也都是会放进Model里的~~~可怕吧
        Map<String, Object> bindingResultModel = bindingResult.getModel();
        mavContainer.removeAttributes(bindingResultModel);
        mavContainer.addAllAttributes(bindingResultModel);

        return attribute;
    }

    // 此方法`ServletModelAttributeMethodProcessor`子类是有复写的哦~~~~
    // 使用了更强大的：ServletRequestDataBinder.bind(ServletRequest request)方法
    protected void bindRequestParameters(WebDataBinder binder, NativeWebRequest request) {
        ((WebRequestDataBinder) binder).bind(request);
    }
}

模型属性首先从Model中获取，若没有获取到，就使用默认构造函数（可能是有无参，也可能是有参）创建，然后会把ServletRequest请求的数据绑定上来， 然后进行@Valid校验（若添加有校验注解的话），最后会把属性添加到Model里面

最后加进去的代码是：mavContainer.addAllAttributes(bindingResultModel);这里我贴出参考值：

如下示例，它会正常打印person的值，而不是null（因为Model内有person了~）
请求链接是：/testModelAttr?name=wo&age=10

    @GetMapping("/testModelAttr")
    public void testModelAttr(@Valid Person person, ModelMap modelMap) {
        Object personAttr = modelMap.get("person");
        System.out.println(personAttr); //Person(name=wo, age=10)
    }

注意：虽然person上没有标注@ModelAtrribute，但是modelMap.get("person")依然是能够获取到值的哦，至于为什么，原因上面已经分析了，可自行思考。

---

下例中：

    @GetMapping("/testModelAttr")
    public void testModelAttr(Integer age, Person person, ModelMap modelMap) {
        System.out.println(age); // 直接封装的值
        System.out.println("-------------------------------");
        System.out.println(modelMap.get("age"));
        System.out.println(modelMap.get("person"));
    }

请求：/testModelAttr?name=wo&age=10 输入为：

10
-------------------------------
null
Person(name=wo, age=10)

可以看到普通类型（注意理解这个普通类型）若不标注@ModelAtrribute，它是不会自动识别为Model而放进来的哟~~~若你这么写：

    @GetMapping("/testModelAttr")
    public void testModelAttr(@ModelAttribute("age") Integer age, Person person, ModelMap modelMap) {
        System.out.println(age); // 直接封装的值
        System.out.println("-------------------------------");
        System.out.println(modelMap.get("age"));
        System.out.println(modelMap.get("person"));
    }

打印如下：

10
-------------------------------
10
Person(name=wo, age=10)

请务必注意以上case的区别，加深记忆。使用的时候可别踩坑了~

---

==再看它对方法（返回值）的处理（很简单）：==

public class ModelAttributeMethodProcessor implements HandlerMethodArgumentResolver, HandlerMethodReturnValueHandler {

    // 方法返回值上标注有@ModelAttribute注解（或者非简单类型）  默认都会放进Model内哦~~
    @Override
    public boolean supportsReturnType(MethodParameter returnType) {
        return (returnType.hasMethodAnnotation(ModelAttribute.class) ||
                (this.annotationNotRequired && !BeanUtils.isSimpleProperty(returnType.getParameterType())));
    }

    // 这个处理就非常非常的简单了，注意：null值是不放的哦~~~~
    // 注意：void的话  returnValue也是null
    @Override
    public void handleReturnValue(@Nullable Object returnValue, MethodParameter returnType,
            ModelAndViewContainer mavContainer, NativeWebRequest webRequest) throws Exception {

        if (returnValue != null) {
            String name = ModelFactory.getNameForReturnValue(returnValue, returnType);
            mavContainer.addAttribute(name, returnValue);
        }
    }
}

它对方法返回值的处理非常简单，只要不是null（当然不能是void）就都会放进Model里面，供以使用

总结

本文介绍的是@ModelAttribute的核心原理，他对我们实际使用有重要的理论支撑。下面系列文章主要在原理的基础上，展示各种各样场景下的使用Demo，敬请关注~

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