Mybatis的SqlSession运行原理

前言

　　SqlSession是Mybatis最重要的构建之一，可以简单的认为Mybatis一系列的配置目的是生成类似 JDBC生成的Connection对象的SqlSession对象，这样才能与数据库开启“沟通”，通过SqlSession可以实现增删改查（当然现在更加推荐是使用Mapper接口形式），那么它是如何执行实现的，这就是本篇博文所介绍的东西，其中会涉及到简单的源码讲解。

　　了解SqlSession的运作原理是学习Mybatis插件的必经之路，因为Mybatis的插件会在SqlSession运行过程中“插入”运行，如果没有很好理解的话，Mybatis插件可能会覆盖相应的源码造成严重的问题。鉴于此，本篇博文尽量详细介绍SqlSession运作原理！

　　建议：在我之前的博文《Mybatis缓存（1）--------系统缓存及简单配置介绍》中介绍到SqlSession的产生过程，可以先理解后再读此博文可能会更加好理解！

　　注：本篇博文也是我最近真正理解Mybatis才开始编写的，可能有些地方不太准确，如果有错误之处敬请指出，另外创作不易，望转载告之，谢谢！

　　参数资料：《深入浅出Mybatis基础原理与实践》（我这里只有电子版PDF，需要的朋友可以联系我）

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1、SqlSession简单介绍

　　（1）SqlSession简单原理介绍

　　SqlSession提供select/insert/update/delete方法，在旧版本中使用使用SqlSession接口的这些方法，但是新版的Mybatis中就会建议使用Mapper接口的方法。

　　映射器其实就是一个动态代理对象，进入到MapperMethod的execute方法就能简单找到SqlSession的删除、更新、查询、选择方法，从底层实现来说：通过动态代理技术，让接口跑起来，之后采用命令模式，最后还是采用了SqlSession的接口方法（getMapper()方法等到Mapper）执行SQL查询（也就是说Mapper接口方法的实现底层还是采用SqlSession接口方法实现的）。

　　注：以上虽然只是简单的描述，但实际上源码相对复杂，下面将结合源码进行简单的介绍！

　　（2）SqlSession重要的四个对象

　　　　1）Execute：调度执行StatementHandler、ParmmeterHandler、ResultHandler执行相应的SQL语句；

　　　　2）StatementHandler：使用数据库中Statement（PrepareStatement）执行操作，即底层是封装好了的prepareStatement；

　　　　3）ParammeterHandler：处理SQL参数；

　　　　4）ResultHandler：结果集ResultSet封装处理返回。

2、SqlSession四大对象

（1）Execute执行器：

　　执行器起到至关重要的作用，它是真正执行Java与数据库交互的东西，参与了整个SQL查询执行过程中。

1）主要有三种执行器：简易执行器SIMPLE（不配置就是默认执行器）、REUSE是一种重用预处理语句、BATCH批量更新、批量专用处理器

package org.apache.ibatis.session;

/**
 * @author Clinton Begin
 */
public enum ExecutorType {
  SIMPLE, REUSE, BATCH
}

2）执行器作用：Executor会先调用StatementHandler的prepare()方法预编译SQL语句，同时设置一些基本的运行参数，然后调用StatementHandler的parameterize()方法（实际上是启用了ParameterHandler设置参数）设置参数，resultHandler再组装查询结果返回调用者完成一次查询完成预编译，简单总结起来就是即先预编译SQL语句，之后设置参数（跟JDBC的prepareStatement过程类似）最后如果有查询结果就会组装返回。

首先，以SimpleExecutor为例，查看源码我们得到如下几点重要知识点：

第一：Executor通过Configuration对象中newExecutor()方法中选择相应的执行器生成

public Executor newExecutor(Transaction transaction, ExecutorType executorType) {
    executorType = executorType == null ? defaultExecutorType : executorType;
    executorType = executorType == null ? ExecutorType.SIMPLE : executorType;
    Executor 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) {
      executor = new CachingExecutor(executor);
    }
    executor = (Executor) interceptorChain.pluginAll(executor);
    return executor;
  } 

（注：最后interceptorChain.pluginAll()中执行层层动态代理，最后在可以在调用真正的Executor前可以修改插件代码，这也就是为什么学会Mybatis的插件必须要知道SqlSession的运行过程）

第二：在执行器中StatementHandler是根据Configuration构建的

public SimpleExecutor(Configuration configuration, Transaction transaction) {
    super(configuration, transaction);
  }

  @Override
  public int doUpdate(MappedStatement ms, Object parameter) throws SQLException {
    Statement stmt = null;
    try {
      Configuration configuration = ms.getConfiguration();
      StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(this, ms, parameter, RowBounds.DEFAULT, null, null);
      stmt = prepareStatement(handler, ms.getStatementLog());
      return handler.update(stmt);
    } finally {
      closeStatement(stmt);
    }
  }

第三：Executor会执行StatementHandler的prepare()方法进行预编译---->填入connection对象等参数---->再调用parameterize()方法设置参数---->完成预编译

private Statement prepareStatement(StatementHandler handler, Log statementLog) throws SQLException {
    Statement stmt;
    Connection connection = getConnection(statementLog);
    stmt = handler.prepare(connection, transaction.getTimeout());
    handler.parameterize(stmt);
    return stmt;
  } 

　　总结以上绘制简单思维图如下：

　　　　　　

（2）StatementHanlder数据库会话器

　　　　　　1）作用：简单来说就是专门处理数据库会话。详细来说就是进行预编译并且调用ParameterHandler的setParameters()方法设置参数。

　　　　　　2）数据库会话器主要有三种：SimpleStatementHandler、PrepareStatementHandler、CallableStatementHandler，分别对应Executor的三种执行器（SIMPLE、REUSE、BATCH）

　　　　　　我们从上述Executor的prepareStatement()方法中调用了StatementHandler的parameterize()开始一步步地查看源码，如下得到几点重要的知识点：

　　　　　　第一：StatementHandler的生成是由Configuration方法中newStatementHandler()方法生成的，但是正在创建的是实现了StatementHandler接口的RoutingStatementHandler对象

 public StatementHandler newStatementHandler(Executor executor, MappedStatement mappedStatement, Object parameterObject,
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {
    StatementHandler statementHandler = new RoutingStatementHandler(executor, mappedStatement, parameterObject, rowBounds, resultHandler, boundSql);
    statementHandler = (StatementHandler) interceptorChain.pluginAll(statementHandler);
    return statementHandler;
  }

　　　　　　第二：RoutingStatementHandler的通过适配器模式找到对应（根据上下文）的StatementHandler执行的，并且有SimpleStatementHandler、PrepareStatementHandler、CallableStatementHandler，分别对应Executor的三种执行器（SIMPLE、REUSE、BATCH）

  public RoutingStatementHandler(Executor executor, MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {

    switch (ms.getStatementType()) {
      case STATEMENT:
        delegate = new SimpleStatementHandler(executor, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
        break;
      case PREPARED:
        delegate = new PreparedStatementHandler(executor, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
        break;
      case CALLABLE:
        delegate = new CallableStatementHandler(executor, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
        break;
      default:
        throw new ExecutorException("Unknown statement type: " + ms.getStatementType());
    }

　　　　　　之后主要以PrepareStatementHandler为例，我们观察到：它是实现BaseStatementHandler接口的，最后BaseStatementHandler又是实现StatementHandler接口的

public class PreparedStatementHandler extends BaseStatementHandler
......
public abstract class BaseStatementHandler implements StatementHandler

　　　　　　它主要有三种方法：prepare、parameterize和query，我们查看源码：

　　　　　　第三：在BaseStatementHandler中重写prepare()方法，instantiateStatement()方法完成预编译，之后设置一些基础配置（获取最大行数，超时）

@Override
  public Statement prepare(Connection connection, Integer transactionTimeout) throws SQLException {
    ErrorContext.instance().sql(boundSql.getSql());
    Statement statement = null;
    try {
      statement = instantiateStatement(connection);
      setStatementTimeout(statement, transactionTimeout);
      setFetchSize(statement);
      return statement;
    } catch (SQLException e) {
      closeStatement(statement);
      throw e;
    } catch (Exception e) {
      closeStatement(statement);
      throw new ExecutorException("Error preparing statement.  Cause: " + e, e);
    }
  }

　　　　　　第四：instantiateStatement()预编译实际上也是使用了JDBC的prepareStatement()完成预编译

  @Override
  protected Statement instantiateStatement(Connection connection) throws SQLException {
    String sql = boundSql.getSql();
    if (mappedStatement.getKeyGenerator() instanceof Jdbc3KeyGenerator) {
      String[] keyColumnNames = mappedStatement.getKeyColumns();
      if (keyColumnNames == null) {
        return connection.prepareStatement(sql, PreparedStatement.RETURN_GENERATED_KEYS);
      } else {
        return connection.prepareStatement(sql, keyColumnNames);
      }
    } else if (mappedStatement.getResultSetType() != null) {
      return connection.prepareStatement(sql, mappedStatement.getResultSetType().getValue(), ResultSet.CONCUR_READ_ONLY);
    } else {
      return connection.prepareStatement(sql);
    }
  }

　　　　　　第五：在prepareStatement中重写parameterize()方法。prepare()预编译完成之后，Executor会调用parameterize()方法（在上面的Executor部分中已经做了介绍），实际上是调用ParameterHandler的setParameters()方法

 @Override
  public void parameterize(Statement statement) throws SQLException {
    parameterHandler.setParameters((PreparedStatement) statement);
  }

　　（3）ParameterHandler参数处理器

　　　　　　作用：对预编译中参数进行设置，如果有配置typeHandler，自然会对注册的typeHandler对参数进行处理

　　　　　　查看并学习源码，得到以下几点重要知识点：

　　　　　　第一：Mybatis提供了ParamterHandler的默认实现类DefalutParameterHandler

　　　　　　

public interface ParameterHandler {

  Object getParameterObject();

  void setParameters(PreparedStatement ps)
      throws SQLException;

}

　　　　　　（其中：getParameterObject是返回参数对象，setParameters()是设置预编译参数）

　　　　　　第二：从parameterObject中取到参数，然后使用typeHandler（注册在Configuration中）进行参数处理：

  @Override
  public void setParameters(PreparedStatement ps) {
    ErrorContext.instance().activity("setting parameters").object(mappedStatement.getParameterMap().getId());
    List<ParameterMapping> parameterMappings = boundSql.getParameterMappings();
    if (parameterMappings != null) {
      for (int i = 0; i < parameterMappings.size(); i++) {
        ParameterMapping parameterMapping = parameterMappings.get(i);
        if (parameterMapping.getMode() != ParameterMode.OUT) {
          Object value;
          String propertyName = parameterMapping.getProperty();
          if (boundSql.hasAdditionalParameter(propertyName)) { // issue #448 ask first for additional params
            value = boundSql.getAdditionalParameter(propertyName);
          } else if (parameterObject == null) {
            value = null;
          } else if (typeHandlerRegistry.hasTypeHandler(parameterObject.getClass())) {
            value = parameterObject;
          } else {
            MetaObject metaObject = configuration.newMetaObject(parameterObject);
            value = metaObject.getValue(propertyName);
          }
          TypeHandler typeHandler = parameterMapping.getTypeHandler();
          JdbcType jdbcType = parameterMapping.getJdbcType();
          if (value == null && jdbcType == null) {
            jdbcType = configuration.getJdbcTypeForNull();
          }
          try {
            typeHandler.setParameter(ps, i + 1, value, jdbcType);
          } catch (TypeException e) {
            throw new TypeException("Could not set parameters for mapping: " + parameterMapping + ". Cause: " + e, e);
          } catch (SQLException e) {
            throw new TypeException("Could not set parameters for mapping: " + parameterMapping + ". Cause: " + e, e);
          }
        }
      }
    }
  }

　　（4）ResultSetHandler结果集处理器

　　　　　　作用：很简单，就是组装结果返回结果集

　　　　第一：ResultSetHandler接口，handlerResultSets()是包装并返回结果集的，handleOutputParameters()是处理存储过程输出参数的

public interface ResultSetHandler {

  <E> List<E> handleResultSets(Statement stmt) throws SQLException;

  <E> Cursor<E> handleCursorResultSets(Statement stmt) throws SQLException;

  void handleOutputParameters(CallableStatement cs) throws SQLException;

　　　　第二：Mybatis提供了默认的ResultSetHandler实现类DefaultResultSetHandler，其中重点是handlerResultSets()的实现，但是其实现过程比较复杂，这里不过多介绍（emmmmm....个人目前能力还达理解，仍需努力）

　　　　

　　　　第三：在Executor中doQuery()方法返回了封装的结果集

 @Override
  public <E> List<E> doQuery(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) throws SQLException {
    Statement stmt = null;
    try {
      Configuration configuration = ms.getConfiguration();
      StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(wrapper, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
      stmt = prepareStatement(handler, ms.getStatementLog());
      return handler.<E>query(stmt, resultHandler);
    } finally {
      closeStatement(stmt);
    }
  }

　　　　第四：实际上是返回结果是调用了resultSetHandler的handleResultSets()方法

  @Override
  public <E> List<E> query(Statement statement, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
    PreparedStatement ps = (PreparedStatement) statement;
    ps.execute();
    return resultSetHandler.<E> handleResultSets(ps);
  }

3、SqlSession运行总结

（1）文字总结

　SqlSession的运行主要是依靠Executor执行器调用（调度）StatementHandler、parameterHanlder、ResultSetHandler，Executor首先通过创建StamentHandler执行预编译并设置参数运行，而整个过程需要如下几步才能完成：

private Statement prepareStatement(StatementHandler handler, Log statementLog) throws SQLException {
    Statement stmt;
    Connection connection = getConnection(statementLog);
    stmt = handler.prepare(connection, transaction.getTimeout());
    handler.parameterize(stmt);
    return stmt;
  }

　　1）prepare预编译SQL

　　　　由适配模式生成的RoutingStatementHandler根据上下文选择生成三种相应的XXXStatementHandler；

　　　　在生成的XXXStatementHandler内部instantiateStatement()方法执行底层JDBC的prepareStatement()方法完成预编译

　　2）parameterize设置参数

　　　　默认是DefaultParameterHandler（实现了parameterHandler接口）中setParameter()方法完成参数配置，其中参数从ParameterObject中取出，交给typeHandler处理

　　3）doUpdate/doQuery执行SQL

　　　　返回的结果通过默认的DefaultResultSetHandler（实现了ResultSetHandler接口）封装

（2）运行图总结

　　　　　　1）SqlSession内部总运行图

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　 ）prepare()方法运行图：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　3）parameterize()方法运行图