面試官：你分析過mybatis工作原理嗎？

發表於2019-07-27

Mybatis工作原理也是面試的一大考點，必須要對其非常清晰，這樣才能懟回去。本文建立在Spring+SpringMVC+Mybatis整合的專案之上。

我將其工作原理分為六個部分：

讀取核心配置檔案並返回InputStream流物件。
根據InputStream流物件解析出Configuration物件，然後建立SqlSessionFactory工廠物件
根據一系列屬性從SqlSessionFactory工廠中建立SqlSession
從SqlSession中呼叫Executor執行資料庫操作&&生成具體SQL指令
對執行結果進行二次封裝
提交與事務

先給大家看看我的實體類:

/**
 * 圖書實體
 */
public class Book {

    private long bookId;// 圖書ID

    private String name;// 圖書名稱

    private int number;// 館藏數量

        getter and setter ...
}

1. 讀取核心配置檔案

1.1 配置檔案mybatis-config.xml

<?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>
    <environments default="development">
        <environment id="development">
            <transactionManager type="JDBC"/>
            <dataSource type="POOLED">
                <property name="driver" value="com.mysql.jdbc.Driver"/>
                <property name="url" value="jdbc:mysql://xxx.xxx:3306/ssm" />
                <property name="username" value="root"/>
                <property name="password" value="root"/>
            </dataSource>
        </environment>
    </environments>
        <mappers>
        <mapper resource="BookMapper.xml"/>
    </mappers>
</configuration>

當然，還有很多可以在XML 檔案中進行配置，上面的示例指出的則是最關鍵的部分。要注意 XML 頭部的宣告，用來驗證 XML 文件正確性。environment 元素體中包含了事務管理和連線池的配置。mappers 元素則是包含一組 mapper 對映器（這些 mapper 的 XML 檔案包含了 SQL 程式碼和對映定義資訊）。

1.2 BookMapper.xml

<?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="Book">
    <!-- 目的：為dao介面方法提供sql語句配置 -->
    <insert id="insert" >
        insert into book (name,number) values (#{name},#{number})
    </insert>
</mapper>

就是一個普通的mapper.xml檔案。

1.3 Main方法

從 XML 檔案中構建 SqlSessionFactory 的例項非常簡單，建議使用類路徑下的資原始檔進行配置。但是也可以使用任意的輸入流(InputStream)例項，包括字串形式的檔案路徑或者 file:// 的 URL 形式的檔案路徑來配置。

MyBatis 包含一個名叫 Resources 的工具類，它包含一些實用方法，可使從 classpath 或其他位置載入資原始檔更加容易。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 建立一個book物件
        Book book = new Book();
        book.setBookId(1006);
        book.setName("Easy Coding");
        book.setNumber(110);
        // 載入配置檔案 並構建SqlSessionFactory物件
        String resource = "mybatis-config.xml";
        InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
        SqlSessionFactory factory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
        // 從SqlSessionFactory物件中獲取 SqlSession物件
        SqlSession sqlSession = factory.openSession();
        // 執行操作
        sqlSession.insert("insert", book);
        // 提交操作
        sqlSession.commit();
        // 關閉SqlSession
        sqlSession.close();
    }
}

這個程式碼是根據Mybatis官方提供的一個不使用 XML 構建 SqlSessionFactory的一個Demo改編的。

注意：是官方給的一個不使用 XML 構建 SqlSessionFactory的例子，那麼我們就從這個例子中查詢入口來分析。

2. 根據配置檔案生成SqlSessionFactory工廠物件

2.1 Resources.getResourceAsStream(resource);原始碼分析

Resources是mybatis提供的一個載入資原始檔的工具類。

我們只看getResourceAsStream方法:

public static InputStream getResourceAsStream(String resource) throws IOException {
    return getResourceAsStream((ClassLoader)null, resource);
}

getResourceAsStream呼叫下面的方法：

public static InputStream getResourceAsStream(ClassLoader loader, String resource) throws IOException {
    InputStream in = classLoaderWrapper.getResourceAsStream(resource, loader);
    if (in == null) {
        throw new IOException("Could not find resource " + resource);
    } else {
        return in;
    }
}

獲取到自身的ClassLoader物件，然後交給ClassLoader(lang包下的)來載入:

InputStream getResourceAsStream(String resource, ClassLoader[] classLoader) {
    ClassLoader[] arr$ = classLoader;
    int len$ = classLoader.length;

    for(int i$ = 0; i$ < len$; ++i$) {
        ClassLoader cl = arr$[i$];
        if (null != cl) {
            InputStream returnValue = cl.getResourceAsStream(resource);
            if (null == returnValue) {
                returnValue = cl.getResourceAsStream("/" + resource);
            }

            if (null != returnValue) {
                return returnValue;
            }
        }
    }

值的注意的是，它返回了一個InputStream物件。

2.2 new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);原始碼分析

public SqlSessionFactoryBuilder() {
}

所以new SqlSessionFactoryBuilder()只是建立一個物件例項,而沒有物件返回(建造者模式)，物件的返回交給build()方法。

public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream) {
    return this.build((InputStream)inputStream, (String)null, (Properties)null);
}

這裡要傳入一個inputStream物件，就是將我們上一步獲取到的InputStream物件傳入。

public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream, String environment, Properties properties) {
    SqlSessionFactory var5;
    try {
        // 進行XML配置檔案的解析
        XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, environment, properties);
        var5 = this.build(parser.parse());
    } catch (Exception var14) {
        throw ExceptionFactory.wrapException("Error building SqlSession.", var14);
    } finally {
        ErrorContext.instance().reset();

        try {
            inputStream.close();
        } catch (IOException var13) {
            ;
        }

    }

    return var5;
}

如何解析的就大概說下，通過Document物件來解析，然後返回InputStream物件，然後交給XMLConfigBuilder構造成org.apache.ibatis.session.Configuration物件，然後交給build()方法構造程SqlSessionFactory：

public SqlSessionFactory build(Configuration config) {
    return new DefaultSqlSessionFactory(config);
}
public DefaultSqlSessionFactory(Configuration configuration) {
    this.configuration = configuration;
}

3. 建立SqlSession

SqlSession 完全包含了面向資料庫執行 SQL 命令所需的所有方法。你可以通過 SqlSession 例項來直接執行已對映的 SQL 語句。

public SqlSession openSession() {
    return this.openSessionFromDataSource(this.configuration.getDefaultExecutorType(), (TransactionIsolationLevel)null, false);
}

呼叫自身的openSessionFromDataSource方法：

getDefaultExecutorType()預設是SIMPLE。
注意TX等級是 Null， autoCommit是false。

private SqlSession openSessionFromDataSource(ExecutorType execType, TransactionIsolationLevel level, boolean autoCommit) {
    Transaction tx = null;

    DefaultSqlSession var8;
    try {
        Environment environment = this.configuration.getEnvironment();
        // 根據Configuration的Environment屬性來建立事務工廠
        TransactionFactory transactionFactory = this.getTransactionFactoryFromEnvironment(environment);
        // 從事務工廠中建立事務，預設等級為null，autoCommit=false
        tx = transactionFactory.newTransaction(environment.getDataSource(), level, autoCommit);
        // 建立執行器
        Executor executor = this.configuration.newExecutor(tx, execType);
        // 根據執行器建立返回物件 SqlSession
        var8 = new DefaultSqlSession(this.configuration, executor, autoCommit);
    } catch (Exception var12) {
        this.closeTransaction(tx);
        throw ExceptionFactory.wrapException("Error opening session.  Cause: " + var12, var12);
    } finally {
        ErrorContext.instance().reset();
    }
    return var8;
}

構建步驟：
Environment>>TransactionFactory+autoCommit+tx-level>>Transaction+ExecType>>Executor+Configuration+autoCommit>>SqlSession

其中，Environment是Configuration中的屬性。

4. 呼叫Executor執行資料庫操作&&生成具體SQL指令

在拿到SqlSession物件後，我們呼叫它的insert方法。

public int insert(String statement, Object parameter) {
    return this.update(statement, parameter);
}

它呼叫了自身的update(statement, parameter)方法：

public int update(String statement, Object parameter) {
    int var4;
    try {
        this.dirty = true;
        MappedStatement ms = this.configuration.getMappedStatement(statement);
        // wrapCollection(parameter)判斷 param物件是否是集合
        var4 = this.executor.update(ms, this.wrapCollection(parameter));
    } catch (Exception var8) {
        throw ExceptionFactory.wrapException("Error updating database.  Cause: " + var8, var8);
    } finally {
        ErrorContext.instance().reset();
    }

    return var4;
}

mappedStatements就是我們平時說的sql對映物件.

原始碼如下：

protected final Map<String, MappedStatement> mappedStatements;

可見它是一個Map集合，在我們載入xml配置的時候，mapping.xml的namespace和id資訊就會存放為mappedStatements的key，對應的，sql語句就是對應的value.

然後呼叫BaseExecutor中的update方法：

public int update(MappedStatement ms, Object parameter) throws SQLException {
    ErrorContext.instance().resource(ms.getResource()).activity("executing an update").object(ms.getId());
    if (this.closed) {
        throw new ExecutorException("Executor was closed.");
    } else {
        this.clearLocalCache();
        // 真正做執行操作的方法
        return this.doUpdate(ms, parameter);
    }
}

doUpdate才是真正做執行操作的方法：

public int doUpdate(MappedStatement ms, Object parameter) throws SQLException {
    Statement stmt = null;

    int var6;
    try {
        Configuration configuration = ms.getConfiguration();
        // 建立StatementHandler物件，從而建立Statement物件
        StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(this, ms, parameter, RowBounds.DEFAULT, (ResultHandler)null, (BoundSql)null);
        // 將sql語句和引數繫結並生成SQL指令
        stmt = this.prepareStatement(handler, ms.getStatementLog());
        var6 = handler.update(stmt);
    } finally {
        this.closeStatement(stmt);
    }

    return var6;
}

先來看看prepareStatement方法，看看mybatis是如何將sql拼接合成的：

private Statement prepareStatement(StatementHandler handler, Log statementLog) throws SQLException {
    Connection connection = this.getConnection(statementLog);
    // 準備Statement
    Statement stmt = handler.prepare(connection);
    // 設定SQL查詢中的引數值
    handler.parameterize(stmt);
    return stmt;
}

來看看parameterize方法：

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

這裡把statement轉換程PreparedStatement物件，它比Statement更快更安全。
這都是我們在JDBC中熟用的物件，就不做介紹了，所以也能看出來Mybatis是對JDBC的封裝。

從ParameterMapping中讀取引數值和型別，然後設定到SQL語句中：

public void setParameters(PreparedStatement ps) {
    ErrorContext.instance().activity("setting parameters").object(this.mappedStatement.getParameterMap().getId());
    List<ParameterMapping> parameterMappings = this.boundSql.getParameterMappings();
    if (parameterMappings != null) {
        for(int i = 0; i < parameterMappings.size(); ++i) {
            ParameterMapping parameterMapping = (ParameterMapping)parameterMappings.get(i);
            if (parameterMapping.getMode() != ParameterMode.OUT) {
                String propertyName = parameterMapping.getProperty();
                Object value;
                if (this.boundSql.hasAdditionalParameter(propertyName)) {
                    value = this.boundSql.getAdditionalParameter(propertyName);
                } else if (this.parameterObject == null) {
                    value = null;
                } else if (this.typeHandlerRegistry.hasTypeHandler(this.parameterObject.getClass())) {
                    value = this.parameterObject;
                } else {
                    MetaObject metaObject = this.configuration.newMetaObject(this.parameterObject);
                    value = metaObject.getValue(propertyName);
                }

                TypeHandler typeHandler = parameterMapping.getTypeHandler();
                JdbcType jdbcType = parameterMapping.getJdbcType();
                if (value == null && jdbcType == null) {
                    jdbcType = this.configuration.getJdbcTypeForNull();
                }

                try {
                    typeHandler.setParameter(ps, i + 1, value, jdbcType);
                } catch (TypeException var10) {
                    throw new TypeException("Could not set parameters for mapping: " + parameterMapping + ". Cause: " + var10, var10);
                } catch (SQLException var11) {
                    throw new TypeException("Could not set parameters for mapping: " + parameterMapping + ". Cause: " + var11, var11);
                }
            }
        }
    }

}

5. 對查詢結果二次封裝

在doUpdate方法中，解析生成完新的SQL後，然後執行var6 = handler.update(stmt);我們來看看它的原始碼。

public int update(Statement statement) throws SQLException {
    PreparedStatement ps = (PreparedStatement)statement;
     // 執行sql
    ps.execute();
    // 獲取返回值
    int rows = ps.getUpdateCount();
    Object parameterObject = this.boundSql.getParameterObject();
    KeyGenerator keyGenerator = this.mappedStatement.getKeyGenerator();
    keyGenerator.processAfter(this.executor, this.mappedStatement, ps, parameterObject);
    return rows;
}

因為我們是插入操作，返回的是一個int型別的值，所以這裡mybatis給我們直接返回int。

如果是query操作，返回的是一個ResultSet，mybatis將查詢結果包裝程ResultSetWrapper型別，然後一步步對應java型別賦值等…有興趣的可以自己去看看。

6. 提交與事務

最後，來看看commit()方法的原始碼。

public void commit() {
    this.commit(false);
}

呼叫其物件本身的commit()方法：

public void commit(boolean force) {
    try {
        // 是否提交（判斷是提交還是回滾）
        this.executor.commit(this.isCommitOrRollbackRequired(force));
        this.dirty = false;
    } catch (Exception var6) {
        throw ExceptionFactory.wrapException("Error committing transaction.  Cause: " + var6, var6);
    } finally {
        ErrorContext.instance().reset();
    }
}

如果dirty是false，則進行回滾；如果是true，則正常提交。

private boolean isCommitOrRollbackRequired(boolean force) {
    return !this.autoCommit && this.dirty || force;
}

呼叫CachingExecutor的commit方法：

public void commit(boolean required) throws SQLException {
    this.delegate.commit(required);
    this.tcm.commit();
}

呼叫BaseExecutor的commit方法：

public void commit(boolean required) throws SQLException {
    if (this.closed) {
        throw new ExecutorException("Cannot commit, transaction is already closed");
    } else {
        this.clearLocalCache();
        this.flushStatements();
        if (required) {
            this.transaction.commit();
        }

    }
}

最後呼叫JDBCTransaction的commit方法：

public void commit() throws SQLException {
    if (this.connection != null && !this.connection.getAutoCommit()) {
        if (log.isDebugEnabled()) {
            log.debug("Committing JDBC Connection [" + this.connection + "]");
        }
        // 提交連線
        this.connection.commit();
    }
}

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