java工作兩年了,連myBatis中的外掛機制都玩不懂,那你工作危險了!

前程有光發表於2020-11-25

外掛的配置與使用

在mybatis-config.xml配置檔案中配置plugin結點,比如配置一個自定義的日誌外掛LogInterceptor和一個開源的分頁外掛PageInterceptor:

<plugins>
    <plugin interceptor="com.crx.plugindemo.LogInterceptor"></plugin>
    <plugin interceptor="com.github.pagehelper.PageInterceptor">
        <property name="helperDialect" value="oracle" />
    </plugin>
</plugins>

外掛的工作原理

藉助責任鏈模式,定義一系列的過濾器,在查詢等方法執行時進行過濾,從而達到控制引數、調整查詢語句和控制查詢結果等作用。下面從外掛的載入(初始化)、註冊和呼叫這三個方面闡述外掛的工作原理。

過濾器的載入(初始化)

和其他配置資訊一樣,過濾器的載入也會在myBatis讀取配置檔案建立Configuration物件時進行,相應的資訊儲存在Configuration的interceptorChain屬性中,InterceptorChain封裝了一個包含Interceptor的list:

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

在XMLConfigBuilder進行解析配置檔案時執行pluginElement方法,生成過濾器例項,並新增到上述list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).getDeclaredConstructor()
                .newInstance();
            interceptorInstance.setProperties(properties);
            configuration.addInterceptor(interceptorInstance);
        }
    }
}

過濾器的註冊

可以為Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler和StatementHandler四個介面註冊過濾器,註冊的時機也就是這四種介面的實現類的物件的生成時機,比如Executor的過濾器的註冊發生在SqlSessionFactory使用openSession方法構建SqlSession的過程中(因為SqlSession依賴一個Executor例項),ParameterHandler和StatementHandler的過濾器發生在doQuery等sql執行方法執行時註冊,而ResultHandler的過濾器的註冊則發生在查詢結果返回給客戶端的過程中。以Executor的過濾器的註冊為例,經過了這樣的過程:

現在詳細的分析一下Plugin的wrap這個靜態的包裝方法:

public static Object wrap(Object target, Interceptor interceptor) {
    // 從定義的Interceptor實現類上的註解讀取需要攔截的類、方法
    Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap = getSignatureMap(interceptor);
    // Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler
    Class<?> type = target.getClass();
    // 從當前執行的目標類中進行匹配,過濾出符合當前目標的的過濾器
    Class<?>[] interfaces = getAllInterfaces(type, signatureMap);
    if (interfaces.length > 0) {
        // 動態代理生成Executor的代理例項
        return Proxy.newProxyInstance(type.getClassLoader(), interfaces,
                                      new Plugin(target, interceptor, signatureMap));
    }
    return target;
}

上述程式碼中的getSignatureMap方法是解析Interceptor上面的註解的過程,從註解中讀取出需要攔截的方法,依據@Signature的三個變數類、方法method和引數args就能通過反射唯一的定位一個需要攔截的方法。

private static Map<Class<?>, Set<Method>> getSignatureMap(Interceptor interceptor) {
    Intercepts interceptsAnnotation = interceptor.getClass().getAnnotation(Intercepts.class);
    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<>();
    for (Signature sig : sigs) {
        Set<Method> methods = signatureMap.computeIfAbsent(sig.type(), k -> new HashSet<>());
        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;
}

而getAllInterfaces方法是依據不同的目標物件(Executor等四種)進行過濾的過程,只給對應的目標進行註冊:

private static Class<?>[] getAllInterfaces(Class<?> type, Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap) {
    Set<Class<?>> interfaces = new HashSet<>();
    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()]);
}

至此,實際使用的Executor物件將是通過動態代理生成的Plugin例項。

過濾器的呼叫

在第二步中完成了過濾器的註冊,在實際呼叫Executor時,將由實現了InvocationHandler介面的Plugin例項進行接管,對Executor相應方法方法的呼叫,將實際上呼叫動態代理體系下的invoke方法:

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)) {
            Object result=interceptor.intercept(new Invocation(target, method, args));
            return result;
        }
        return method.invoke(target, args);
    } catch (Exception e) {
        throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(e);
    }
}

如前所述,外掛的工作原理是基於責任鏈模式,可以註冊多個過濾器,層層包裝,最終由內而外形成了一個近似裝飾器模式的責任鏈,最裡面的基本實現是CachingExecutor:

從InterceptorChain的pluginAll方法可以看出這個結構的構造過程:

public Object pluginAll(Object target) {
    for (Interceptor interceptor : interceptors) {
        // 從這可以看出過濾器的傳遞的過程:動態代理例項由內而外層層包裝,類似於與裝飾器的結構,基礎			 實現是一個Executor
        target = interceptor.plugin(target);
    }
    return target;
}

這種由內而外的包裝的棧結構從外向內層層代理呼叫,完成了責任鏈任務的逐級推送。從這個註冊過程可以看到,在list中越前面的Interceptor越先被代理,在棧結構中越處於底層,執行的順序越靠後。造成了註冊順序和執行順序相反的現象。

外掛的典型案例:PageHelper

pagehelper是一個實現物理分頁效果的開源外掛,並且在底層通過Dialect類適配了不同的資料庫,其主要作用是攔截sql查詢,構造一個查詢總數的新的以"_COUNT"結尾的新sql,最終再進行分頁查詢。

自定義外掛

定義Interceptor介面的實現類並在其上使用@Intercepts和@Signature註解進行過濾的類和方法,比如定義一個打日誌的外掛:

@Intercepts({
		@Signature(type = Executor.class, method = "query", args = { MappedStatement.class, Object.class,
				RowBounds.class, ResultHandler.class }),
		@Signature(type = Executor.class, method = "query", args = { MappedStatement.class, Object.class,
				RowBounds.class, ResultHandler.class, CacheKey.class, BoundSql.class }), })
public class LogInterceptor implements Interceptor {
	@Override
	public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
		System.out.println("進入了自定義的外掛過濾器!");
		System.out.println("執行的目標是:" + invocation.getTarget());
		System.out.println("執行的方法是:" + invocation.getMethod());
		System.out.println("執行的引數是:" + invocation.getArgs());
		return invocation.proceed();
	}
}

@Intercepts註解中包含了一個方法簽名陣列,即@Signature陣列,@Signature有三個屬性,type、method和args分別定義要攔截的類、方法名和引數,這樣就可以通過反射唯一的確定了要攔截的方法。type即為在工作原理分析中提到的Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler和StatementHandler,method配置對應介面中的方法。

最後

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