【MyBatis源码分析】插件实现原理

MyBatis插件原理----从<plugins>解析开始

本文分析一下MyBatis的插件实现原理，在此之前，如果对MyBatis插件不是很熟悉的朋友，可参看此文MyBatis7：MyBatis插件及示例----打印每条SQL语句及其执行时间，本文我以一个例子说明了MyBatis插件是什么以及如何实现。由于MyBatis的插件已经深入到了MyBatis底层代码，因此要更好地使用插件，必须对插件实现原理及MyBatis底层代码有所熟悉才行，本文分析一下MyBatis的插件实现原理。

首先，我们从插件<plugins>解析开始，源码位于XMLConfigBuilder的pluginElement方法中：

 private void pluginElement(XNode parent) throws Exception {
     if (parent != null) {
       for (XNode child : parent.getChildren()) {
         String interceptor = child.getStringAttribute("interceptor");
         Properties properties = child.getChildrenAsProperties();
         Interceptor interceptorInstance = (Interceptor) resolveClass(interceptor).newInstance();
         interceptorInstance.setProperties(properties);
         configuration.addInterceptor(interceptorInstance);
       }
     }
 }

这里拿<plugin>标签中的interceptor属性，这是自定义的拦截器的全路径，第6行的代码通过反射生成拦截器实例。

再拿<plugin>标签下的所有<property>标签，解析name和value属性成为一个Properties，将Properties设置到拦截器中。

最后，通过第8行的代码将拦截器设置到Configuration中，源码实现为：

 public void addInterceptor(Interceptor interceptor) {
     interceptorChain.addInterceptor(interceptor);
 }

InterceptorChain是一个拦截器链，存储了所有定义的拦截器以及相关的几个操作的方法：

 public class InterceptorChain {

   private final List<Interceptor> interceptors = new ArrayList<Interceptor>();

   public Object pluginAll(Object target) {
     for (Interceptor interceptor : interceptors) {
       target = interceptor.plugin(target);
     }
     return target;
   }

   public void addInterceptor(Interceptor interceptor) {
     interceptors.add(interceptor);
   }

   public List<Interceptor> getInterceptors() {
     return Collections.unmodifiableList(interceptors);
   }

 }

分别有添加拦截器、为目标对象添加所有拦截器、获取当前所有拦截器三个方法。

MyBatis插件原理----pluginAll方法添加插件

上面我们在InterceptorChain中看到了一个pluginAll方法，pluginAll方法为目标对象生成代理，之后目标对象调用方法的时候走的不是原方法而是代理方法，这个在后面会说明。

MyBatis官网文档有说明，在以下四个代码执行点上允许使用插件：

为之生成插件的时机（换句话说就是pluginAll方法调用的时机）是Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler四个接口实现类生成的时候，每个接口实现类在MyBatis中生成的时机是不一样的，这个就不看它们是在什么时候生成的了，每个开发工具我相信都有快捷键可以看到pluginAll方法调用的地方，我使用的Eclipse就是Ctrl+Alt+H。

再看pluginAll方法：

 public Object pluginAll(Object target) {
     for (Interceptor interceptor : interceptors) {
       target = interceptor.plugin(target);
     }
     return target;
 }

这里值得注意的是：

1. 形参Object target，这个是Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler接口的实现类，换句话说，plugin方法是要为Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler的实现类生成代理，从而在调用这几个类的方法的时候，其实调用的是InvocationHandler的invoke方法
2. 这里的target是通过for循环不断赋值的，也就是说如果有多个拦截器，那么如果我用P表示代理，生成第一次代理为P(target)，生成第二次代理为P(P(target))，生成第三次代理为P(P(P(target)))，不断嵌套下去，这就得到一个重要的结论：<plugins>...</plugins>中后定义的<plugin>实际其拦截器方法先被执行，因为根据这段代码来看，后定义的<plugin>代理实际后生成，包装了先生成的代理，自然其代理方法也先执行

plugin方法中调用MyBatis提供的现成的生成代理的方法Plugin.wrap(Object target, Interceptor interceptor)，接着我们看下wrap方法的源码实现。

MyBatis插件原理----Plugin的wrap方法的实现

Plugin的wrap方法实现为：

 public static Object wrap(Object target, Interceptor interceptor) {
     Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap = getSignatureMap(interceptor);
     Class<?> type = target.getClass();
     Class<?>[] interfaces = getAllInterfaces(type, signatureMap);
     if (interfaces.length > 0) {
       return Proxy.newProxyInstance(
           type.getClassLoader(),
           interfaces,
           new Plugin(target, interceptor, signatureMap));
     }
     return target;
 }

首先看一下第2行的代码，获取Interceptor上定义的所有方法签名：

 private static Map<Class<?>, Set<Method>> getSignatureMap(Interceptor interceptor) {
     Intercepts interceptsAnnotation = interceptor.getClass().getAnnotation(Intercepts.class);
     // issue #251
     if (interceptsAnnotation == null) {
       throw new PluginException("No @Intercepts annotation was found in interceptor " + interceptor.getClass().getName());
     }
     Signature[] sigs = interceptsAnnotation.value();
     Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap = new HashMap<Class<?>, Set<Method>>();
     for (Signature sig : sigs) {
       Set<Method> methods = signatureMap.get(sig.type());
       if (methods == null) {
         methods = new HashSet<Method>();
         signatureMap.put(sig.type(), methods);
       }
       try {
         Method method = sig.type().getMethod(sig.method(), sig.args());
         methods.add(method);
       } catch (NoSuchMethodException e) {
         throw new PluginException("Could not find method on " + sig.type() + " named " + sig.method() + ". Cause: " + e, e);
       }
     }
     return signatureMap;
 }

看到先拿@Intercepts注解，如果没有定义@Intercepts注解，抛出异常，这意味着使用MyBatis的插件，必须使用注解方式。

接着拿到@Intercepts注解下的所有@Signature注解，获取其type属性（表示具体某个接口），再根据method与args两个属性去type下找方法签名一致的方法Method（如果没有方法签名一致的就抛出异常，此签名的方法在该接口下找不到），能找到的话key=type，value=Set<Method>，添加到signatureMap中，构建出一个方法签名映射。举个例子来说，就是我定义的@Intercepts注解，Executor下我要拦截的所有Method、StatementHandler下我要拦截的所有Method。

回过头继续看wrap方法，在拿到方法签名映射后，调用getAllInterfaces方法，传入的是Target的Class对象以及之前获取到的方法签名映射：

 private static Class<?>[] getAllInterfaces(Class<?> type, Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap) {
     Set<Class<?>> interfaces = new HashSet<Class<?>>();
     while (type != null) {
       for (Class<?> c : type.getInterfaces()) {
         if (signatureMap.containsKey(c)) {
           interfaces.add(c);
         }
       }
       type = type.getSuperclass();
     }
     return interfaces.toArray(new Class<?>[interfaces.size()]);
 }

这里获取Target的所有接口，如果方法签名映射中有这个接口，那么添加到interfaces中，这是一个Set，最终将Set转换为数组返回。

wrap方法的最后一步：

 if (interfaces.length > 0) {
   return Proxy.newProxyInstance(
       type.getClassLoader(),
       interfaces,
       new Plugin(target, interceptor, signatureMap));
 }
 return target;

如果当前传入的Target的接口中有@Intercepts注解中定义的接口，那么为之生成代理，否则原Target返回。

这段理论可能大家会看得有点云里雾里，我这里举个例子：

就以SqlCostPlugin为例，我的@Intercepts定义的是：
@Intercepts({@Signature(type = StatementHandler.class, method = "query", args = {Statement.class, ResultHandler.class}), @Signature(type = StatementHandler.class, 
method = "update", args = {Statement.class})})

此时，生成的方法签名映射signatureMap应当是（我这里把Map给toString()了）：
{interface org.apache.ibatis.executor.statement.StatementHandler=[public abstract int org.apache.ibatis.executor.statement.StatementHandler.update(java.sql.
Statement) throws java.sql.SQLException, public abstract java.util.List org.apache.ibatis.executor.statement.StatementHandler.query(java.sql.Statement,org.apache.
ibatis.session.ResultHandler) throws java.sql.SQLException]}
一个Class对应一个Set，Class为StatementHandler.class，Set为StataementHandler中的两个方法

如果我new的是StatementHandler接口的实现类，那么可以为之生成代理，因为signatureMap中的key有StatementHandler这个接口

如果我new的是Executor接口的实现类，那么直接会把Executor接口的实现类原样返回，因为signatureMap中的key并没有Executor这个接口

相信这么解释大家应该会明白一点。注意这里生不生成代理，只和接口在不在@Intercepts中定义过有关，和方法签名无关，具体某个方法走拦截器，在invoke方法中，马上来看一下。

MyBatis插件原理----Plugin的invoke方法

首先看一下Plugin方法的方法定义：

 public class Plugin implements InvocationHandler {

   private Object target;
   private Interceptor interceptor;
   private Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap;

   private Plugin(Object target, Interceptor interceptor, Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap) {
     this.target = target;
     this.interceptor = interceptor;
     this.signatureMap = signatureMap;
   }
   ...
 }

看到Plugin是InvocationHandler接口的实现类，换句话说，为目标接口生成代理之后，最终执行的都是Plugin的invoke方法，看一下invoke方法的实现：

 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
     try {
       Set<Method> methods = signatureMap.get(method.getDeclaringClass());
       if (methods != null && methods.contains(method)) {
         return interceptor.intercept(new Invocation(target, method, args));
       }
       return method.invoke(target, args);
     } catch (Exception e) {
       throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(e);
     }
 }

在这里，将method对应的Class拿出来，获取该Class中有哪些方法签名，换句话说就是Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler，在@Intercepts注解中定义了要拦截哪些方法签名。

如果当前调用的方法的方法签名在方法签名集合中，即满足第4行的判断，那么调用拦截器的intercept方法，否则方法原样调用，不会执行拦截器。