KeyWords: Mybatis 原理,源码,Mybatis Mapper 接口实现类,代理模式,动态代理,Java动态代理,Proxy.newProxyInstance,Mapper 映射,Mapper 实现

MyBatis 是一款优秀的持久层框架,它支持定制化 SQL、存储过程以及高级映射。MyBatis 避免了几乎所有的 JDBC 代码和手动设置参数以及获取结果集。我们在使用 Mybaits 进行 ,通常只需要定义几个 Mapper 接口,然后在编写一个 xml 文件,我们在配置文件中写好 sql , Mybatis 帮我们完成 Mapper 接口道具体实现的调用。以及将结果映射到 model bean 中。

我们在项目中所编写的众多的 Mapper 类只是一个接口(interface ),根据 Java 的多态性我们知道,可以使用接口接口作为形参,进而在运行时确定具体实现的对象是什么。但是,对于 Mapper 接口,我们并没有编写其实现类!Mybatis是如何找到其实现类,进而完成具体的 CRUD 方法调用的呢?原理何在?

Mapper 接口是怎么找到实现类的

为了弄清楚 Mapper 接口是如何找到实现类的,我们先回忆一下 Mybatis 是怎么使用的,根据实际的例子,进而一点点的去分析。这里的使用指的是Mybatis 单独使用,而不是整合 spring , 因为整合 spring 的话,还需要涉及 Mapper dao 装载到 spring 容器的问题,spring 帮忙创建数据源配置等问题。

通常我们使用 Mybatis 的主要步骤是:

  • 构建 SqlSessionFactory ( 通过 xml 配置文件 , 或者直接编写Java代码)
  • 从 SqlSessionFactory 中获取 SqlSession
  • 从SqlSession 中获取 Mapper
  • 调用 Mapper 的方法 ,例如:blogMapper.selectBlog(int blogId)

从一段代码看起

上面我们概括了使用 Mybatis 的4个步骤。这4个步骤看起来很简单,但是用代码写出来就很多。我们不妨先记着这4个步骤,再去看代码,会容易点。

// 1.
DataSource dataSource = BlogDataSourceFactory.getBlogDataSource();
TransactionFactory transactionFactory = new JdbcTransactionFactory();
Environment environment = new Environment("development", transactionFactory, dataSource);
Configuration configuration = new Configuration(environment);
configuration.addMapper(BlogMapper.class);// 添加Mapper接口
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(configuration);
// 2.
SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
try {
// 3.
BlogMapper mapper = session.getMapper(BlogMapper.class);
// 4.
Blog blog = mapper.selectBlog(1);
} finally {
session.close();
}

在这块代码中,第 1 部分我们使用了 Java 编码的形式来实现 SqlSessionFactory ,也可以使用 xml 。如果使用xml的话,上面的第一部分代码就是这样的:

String resource = "org/mybatis/example/mybatis-config.xml"; // xml内容就不贴了
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

我们本次的目标是弄清楚 “ Mapper 是如何找到实现类的 ”,我们注意上面代码 3 , 4 的位置:

  // 3.
BlogMapper mapper = session.getMapper(BlogMapper.class);
// 4.
Blog blog = mapper.selectBlog(1);

这里 mapper 可以调用selectBlog(1) 这个方法,说明 mapper 是个对象,因为对象才具有方法行为实现啊。BlogMapper接口是不能实例化的,更没有具体方法实现。我们并没有定义一个类,让它实现BlogMapper接口,而在这里它只是通过调用session.getMapper() 所得到的。由此,我们可以推断:肯定是session.getMapper() 方法内部产生了BlogMapper的实现类。有什么技术可以根据BlogMapper 接口生成了一个实现类呢?想到这里,对于有动态代理 使用经验的程序员来说,很容易想到,这背后肯定是基于动态代理技术,具体怎么实现的呢?下面我们来根据源码一探究竟。

Mapper 接口的注册

从上面的代码中,我们知道 BlogMapper 接口的实现类是从session.getMapper中得来的,大概是基于动态代理技术实现。我们既然能够从SqlSession中得到BlogMapper接口的,那么我们肯定需要先在哪里把它放进去了,然后 SqlSession 才能生成我们想要的代理类啊。上面代码中有这么一行:

configuration.addMapper(BlogMapper.class);

跟着这个 addMapper 方法的代码实现是这样的:

  public <T> void addMapper(Class<T> type) {
mapperRegistry.addMapper(type);
}

我们看到这里 mapper 实际上被添加到 mapperRegissry 中。继续跟进代码:

public class MapperRegistry {
private final Map<Class<?>, MapperProxyFactory<?>> knownMappers
= new HashMap<Class<?>, MapperProxyFactory<?>>(); public <T> void addMapper(Class<T> type) {
if (type.isInterface()) { // 只添加接口
if (hasMapper(type)) { // 不允许重复添加
throw new BindingException("Type " + type + " is already known to the MapperRegistry.");
}
boolean loadCompleted = false;
try {
knownMappers.put(type, new MapperProxyFactory<T>(type)); // 注意这里 MapperAnnotationBuilder parser = new MapperAnnotationBuilder(config, type);
parser.parse();
loadCompleted = true; } finally {
if (!loadCompleted) {
knownMappers.remove(type);
}
}
}
}
}

看到这里我们知道上面所执行的configuration.addMapper(BlogMapper.class); 其实最终被放到了HashMap中,其名为knownMappersknowMappers是MapperRegistry 类的一个私有属性,它是一个HashMap 。其Key 为当前Class对象,value 为一个MapperProxyFactory 实例。

这里我们总结一下: 诸如BlogMapper 之类的Mapper接口被添加到了MapperRegistry 中的一个HashMap中。并以 Mapper 接口的 Class 对象作为 Key , 以一个携带Mapper接口作为属性的MapperProxyFactory 实例作为valueMapperProxyFacory从名字来看,好像是一个工厂,用来创建Mapper Proxy的工厂。我们继续往下看。

Mapper接口的动态代理类的生成

上面我们已经知道,Mapper 接口被到注册到了MapperRegistry 中——放在其名为knowMappers 的HashMap属性中,我们在调用Mapper接口的方法的时候,是这样的:

BlogMapper mapper = session.getMapper(BlogMapper.class);

这里,我们跟踪一下session.getMapper() 方法的代码实现,这里 SqlSession 是一个接口,他有两个实现类,一个是DefaultSqlSession,另外一个是SqlSessionManager,这里我们用的是DefaultSqlSession. 为什么是DefaultSqlSession呢?因为我们在初始化SqlSessionFactory的时候所调用的SqlSessionFactoryBuilder的build()方法里边配置的就是DefaultSqlSession, 所以,我们进入到DefaultSession类中,看看它对session.getMapper(BlogMapper.class)是怎么实现的:

public class DefaultSqlSession implements SqlSession {
private Configuration configuration; @Override
public <T> T getMapper(Class<T> type) {
return configuration.<T>getMapper(type, this); //最后会去调用MapperRegistry.getMapper
}
}

如代码所示,这里的 getMapper 调用了 configuration.getMapper , 这一步操作其实最终是调用了MapperRegistry,而此前我们已经知道,MapperRegistry是存放了一个HashMap的,我们继续跟踪进去看看,那么这里的get,肯定是从这个hashMap中取数据。我们来看看代码:

public class MapperRegistry {

private final Map<Class<?>, MapperProxyFactory<?>> knownMappers = new HashMap<Class<?>, MapperProxyFactory<?>>();// Mapper 映射

public <T> T getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession) {
final MapperProxyFactory<T> mapperProxyFactory =
(MapperProxyFactory<T>) knownMappers.get(type); try {
return mapperProxyFactory.newInstance(sqlSession); // 重点看这里
} catch (Exception e) {
}
}
}

我们调用的session.getMapper(BlogMapper.class);最终会到达上面这个方法,这个方法,根据BlogMapper的class对象,以它为keyknowMappers 中找到了对应的value —— MapperProxyFactory(BlogMapper) 对象,然后调用这个对象的newInstance()方法。根据这个名字,我们就能猜到这个方法是创建了一个对象,代码是这样的:

public class MapperProxyFactory<T> { //映射器代理工厂

  private final Class<T> mapperInterface;
private Map<Method, MapperMethod> methodCache = new ConcurrentHashMap<Method, MapperMethod>(); public MapperProxyFactory(Class<T> mapperInterface) {
this.mapperInterface = mapperInterface;
}
// 删除部分代码,便于阅读 @SuppressWarnings("unchecked")
protected T newInstance(MapperProxy<T> mapperProxy) {
//使用了JDK自带的动态代理生成映射器代理类的对象
return (T) Proxy.newProxyInstance(
mapperInterface.getClassLoader(),
new Class[] { mapperInterface },
mapperProxy);
} public T newInstance(SqlSession sqlSession) {
final MapperProxy<T> mapperProxy = new MapperProxy<T>(sqlSession, mapperInterface, methodCache);
return newInstance(mapperProxy);
} }

看到这里,就清楚了,最终是通过Proxy.newProxyInstance产生了一个BlogMapper的代理对象。Mybatis 为了完成 Mapper 接口的实现,运用了代理模式。具体是使用了JDK动态代理,这个Proxy.newProxyInstance方法生成代理类的三个要素是:

  1. ClassLoader —— 指定当前接口的加载器即可
  2. 当前被代理的接口是什么 —— 这里就是 BlogMapper
  3. 代理类是什么 —— 这里就是 MapperProxy

代理模式中,代理类(MapperProxy)中才真正的完成了方法调用的逻辑。我们贴出MapperProxy的代码,如下:

public class MapperProxy<T> implements InvocationHandler, Serializable {// 实现了InvocationHandler

  @Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
//代理以后,所有Mapper的方法调用时,都会调用这个invoke方法 if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {
try {
return method.invoke(this, args); // 注意1
} catch (Throwable t) {
throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);
}
} final MapperMethod mapperMethod = cachedMapperMethod(method); // 使用了缓存
//执行CURD
return mapperMethod.execute(sqlSession, args); // 注意2
} }

我们调用的 Blog blog = mapper.selectBlog(1); 实际上最后是会调用这个MapperProxyinvoke方法。这段代码中,if 语句先判断,我们想要调用的方法是否来自Object类,这里的意思就是,如果我们调用toString()方法,那么是不需要做代理增强的,直接还调用原来的method.invoke()就行了。只有调用selectBlog()之类的方法的时候,才执行增强的调用——即mapperMethod.execute(sqlSession, args);这一句代码逻辑。

mapperMethod.execute(sqlSession, args);这句最终就会执行增删改查了,代码如下:

  public Object execute(SqlSession sqlSession, Object[] args) {
Object result;
if (SqlCommandType.INSERT == command.getType()) { //insert 处理,调用SqlSession的insert
Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
result = rowCountResult(sqlSession.insert(command.getName(), param));
} else if (SqlCommandType.UPDATE == command.getType()) { // update
Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
result = rowCountResult(sqlSession.update(command.getName(), param));
} else if (SqlCommandType.DELETE == command.getType()) { // delete
Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
result = rowCountResult(sqlSession.delete(command.getName(), param));
} else if (SqlCommandType.SELECT == command.getType()) {
// 删除部分代码
} else {
throw new BindingException("Unknown execution method for: " + command.getName());
}
// 删除部分代码
return result;
}

再往下一层,就是执行JDBC那一套了,获取链接,执行,得到ResultSet,解析ResultSet映射成JavaBean。

至此,我们已经摸清楚了Blog blog = mapper.selectBlog(1); 中,BlogMapper接口调用到得到数据库数据过程中,Mybaitis 是如何为接口生成实现类的,以及在哪里出发了最终的CRUD调用。实际上,如果我们在调用Blog blog = mapper.selectBlog(1);之前,把从slqSession中得到的 mapper 对象打印出来就会看到,输出大概是这样的:

com.sun.proxy.$Proxy17

动态代理没错吧,Java动态代理实在是太美妙了。

总结

上面我们用层层深入的方式摸清楚了 Mapper接口是如何找到实现类的。我们分析了 Mapper接口是如何注册的,Mapper接口是如何产生动态代理对象的,Maper接口方法最终是如何执行的。总结起来主要就是这几个点:

1. Mapper 接口在初始SqlSessionFactory 注册的。
2. Mapper 接口注册在了名为 MapperRegistry 类的 HashMap中, key = Mapper class value = 创建当前Mapper的工厂。
3. Mapper 注册之后,可以从SqlSession中get
4. SqlSession.getMapper 运用了 JDK动态代理,产生了目标Mapper接口的代理对象。
5. 动态代理的 代理类是 MapperProxy ,这里边最终完成了增删改查方法的调用。

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