MyBatis 原理 及 源码分析（ SqlSessionFactory、SqlSession、代理接口，一二级缓存 ）

一、回顾Mybatis的使用

Mybatis应该是现在我们项目中使用非常频繁的框架，它几乎消除了几乎所有的JDBC代码和参数的手工设置以及对结果集的检索封装，让我们可以使用简单的XML或注解用于配置和原始映射。

还记得我们在配置Mybatis的时候都要写一个 mybatis_config.xml 最常写的应该数据库连接信息，还有Mapper.xml 的映射地址，就比如下面这个简单的配置：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE configuration
        PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"
        "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd">
<configuration>
    <!-- 环境配置 -->
    <environments default="development">
        <environment id="development">
            <transactionManager type="JDBC"/>
            <!-- 数据库连接相关配置 ,这里动态获取config.properties文件中的内容-->
            <dataSource type="POOLED">
                <property name="driver" value="com.mysql.jdbc.Driver"/>
                <property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/testdb"/>
                <property name="username" value="root"/>
                <property name="password" value="root"/>
            </dataSource>
        </environment>
    </environments>
    <!-- mapping文件路径配置 -->
    <mappers>
        <mapper resource="mappers/UserMapper.xml"/>
    </mappers>
</configuration>

上面配置了数据库连接信息，和mapping文件的路径，如果要查询数据库的信息，是不是还要再来个接口和 Mapper.xml 文件：

public interface UserMapper {
    UserEntity getUser(int id);
}
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">

<mapper namespace="com.mybatis.demo.mapper.UserMapper">

    <select id="getUser" parameterType="int"
            resultType="com.mybatis.demo.entity.UserEntity">
        select * from user where id=#{id}
    </select>

</mapper>

相信上面这种基本上大家都这样写过吧，那再来看下下面的代码是否熟悉：

public class TestMyBatis {

    public static void main(String[] args) {

        try {
            // 基本mybatis环境
            // 1.定义mybatis_config文件地址
            String resources = "mybatis_config.xml";
            // 2.获取InputStreamReaderIo流
            Reader reader = Resources.getResourceAsReader(resources);
            // 3.获取SqlSessionFactory
            SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(reader);
            // 4.获取Session
            SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
            // 5.操作Mapper接口
            UserMapper mapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
            UserEntity user = mapper.getUser(175);
            System.out.println(user.getName());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

上面这是直接使用Mybatis的方式调的mapper，大家在项目中应该大多都是SSM或者SpringBoot 已经封装的自动帮我们实现了上面的这种代码，在这里写上面这种形式更方便下面对源码的解读和大家的理解。

二、Mybatis 源码执行原理流程

  1. 当项目启动的时候，首先读取我们配置的mybatis_config.xml文件，然后转化为InputStreamReader格式使用SqlSessionFactoryBuilder().build()方法解析XML，并且mybatis_config.xml文件只可被解析一次，如果手动再调用解析会报：Each XMLConfigBuilder can only be used once.错误。
  2. 解析mybatis_config.xml文件时，会将settings、environments、mappers等信息解析装配到Configuration对象中，供其他地方使用，同时Mapper.xml 中的信息比如namespace 接口地址会使用反射拿到Class，存放到 名为knownMappers的HashMap中，还有Mapper.xml中的select|insert|update|delete 语句，会根据id为key，value为MappedStatement的对象存放到名为mappedStatements的HashMap中。
  3. 解析完XML会返回一个DefaultSqlSessionFactory 的对象。下面可以通过这个对象openSession()方法拿到一个SqlSession对象。
  4. 在获取SqlSession对象会根据 cacheEnabled的值是否创建缓存执行器 ，注意Mybatis的二级缓存默认是开启的，也就是cacheEnabled默认是为true，所以这里默认创建的是二级缓存的CachingExecutor，如果设成false，返回的便是SimpleExecutor，现在好多网上说二级缓存默认关闭需要注意下，下面看源码的时候可以看下这个变量的值，至于在项目中为何二级缓存没有生效，可以检查下xml配置文件有没有<cache></cache>声明或者是否手动把cacheEnabled设置为了false，在使用默认的二级缓存的时候 Mybatis 是采用的 HashMap作为缓存容器，在并发情况下还是比较容易发生线程安全问题，如果要使用二级缓存，可以使用Redis来缓存，配置到Mybatis中。
  5. 在上面已经拿到一个Executor执行器，通过执行器有为我们创建了一个DefaultSqlSession返回出去。
  6. 在拿到了SqlSession后便可以获取Mapper接口对象了，SqlSession中有个getMapper()方法，通过传入一个Class 便可拿到该对象，是怎么实现的呢，其实就是使用的java的动态代理技术，做了个代理类，在第二点的时候我提到了一个knownMappers的HashMap容器存放namespace中的接口Class，现在在getMapper的时候就是根据传入的Class 到knownMappers容器中取，取到之后 Mybatis 通过 MapperProxy 类实现了InvocationHandler 代理Mapper接口。
  7. 再通过SqlSession的getMapper()方法上面已经拿到了Mybatis 给我们的代理对象，所以下面在执行对象中的方法时，肯定执行的时代理类中的invoke方法，在这个方法中 Mybatis 又提供了一个MapperMethod Mapper执行对象，来帮助我们执行下面的操作，并且在这里中为了性能提升，还对MapperMethod 做了个简单的HashMap 缓存。
  8. 在MapperMethod对象中，其实还是调用了sqlSession中的方法，如果是返回一个对象，就会使用sqlSession的selectOne方法执行，其实selectOne方法还是又调用的selectList。接着如果是一个查询操作，会使用Executor执行器的query方法，会先触发CachingExecutor 的query方法先查询缓存这个缓存就是二级缓存，如果没有，会再去父类的BaseExecutor的query在这边会再查询一级缓存，还是没有就会去SimpleStatementHandler这个类下的query方法使用java 原声的Connection、Statement 去查询数据库，并将查询的数据整理成List类型返回，如果List中只有一个数据，就将第0个返回出去。
  9. 上面拿到了数据库的返回结果，会先存放到一级缓存中，如果二级没有关闭然后再放到二级缓存中，然后返还给最终数据给最初的调用者。

别看Mybatis我们使用的那么简单，其实执行原理还是挺多的，其中有很多是需要我们学习和借鉴的东西，如果对上面的流程不太明白，下面便是对源码的解读，方便我们对上面流程的理解。

三、Mybatis源码解读-SqlSessionFactory初始化配置解读

在初始化SqlSessionFactory的时候，Mybatis为我们提供了SqlSessionFactoryBuilder().build(reader)方法，里面需要传一个Reader对象：
在这里插入图片描述

这个Reader对象是通过Mybatis提供的Resources.getResourceAsReader()便可以拿到，里面传一个mybatis_config.xml的地址，Resources.getResourceAsReader() 就是使用java 的ClassLoader的getResourceAsStream 方法拿到一个InputStream对象进而转化为InputStreamReader对象，核心就是下面这段代码：
在这里插入图片描述
在有了mybatis_config.xml核心配置的Reader对象，便可以使用SqlSessionFactoryBuilder().build(reader)方法获取SqlSessionFactory，下面我们看下SqlSessionFactoryBuilder().build(reader)方法做了什么事情，顺着build点击去可以看到下面代码：
在这里插入图片描述
上面可以看出SqlSessionFactoryBuilder使用XMLConfigBuilder解析配置文件，先来看下XMLConfigBuilder的构造方法：
在这里插入图片描述
还记得上面在调用SqlSessionFactoryBuilder().build(reader)的时候我们传了一个Reader参数，所以environment、props都为空，其实就是对参数做了初始化，但在这里需要注意的是this.parsed变量，下面会提到它。再向下执行会走XMLConfigBuilder的parse()方法：
在这里插入图片描述
这parse()方法中先判断this.parsed变量是否为true，就是上面提到的变量，如果是true便报Each XMLConfigBuilder can only be used once.的错误，表示一个XMLConfigBuilder 只能被初始化一次，下面又执行到了this.parseConfiguration()方法：
在这里插入图片描述
在这个方法不难看出在做什么，就是解析我们的配置文件，包括上面我们在mybatis_config.xml文件中写的environments、mappers等，配置DataSource数据源就在environmentsElement()这个方法下面，这里我们主要看下圈出来的这个mapperElement()方法，在这里面做了Mapper接口绑定，下面看下这个方法：
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在mapperElement()方法中先判断我们节点中是否有package节点，没有就会解析resource节点，再来看下我们在mybatis_config.xml文件中配置的mapper节点：
在这里插入图片描述
是不是我们就给mapper配置了resource属性，那肯定这里会走到else下，解析resource、url、class，从上面我们这个配置来看，肯定只有resource是不为空的，其余都为null，再下面的判断不就直接走第一个判断了，这里将resource通过mybatis的Resources获取为了输入流，又给了下面的XMLMapperBuilder类，别忘了这个resource是什么？不就是我们具体的接口映射的Mapper.xml文件地址吗，所以XMLMapperBuilder类，我们猜下也能想到，这个类肯定又去解析我们的Mapper.xml文件了，这里和上面XMLConfigBuilder同样的套路，使用构造函数传递参数，调用parse()方法执行逻辑，这里直接看XMLMapperBuilder类的parse()方法：
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方法中先判断这个Resource是否被加载过了，可以看下configuration.isResourceLoaded方法：
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判断loadedResources中是否有这个Resource，而loadedResources又是：
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一个Set集合，很明显，我们看到现在，还没有看到哪里把我们的Resource添加进了这个集合中，所有肯定会走parse()中的判断，在判断中又执行了好几个方法，我们从上一个一个的看，先来看this.configurationElement()方法：
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这里看到namespace、parameterMap、resultMap、select|insert|update|delete，是不是有些熟悉的感觉，这不就是我们经常在Mapper.xml中经常些的吗。相信大家一下子就能猜到每个方法中做了啥事情，我们还是主要看下上面圈出来的地方，对Mapper中增删改查select|insert|update|delete 这些statement是怎么操作的，这个statement名词就代表一个Mapper中的一个SQL的 select|insert|update|delete段，下面就直接说statement，走到buildStatementFromContext()方法中，该方法走执行了buildStatementFromContext()的重载方法：
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这个方法，又是根据上面的套路的创建了一个XMLStatementBuilder，这里我们来看两个参数，builderAssistant
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还有context对象
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从这两个参数可以推断XMLStatementBuilder是绑定我们的具体的statement，再开看到parseStatementNode()这个方法：
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是不是对id、parameterType、resultType比较熟悉，对，这就是我们再Mapper.xml 中写增删改查的时候指定的参数，再向下看执行了addMappedStatement() 不用多想肯定在这绑定了statement：
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来到addMappedStatement() 这个方法中构建了一个MappedStatement 对象，来看下这个对象中的信息：
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MappedStatement 对象存放了resource 资源地址，id 包名加方法名，SqlSource具体sql，及sql 的类型等等，将一个接口所对应的xml中操作的所有的信息都记录了下来，下面的configuration.addMappedStatement(statement)就不用多想了，肯定需要将该statement注册到容器中存下来，点到configuration.addMappedStatement(statement)方法中：

在这里插入图片描述
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到这里是不是就有点小明白了，我们再Mapper.xml中写的Sql语句都被放在了这个mappedStatements容器中了，key 就是我们写的 对应接口名的 id。后面找到这个sql直接根据id就可以找到。

再看到这我们明白了早Mapper.xml中写的Sql被解析到哪了，再回到XMLMapperBuilder类的parse()方法，上面我们才分析了这个方法中的configurationElement()做了什么，再来看configuration.addLoadedResource()方法：
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这里就直接将resource放在了loadedResources这个集合中，loadedResources集合大家还有印象吗，就是在说到XMLMapperBuilder类的parse()方法刚进来的判断就是判断loadedResources这个集合中是否已经存在resource，是不是和上面的代码相呼应起来了。
下面再继续看到XMLMapperBuilder类的parse()方法下的bindMapperForNamespace()，上面看了绑定Mapper.xml 中的每个statement逻辑，而这个方法就是将Mapper 和 Java端的接口相绑定：
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namespace就是代表java中的接口，这个大家都很熟悉，先看上面我圈出来的，上面有个classForName() 从这个名字听着是不是很熟悉，是不和Java的反射有点像，顺着点进去，最后可以看到下面的代码：
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这不就是java 的反射吗，再接着又两个add的方法很是显眼，第一个add addLoadedResource()方法，就是将 ‘namespace：’+namespace又放到了loadedResources这个集合中：
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然后下面的addMapper()方法就很重要了，绑定了我们Mapper对应的接口，点下去到addMapper(Class<T> type)方法中：
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看到这其实应该也明白了，Mapper接口被存放到了knownMappers容器中存放。
到现在SqlSessionFactoryBuilder().build(reader)的部分逻辑大家应该都明白了。
再回到最初的SqlSessionFactoryBuilder().build(reader)的方法中，其中的XMLConfigBuilder.parse()方法就已经看了上面那么多，还有很多大家可以自己根据上面的方法来走这看，下面看下SqlSessionFactoryBuilder().build(reader)中的this.build()方法：
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到现在终于看到了SqlSessionFactory了，再默认的情况下，就是拿到的SqlSessionFactory其实就是DefaultSqlSessionFactory

 

 

 

一、通过SqlSessionFactory获取 SqlSession

上篇文章分析已经拿到了一个DefaultSqlSessionFactory，下面肯定需要从工厂中获取一个SqlSession ，会使用SessionFactory.openSession() 方法，我们先点进去看下，因为上面说道我们获取的是DefaultSqlSessionFactory，所以要进到DefaultSqlSessionFactory 的 openSession()方法中：
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上面来到了openSessionFromDataSource()方法中，先看下参数：
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execType传了个SIMPLE的类型，在这段代码中先从configuration配置中获取到当前的环境信息，然后通过TransactionFactory工厂创建了Transaction事物对象，给了下面创建执行器的newExecutor()方法，下面主要看下newExecutor()方法：
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刚才提到execType传了个SIMPLE的类型，所以上面的逻辑会现创建一个SimpleExecutor 简单执行器，然后有根据cacheEnabled的值判断是否创建CachingExecutor缓存执行器，也就是二级缓存，我们先看下cacheEnabled的值：
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cacheEnabled默认就为true，所以mybatis的二级缓存是默认打开的，所以这边获取的执行器的类型是CachingExecutor的缓存执行器。

再回到DefaultSqlSessionFactory.openSessionFromDataSource()方法，上面拿到了执行器后创建了一个DefaultSqlSession的一个默认的SqlSession对象返回出去，所以下面这个SqlSession其实就是DefaultSqlSession
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二、通过动态代理 代理接口

所以下面再使用SqlSession 的getMapper()方法的时候走的是DefaultSqlSession中的getMapper()方法，点进去这个方法：
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上面代码看到，其实是根据传入的Class，去knownMappers这个容器中获取MapperProxyFactory对象，knownMappers中的内容何时放入的，可以看下上一篇博客中又讲述。
再看下MapperProxyFactory对象的信息：
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主要还是存放了Mapper对应Java的接口地址，再往下看到mapperProxyFactory.newInstance()这个方法：
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看到Proxy.newProxyInstance() 是不是想起了java的动态代理，不用想那MapperProxy这个类，肯定实现了InvocationHandler：
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这不就是Mybatis帮我们创建的代理类吗，那也不用想了，通过getMapper获取的对象也就是该代理类了，那下面调用接口的方法，不就是走的该代理类中的invoke()方法吗。来看invoke()方法的具体逻辑：
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在invoke()方法中为我们创建了一个MapperMethod，但这里有个对MapperMethod的缓存，应该可以想到MapperMethod使用频率应该是很频繁，来看下传递给MapperMethod的参数：
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mapperInterface Mapper接口
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method接口中的那个方法
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sqlSession.getConfiguration() 中的部分信息。

在知道传的参数下面我们看主要的代码，走到mapperMethod.execute()方法中：
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根据上面参数的类型为SELECT查询类型，会进第四个判断中，还记得我们在Mapper.xml中写的 查询语句是返回一个对象：
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所以在execute()方法中第四个判断中，又会走到else中，可以看到，这个执行了sqlSession.selectOne()方法最原生的调用方式来执行SQL的。

三、sqlSession.selectOne()源码解读

上面分析到，最终执行了sqlSession.selectOne()来执行的我们的SQL语句，点进去还是选择DefaultSqlSession，进到selectOne()方法中：
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其实selectOne，还是调用的selectList执行了操作，接着点到selectList下

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在这个方法中，statement就是接口名id，其中this.configuration.getMappedStatement就是根据id获取SQL信息：
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这个
mappedStatements容器是如何存放对象的可以看下上篇博客中讲解的。
在获取到SQL信息，使用executor.query()方法做了查询，还记得在上面获取执行器的时候，获取的是CachingExecutor执行器，所以这个executor.query()方法走的也是CachingExecutor下的query()方法：
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不错，上面的缓存就是mybatis的二级缓存的执行逻辑的地方，如果没有指定缓存对象ms.getCache()也就为null，二级缓存也不会生效，所以要二级缓存生效，可以自己实现一个缓存类实现Cache注册到mybatis中，或者在xml中加上<cache></cache>也会生效但此时缓存容器是个HashMap ，这个缓存key可以看下：
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这里如果缓存中没有数据，就会走到delegate.query()方法，注意这里将key也传递了下去，点到delegate.query()这个方法，到BaseExecutor下的query方法下面：
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可以看到上面圈出来的代码，又是查询缓存，对这是一级缓存的逻辑，可以看到一级缓存在BaseExecutor下，二级还存在CachingExecutor下，上面代码，如果查询缓存为空的话，会走queryFromDatabase()方法：
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在方法开始先在缓存中存入了一个占位符，然后执行doQuery()方法拿数据库中的信息，然后将原先的占位符清除掉，然后将查询的数据添加到缓存中，下面看下doQuery()方法，在上面有提到创建执行器的时候，先创建的 SimpleExecutor() 简单执行器，然后又根据cacheEnabled判断是否创建CachingExecutor缓存执行器，所以这个doQuery()方法会走SimpleExecutor()执行器下的doQuery()方法：
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SimpleExecutor()类下的doQuery()方法，是不是有个熟悉的对象Statement java原声操作SQL的API，下面再看handler.query():

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就是通过Statement对象执行了我们配置在Mapper.xml中的SQL，然后获取SQL返回的数据并返回给上一级。

到现在源码分析的差不多了，虽然只讲解了一部分源码，但是不是也学到了很多东西。

posted @ 2024-12-12 10:06  CharyGao  阅读(58)  评论(0)    收藏  举报