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前言
Mybatis是Java 项目开发使用率非常高的一款持久层框架,它支持自定义 SQL、存储过程以及高级映射。MyBatis 免除了几乎所有的 JDBC 代码以及设置参数和获取结果集的工作。MyBatis 可以通过简单的 XML 或注解来配置和映射原始类型、接口和 Java POJO(Plain Old Java Objects,普通老式 Java 对象)为数据库中的记录。
同时Mybatis也是面试过程中被高频问到的一门技术,今天我就带大家一起来对Mybatis的重要原理及其源码进行一个分析。
Mybatis的入门案例我们需要先写一个简单的入门案例,根据入门来分析Mybatis的执行原理
第一步:我们需要导入Mybatis的基础依赖
org.mybatis mybatis3.4.6 mysql mysql-connector-java5.1.47
第二步:然后准备一个mybatis的xml配置文件
数据库配置文件如下
mysql.driver=com.mysql.jdbc.Driver mysql.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false mysql.username=root mysql.password=admin
第三步:然后编写SQL映射文件StudnetMapper.xml , 先来个简单的查询
select * from student
第四步:编写实体类,和mapper映射器接口
public interface StudentMapper { ListselectAll(); Student selectById(Long id); }
第五步:编写测试类
public class StudentTest { @Test public void test() throws IOException { //加载配置 InputStream inputStream= Resources.getResourceAsStream("mybatis-config.xml"); //创建一个sqlSessionFactory SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream); //创建SqlSession SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession(); Student student = sqlSession.selectOne("cn.whale.mapper.StudentMapper.selectAll",1L); System.out.println(student); //使用最原始方式: namespace.statementid 执行 Listobjects = sqlSession.selectList("cn.whale.mapper.StudentMapper.selectAll"); objects.stream().forEach( System.out::println); //使用mapper映射器接口方式执行 StudentMapper mapper = sqlSession.getMapper(StudentMapper.class); List students = mapper.selectAll(); students.stream().forEach( System.out::println); } }
入门案例开发完毕。
Mybatis执行流程下面是Mybatis的组成结构图,可能你看起来会有点懵逼,但是没关系,每个组件我们都会在后面说道,这里先混个眼熟就行了
这里说几个比较重要的组件
- SqlSessionFactoryBuilder : 用到了建造者模式,用来解析配置文件和创建SqlSessionFactory
- SqlSessionFactory : 用来创建SqlSession的工厂类,全局唯一。
- SqlSession : 这个是MyBatis链接数据库的一次会话对象,如果Mybatis和数据库的链接中断,会话也就结束。所以SqlSession不应该是单利的。
- Configuration :配置对象,主要包括mybatis-config.xml中的配置项目
- Executor : 执行器,SqlSesion底层执行的时候用到
然后我们先来分析一下Mybatis的执行流程,根据上面的测试案例我们可以分为两部分。创建SqlSession和执行SqlSession。首先第一行代码 :InputStream inputStream= Resources.getResourceAsStream("mybatis-config.xml")
的作用是加载Mybatis配置文件,然后通过SqlSessionFactoryBuilder().build解析配置文件,以及mapper.xml 映射文件,并创建一个 SqlSessionFactory
然后是通过 sqlSessionFactory.openSession() 创建SqlSession,SqlSession是和数据库的一次会话对象。然后是通过sqlSession.selectList来执行语句,可以通过“namespace”加上“statementid”来找到要执行的SQL,也可以通过获取Mapper映射器接口的方式来执行,第二种方式最终会采用第一种方式去执行SQL。
执行完SQL会有结果集,然后会调用结果映射器处理结果集并返回,下面这个图是宏观层面的,Mybatis执行流程
Mybatis执行流程如下
- 初始化阶段,加载配置文件
- 根据配置文件,创建SqlSessionFactoryBuider,执行build方法来创建SqlSessionFactory,build方法会解析配置文件,然后封装到一个Configuration对象中。Configuration会保存在创建的SqlSessionFactory
- 通过SqlSessionFactory来创建SqlSesion,底层会创建一个Executor执行器保存在SqlSession中
- 然后就是SqlSesson的执行了,SqlSession会调用 executor 执行器去执行
- 执行器中会创建一个StatementHandler,调用StatementHandler去执行Statement语句,当然执行Statement语句前涉及到参数的处理
- 执行完成之后使用ResultSetHandler映射结果为实体对象并返回
代码入手肯定是new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream),直接看源码见:org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder#build(j…)
public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream) { return build(inputStream, null, null); } public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream, String environment, Properties properties) { try { //1. 创建一个XML配置的Builder,inputStream是通过Resources.getResourceAsStream加载的xml配置 //environment 和 properties都是null //这一步会创建一个 Configuration对象 XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, environment, properties); //2. parser.parse()解析一个configuration对象,然后创建SqlSessionFactory return build(parser.parse()); } catch (Exception e) { throw ExceptionFactory.wrapException("Error building SqlSession.", e); } finally { ErrorContext.instance().reset(); try { inputStream.close(); } catch (IOException e) { // Intentionally ignore. Prefer previous error. } } }
Mybatis的源码相比Spring来说要简单太多了,首先是通过Resources.getResourceAsStream加载的xml配置(inputStream)交给 XMLConfigBuilder ,创建一个XML解析器在new XMLConfigBuilder(…)代码中会创建Configuration对象。然后调用parser.parse() 解析配置,解析之后得到一个 Configuration 对象,交给builder方法去创建一个默认的DefaultSqlSessionFactory,同时把Configuraton对象保存给SqlSessionFactory
我们先来看parser.parse()方法的源码,然后再看build方法的源码,见org.apache.ibatis.builder.xml.XMLConfigBuilder#parse
public Configuration parse() { //parsed是用来判断是否已经解析过了 if (parsed) { throw new BuilderException("Each XMLConfigBuilder can only be used once."); } parsed = true; //解析配置,使用的是XPathParser解析器来解析一个configuration根节点。 parseConfiguration(parser.evalNode("/configuration")); return configuration; }
使用xPathParser解析器来解析配置文件,/configuration 就是mybatis-config.xml配置中的根节点,继续看parseConfiguration方法的源码
//解析配置项目 private void parseConfiguration(XNode root) { try { //issue #117 read properties first //1.拿到properties元素,也就是propertiesElement(root.evalNode("properties")); //2.处理 元素,并设置到Properties 对象中 Properties settings = settingsAsProperties(root.evalNode("settings")); loadCustomVfs(settings); //3.处理 用户配置的别名 typeAliasesElement(root.evalNode("typeAliases")); //4.处理 插件 pluginElement(root.evalNode("plugins")); //5.处理 对象工厂 objectFactoryElement(root.evalNode("objectFactory")); //用来装饰object的工厂 objectWrapperFactoryElement(root.evalNode("objectWrapperFactory")); //6.处理反射工厂 reflectorFactoryElement(root.evalNode("reflectorFactory")); //把 settings 设置到COnfiguration对象中 settingsElement(settings); // read it after objectFactory and objectWrapperFactory issue #631 //7.处理 , 数据源就在这个元素里面 environmentsElement(root.evalNode("environments")); databaseIdProviderElement(root.evalNode("databaseIdProvider")); //8.处理 类型处理器 typeHandlerElement(root.evalNode("typeHandlers")); //9 处理mappers 映射文件 mapperElement(root.evalNode("mappers")); } catch (Exception e) { throw new BuilderException("Error parsing SQL Mapper Configuration. Cause: " + e, e); } }
这里我们看到,parseConfiguration方法对于mybatis配置文件中的所有项目都做了解析。我大致说一下每个步骤做了啥,具体的细节水友自己去断点看
-
propertiesElement(root.evalNode(“properties”)) : 解析 ,加载db.properties中的配置项目,然后会把properties设置到Configuration的variables存储起来
-
Properties settings = settingsAsProperties(root.evalNode(“settings”)); 处理 元素,转换为Properties ,然后通过 settingsElement(settings); 方法把settings中的配置保存到Configfiguration。见org.apache.ibatis.builder.xml.XMLConfigBuilder#settingsElement
-
typeAliasesElement(root.evalNode(“typeAliases”)); :处理别名配置,如果是通过
方式配置别名,会把配置的实体类的class添加到Configuration对象的TypeAliasRegistry别名注册器中,TypeAliasRegistry内部维护了一个new HashMap >() ,就是以类的简单名字小写为key,以实体类的class为值来映射别名到HashMap。见org.apache.ibatis.type.TypeAliasRegistry
如果是通过在Configuration对象的构造器中默认映射了很多的内置类型的别名。 -
pluginElement(root.evalNode(“plugins”)); 处理插件配置,该方法会解析拦截器配置比如
,然后使用反射创建实例,保存到Configuration的InterceptorChain interceptorChain 拦截器执行链中,这里使用到了责任链模式。拦截器我们后面单独写一篇文章来说。 -
objectFactoryElement(root.evalNode(“objectFactory”)); 对象工厂处理解析,默认情况Mybaits在映射结果的时候会使用 DefaultObjectFactory 工厂利用反射来实例化实体类,你可以通过
配置来创建自定义的实例化工厂。指定自己的实例化方式。该工厂类也是保存到configuration对象的ObjectFactory objectFactory 字段上。 -
environmentsElement(root.evalNode(“environments”)); 环境处理,
中主要包括事务 和 数据源的配置。environmentsElement方法中会根据type=JDBC 从TypeAliasRegistry中找到一个JdbcTransactionFactory事务工厂,使用反射创建实例,根据type="POOLED"找到一个PooledDataSource,使用反射创建实例,最后创建一个 Environment 环境对象,把 JdbcTransactionFactory 事务工厂 和PooledDataSource连接池保存到Environment中 -
typeHandlerElement(root.evalNode(“typeHandlers”)); 处理类型处理器
,typeHandler是用来处理数据库的类型到Java的类型转换的,在 TypeHandlerRegistry的构造器中初始化了内置的很多的类型处理器,比如:VARCHAR类型转换为String就需要用到内置的 StringTypeHandler 处理器。当然我们也可以定义我们自己的类型处理器。 -
mapperElement(root.evalNode(“mappers”)); 处理mapper映射文件,比如:
,方法内部会构建 XMLMapperBuilder 去解析xml文件,见org.apache.ibatis.builder.xml.XMLMapperBuilder#parse public void parse() { //解析 cache , cache,parameterMap,resultMap,sql,select|insert|update|delete //把SQL元素解析后封装成一个MappedStatement,存储到Configuration中的Map
中 if (!configuration.isResourceLoaded(resource)) { configurationElement(parser.evalNode("/mapper")); configuration.addLoadedResource(resource); //绑定Mapper接口 bindMapperForNamespace(); } parsePendingResultMaps(); parsePendingCacheRefs(); parsePendingStatements(); } configurationElement方法底层会解析到mapper.xml文件,包括: cache,parameterMap,resultMap,sql,select | insert | update | delete等元素的解析。然后把SQL语句封装成MappedStatement,以 namespace.id 为 key把MappedStatement映射到Configuration中的Map
中。
bindMapperForNamespace();方法中,会根据namespace找到mapper映射器接口,然后添加到 MapperRegistry中。private void bindMapperForNamespace() { String namespace = builderAssistant.getCurrentNamespace(); if (namespace != null) { Class> boundType = null; try { boundType = Resources.classForName(namespace); } catch (ClassNotFoundException e) { //ignore, bound type is not required } if (boundType != null) { if (!configuration.hasMapper(boundType)) { // Spring may not know the real resource name so we set a flag // to prevent loading again this resource from the mapper interface // look at MapperAnnotationBuilder#loadXmlResource configuration.addLoadedResource("namespace:" + namespace); configuration.addMapper(boundType); } } } }
MapperRegistry中维护了一个HashMap
, MapperProxyFactory>>() ,key是mapper接口的class 类型,Value是一个MapperProxyFactory工厂,工厂中维护了mapper接口和接口中的方法如下 public class MapperProxyFactory
{ //mapper接口 private final Class mapperInterface; //接口中的方法 private final Map methodCache = new ConcurrentHashMap ();
接下来我们分析 sqlSessionFactory.openSession(); ,该方法是通过SqlSessionFactory创建SqlSession见:org.apache.ibatis.session.defaults.DefaultSqlSessionFactory#openSession()
@Override public SqlSession openSession() { return openSessionFromDataSource(configuration.getDefaultExecutorType(), null, false); }
这里重configuration中获取默认的executor类型默认是simple,事务的提交方式指定为手动提交,然后交给 openSessionFromDataSource 去处理
// execType :执行器的类型 ; autoCommit :事务提交方式为手动提交 private SqlSession openSessionFromDataSource(ExecutorType execType, TransactionIsolationLevel level, boolean autoCommit) { Transaction tx = null; try { //1.从Configuration拿到配置对象,配置对象中包括 JdbcTranscationFactory 和 PooledDataSource final Environment environment = configuration.getEnvironment(); //从environment总获取事务工厂 final TransactionFactory transactionFactory = getTransactionFactoryFromEnvironment(environment); //2.通过事务工厂transactionFactory创建Transaction事务对象,默认实现是JdbcTransaction //JdbcTransaction中包括了Connection连接对象;DataSource 数据源;autoCommmit提交方式为false tx = transactionFactory.newTransaction(environment.getDataSource(), level, autoCommit); //3.根据execType创建执行器,默认是SimpleExecutor, //SimpleExecutor继承了baseExecutor,其中中维护了Transcation对象和PerpetualCache一级缓存一级configuration //SimpleExecutor被包装到 CachingExecutor 总,这里使用了装饰者模式 //然后会把Executor添加到Configuration的interceptorChain拦截器链中 final Executor executor = configuration.newExecutor(tx, execType); //4.创建SqlSession ,默认实现是DefaultSqlSession return new DefaultSqlSession(configuration, executor, autoCommit); } catch (Exception e) { //5.发生异常,关闭事务 closeTransaction(tx); // may have fetched a connection so lets call close() throw ExceptionFactory.wrapException("Error opening session. Cause: " + e, e); } finally { ErrorContext.instance().reset(); } }
总结一下上面的方法的核心业务
-
从Configuration拿到Environment对象,该对象中包括 JdbcTranscationFactory事务工厂 和 PooledDataSource 连接池
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从Environment中获取事务工厂TransactionFactory ,通过事务工厂transactionFactory创建Transaction事务对象,默认实现是JdbcTransaction;JdbcTransaction中包括了Connection连接对象、DataSource 数据源、autoCommmit提交方式为false。JdbcTransaction中提供了事务的提交,回滚,关闭等方法。
-
然后根据execType创建执行器,默认是SimpleExecutor,SimpleExecutor继承了baseExecutor,baseExecutor维护了Transcation对象和PerpetualCache一级缓存、以及Configuration
SimpleExecutor被包装到 CachingExecutor 总,这里使用了装饰者模式然后会把Executor添加到Configuration的interceptorChain拦截器链中public Executor newExecutor(Transaction transaction, ExecutorType executorType) { executorType = executorType == null ? defaultExecutorType : executorType; executorType = executorType == null ? ExecutorType.SIMPLE : executorType; Executor executor; //1.根据类型创建Executor if (ExecutorType.BATCH == executorType) { executor = new BatchExecutor(this, transaction); } else if (ExecutorType.REUSE == executorType) { executor = new ReuseExecutor(this, transaction); } else { executor = new SimpleExecutor(this, transaction); } if (cacheEnabled) { //2.如果开启了一级缓存,默认是true,把SimpleExecutor交给Cachin gExecutor ,装饰者模式 executor = new CachingExecutor(executor); } //3.把executor加入Configuration的interceptorChain拦截器链中 executor = (Executor) interceptorChain.pluginAll(executor); return executor; }
继承体系如下
-
创建SqlSession ,默认实现是DefaultSqlSession,其中维护了Configuration对象,Executor,autoCommit为false
-
在catch中关闭事务closeTransaction , 底层会调用connection.close关闭事务
我们来总结一下Mybatis的初始化流程
- SqlSessionFactoryBuilder 加载 mybatis-config.xml配置文件,通过XMLConfigBuilder将配置解析为Configuration,并创建一个SqlSessionFactory。
-
对于
会解析为Properties并存储到Configuration的variables -
对于
会解析为Properties并设置到Configuration,比如:延迟加载配置,二级缓存配置等 -
对于
会解析解析类的class注册到Configuration的TypeAliasRegistry中,其中维护了一个new HashMap >(),TypeAliasRegistry默认以为了内置的别名。 -
对于
插件会注册到Configuration中的InterceptorChain拦截器链中,其中维护了List -
对于
对象工厂则会覆盖Configuration中默认的DefaultObjectFactory,它是用来处理结果时,实例化实体类的工厂。 -
对于
会解析出 transactionManager 和 dataSource ,事务使用的是JdbcTranscationFactoy。dataSource使用的是PooledDataSource。然后把JdbcTranscationFactory和PooledDataSource保存到Environment对象中,设置给Congifuration。 -
对于
会解析配置的typeHandler的class注册到TypeHandlerRegistry,其中维护了一个ConcurrentHashMap来存储typeHandler。 -
对于
mapper.xml映射文件会解析其中的 cache,parameterMap,resultMap,sql,select | insert | update | delete等元素的解析。然后把SQL语句封装成MappedStatement,以 namespace.id 为 key把MappedStatement映射到Configuration中的Map 中。 然后会根据namespace找到mapper映射器接口,然后添加到 MapperRegistry中。MapperRegistry中维护了一个HashMap
, MapperProxyFactory>>() ,key是mapper接口的class 类型,Value是一个MapperProxyFactory工厂
- 根据SqlSessionFactory创建SqlSession,默认实现是DefaultSqlSession,其中会创建好 Transaction (默认JdbcTransaction)事务对象,和 Executor (默认SimpleExecutor)执行器。
接下来就是sqlSession.selectList 执行SQL语句的代码分析了,这个我们就留到下一章来把。
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