一周学完MyBatis源码，万字总结

Java后端技术全栈 转载: 2023-08-23 14:51:14 801浏览

众所周知，MyBatis是对JDBC进行封装而成的产品，所以，聊MyBatis源码之前我们得先了解JDBC。

JDCB

JDBC案例：

public class JdbcDemo {
    public static final String URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/mblog";
    public static final String USER = "root";
    public static final String PASSWORD = "123456";

    public static void main(String[] args) throws Exception { 
        Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); 
        Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD); 
        Statement stmt = conn.createStatement(); 
        ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT id, name, age FROM m_user where id =1"); 
        while(rs.next()){
            System.out.println("name: "+rs.getString("name")+" 年龄："+rs.getInt("age"));
        }
    }
}

说明：

数据库驱动：

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

获取连接:

Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD);

创建Statement或者PreparedStatement对象：

Statement stmt = conn.createStatement();

执行sql数据库查询：

ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT id, name, age FROM m_user where id =1");

解析结果集：

System.out.println("name: "+rs.getString("name")+" 年龄："+rs.getInt("age"));

在使用的时候，业务处理完成后记得关闭相关资源

使用过JDCB的朋友都知道，JDBC如果用到我们项目中基本上都会存在以下几个问题：

传统JDBC的问题

创建数据库的连接存在大量的硬编码,
执行statement时存在硬编码.
频繁的开启和关闭数据库连接,会严重影响数据库的性能,浪费数据库的资源.
存在大量的重复性编码

针对上面这些问题，于是一大堆持久化框架应运而生。

持久化框

做持久层的框架有很多，有orm系和utils系列。

orm系列的代表有：hibernate，eclipseLink，topLink；
utils系列的代表有：MyBatis，dbUtils，jdbcTemplate等；

下面对于这些框架做个简单概述：

至于 jpa，它只是一个规范标准，并非具体框架，不等同于 spring-data-jpa；同时 spring-data-jpa 也不是 jpa 的具体实现，它只是 jpa 规范标准的进一步封装。hibernate 是 jpa 最为常见的实现框架，当然其他还有 eclipseLink，topLink。

MyBatis 的特点是在对 SQL 优化时，复杂 SQL 的优化可控性高，框架内部调用层次简单，除了部分可以自动生成代码，还会有很多 SQL 需要自行编码。 spring-data-jpa(hibernate) 的特点是在开发过程中，脱离 SQL 编码开发，当然也支持本地SQL来查询，框架内部调用层次复杂。以上就可以根据实际的业务进度和业务支撑情况做出选择了。

其实可以在一个项目在同时支持 MyBatis 和 spring-data-jpa，复杂SQL走 mybatis，常用SQL走 spring-data-jpa。

鉴于前实际开发中使用数量，我们选择MyBatis 进行分析。

mybatis

新加入开发的朋友，估计不知道MyBatis 的前身，在2010年之前，不交MyBatis ，叫ibatis。

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。MyBatis 可以使用简单的 XML 或注解来配置和映射原生信息，将接口和 Java 的 POJOs(Plain Ordinary Java Object,普通的 Java对象)映射成数据库中的记录。

特点

简单易学：本身就很小且简单。没有任何第三方依赖，最简单安装只要两个jar文件+配置几个sql映射文件易于学习，易于使用，通过文档和源代码，可以比较完全的掌握它的设计思路和实现。
灵活：MyBatis 不会对应用程序或者数据库的现有设计强加任何影响。 sql写在xml里，便于统一管理和优化。通过sql语句可以满足操作数据库的所有需求。
解除sql与程序代码的耦合：通过提供DAO层，将业务逻辑和数据访问逻辑分离，使系统的设计更清晰，更易维护，更易单元测试。sql和代码的分离，提高了可维护性。
提供映射标签，支持对象与数据库的orm字段关系映射
提供对象关系映射标签，支持对象关系组建维护
提供xml标签，支持编写动态sql。

案例

需要来源两个jar包：MyBatis的jar包和MySQL数据库连接jar包。

<dependency>
  <groupId>org.mybatis</groupId>
  <artifactId>mybatis</artifactId>
  <version>x.x.x</version>
</dependency>
<dependency>
   <groupId>mysql</groupId>
   <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
   <version>8.0.16</version>
</dependency>

创建一个表t_user(数据库也是肯定要自己创建的哈)

 CREATE TABLE `t_user` (
      `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
      `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
      `age` int(11) DEFAULT NULL,
      PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

插入一条数据：

INSERT INTO `t_user` VALUES ('1', 'tian', '19', '1');

创建该数据库表的实体类：

public class User {
    private Integer id;
    private String name;
    private Integer age;
    //set get
}

创建mapper配置文件：UserMapper.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="com.tian.mapper.UserMapper">
    <select id="selectUserById" resultType="com.tian.domain.User">
        select * from t_user where id = #{id}
    </select>
</mapper>

创建mapper接口：UserMapper.java

import com.tian.domain.User;

public interface UserMapper {
    User selectUserById(Integer id);
}

MyBatis 整体配置文件：

<?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.cj.jdbc.Driver"/>
                <property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/mblog?useUnicode=true&amp;characterEncoding=utf8&amp;autoReconnect=true&amp;useSSL=false&amp;serverTimezone=UTC"/>
                <property name="username" value="root"/>
                <property name="password" value="123456"/>
            </dataSource>
        </environment>
    </environments>
    <mappers>
        <mapper resource="mappers/UserMapper.xml"/>
    </mappers>
</configuration>

上面这些就是我们使用MyBatis基本开发代码。

下面我们来写一个测试类：

import com.tian.domain.User;
import com.tian.mapper.UserMapper;
import org.apache.ibatis.io.Resources;
import org.apache.ibatis.session.SqlSession;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class MybatisApplication {

    public static void main(String[] args) {
        String resource = "mybatis-config.xml";
        InputStream inputStream = null;
        SqlSession sqlSession =null;
        try {
            //读取配置文件
            inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
            //创建SqlSession工厂
            SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
            //创建sql操作会话
            sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
            UserMapper userMapper=sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
            //获取数据并解析成User对象
            User user = userMapper.selectUserById(1);
            //输出
            System.out.println(user);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //关闭相关资源
            try {
                inputStream.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            sqlSession.close();
        }
    }

}

测试结果：

User{id=1, name='tian', age=19}

如上面的代码所示，SqlSession是MyBatis中提供的与数据库交互的接口，SqlSession实例通过工厂模式创建。

为了创建SqlSession对象，首先需要创建SqlSessionFactory对象，而SqlSessionFactory对象的创建依赖于SqlSessionFactoryBuilder类，该类提供了一系列重载的build()方法，我们需要以主配置文件的输入流作为参数调用SqlSessionFactoryBuilder对象的bulid()方法，该方法返回一个SqlSessionFactory对象。

有了SqlSessionFactory对象之后，调用SqlSessionFactory对象的openSession()方法即可获取一个与数据库建立连接的SqlSession实例。

前面我们定义了UserMapper接口，这里需要调用SqlSession的getMapper()方法创建一个动态代理对象，然后调用UserMapper代理实例的方法即可完成与数据库的交互。

针对上面这个案例，我们来梳理一下MyBatis的整体执行流程和核心组件。

MyBatis 核心组件

MyBatis 执行流程

Configuration

用于描述MyBatis的主配置信息，其他组件需要获取配置信息时，直接通过Configuration对象获取。除此之外，MyBatis在应用启动时，将Mapper配置信息、类型别名、TypeHandler等注册到Configuration组件中，其他组件需要这些信息时，也可以从Configuration对象中获取。

MappedStatement

MappedStatement用于描述Mapper中的SQL配置信息，是对Mapper XML配置文件中<select|update|delete|insert>等标签或者@Select/@Update等注解配置信息的封装。

SqlSession

SqlSession是MyBatis提供的面向用户的API，表示和数据库交互时的会话对象，用于完成数据库的增删改查功能。SqlSession是Executor组件的外观，目的是对外提供易于理解和使用的数据库操作接口。

Executor

Executor是MyBatis的SQL执行器，MyBatis中对数据库所有的增删改查操作都是由Executor组件完成的。

StatementHandler

StatementHandler封装了对JDBC Statement对象的操作，比如为Statement对象设置参数，调用Statement接口提供的方法与数据库交互，等等。

ParameterHandler

当MyBatis框架使用的Statement类型为CallableStatement和PreparedStatement时，ParameterHandler用于为Statement对象参数占位符设置值。

ResultSetHandler

ResultSetHandler封装了对JDBC中的ResultSet对象操作，当执行SQL类型为SELECT语句时，ResultSetHandler用于将查询结果转换成Java对象。

TypeHandler

TypeHandler是MyBatis中的类型处理器，用于处理Java类型与JDBC类型之间的映射。它的作用主要体现在能够根据Java类型调用PreparedStatement或CallableStatement对象对应的setXXX()方法为Statement对象设置值，而且能够根据Java类型调用ResultSet对象对应的getXXX()获取SQL执行结果。

使用JDBC API开发应用程序，其中一个比较烦琐的环节是处理JDBC类型与Java类型之间的转换。涉及Java类型和JDBC类型转换的两种情况如下：

PreparedStatement对象为参数占位符设置值时，需要调用PreparedStatement接口中提供的一系列的setXXX()方法，将Java类型转换为对应的JDBC类型并为参数占位符赋值。
执行SQL语句获取ResultSet对象后，需要调用ResultSet对象的getXXX()方法获取字段值，此时会将JDBC类型转换为Java类型。

MyBatis提供的TypeHandler及与Java类型和JDBC类型之间的对应关系：

小结

我们使用到了SqlSession组件，它是用户层面的API。实际上SqlSession是Executor组件的外观，目的是为用户提供更友好的数据库操作接口，这是设计模式中外观模式的典型应用。

真正执行SQL操作的是Executor组件，Executor可以理解为SQL执行器，它会使用StatementHandler组件对JDBC的Statement对象进行操作。

当Statement类型为CallableStatement和PreparedStatement时，会通过ParameterHandler组件为参数占位符赋值。ParameterHandler组件中会根据Java类型找到对应的TypeHandler对象，TypeHandler中会通过Statement对象提供的setXXX()方法（例如setString()方法）为Statement对象中的参数占位符设置值。

StatementHandler组件使用JDBC中的Statement对象与数据库完成交互后，当SQL语句类型为SELECT时，MyBatis通过ResultSetHandler组件从Statement对象中获取ResultSet对象，然后将ResultSet对象转换为Java对象。

高级技能

设计模式

在MyBatis 中大量的使用了设计模式，在MyBatis 我们可以学到一下几种设计模式：

工厂模式
模板方法模式
代理模式
建造者模式
单例模式
适配模式
装饰器模式
责任链模式
....

缓存

在 Web 应用中，缓存是必不可少的组件。通常我们都会用 Redis 或 memcached 等缓存中间件，拦截大量奔向数据库的请求，减轻数据库压力。作为一个重要的组件，MyBatis 自然也在内部提供了相应的支持。通过在框架层面增加缓存功能，可减轻数据库的压力，同时又可以提升查询速度，可谓一举两得。

MyBatis 缓存结构由一级缓存和二级缓存构成，这两级缓存均是使用 Cache 接口的实现类。因此，在接下里的章节中，我将首先会向大家介绍 Cache 几种实现类的源码，然后再分析一级和二级缓存的实现。

MyBatis一级缓存和二级缓存的使用：MyBatis一级缓存是SqlSession级别的缓存，默认就是开启的，而且无法关闭；二级缓存需要在MyBatis主配置文件中通过设置cacheEnabled参数值来开启。

一级缓存是在Executor中实现的。MyBatis的Executor组件有3种不同的实现，分别为SimpleExecutor、ReuseExecutor和BatchExecutor。这些类都继承自BaseExecutor，在BaseExecutor类的query()方法中，首先从缓存中获取查询结果，如果获取不到，则从数据库中查询结果，然后将查询结果缓存起来。而MyBatis的二级缓存则是通过装饰器模式实现的，当通过cacheEnabled参数开启了二级缓存，MyBatis框架会使用CachingExecutor对SimpleExecutor、ReuseExecutor或者BatchExecutor进行装饰，当执行查询操作时，对查询结果进行缓存，执行更新操作时则更新二级缓存。本章最后介绍了MyBatis如何整合Redis作为二级缓存。

除此之外，MyBatis还支持Ehcache、OSCache等，这种特性并不常用。

插件

大多数框架，都支持插件，用户可通过编写插件来自行扩展功能，Mybatis也不例外。

MyBatis提供了扩展机制，能够在执行Mapper时改变SQL的执行行为。这种扩展机制是通过拦截器来实现的，用户自定义的拦截器也被称为MyBatis插件。

MyBatis框架支持对Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler四种组件的方法进行拦截。掌握了MyBatis插件的实现原理，然后自己实现一个分页查询插件和慢SQL统计插件，当我们需要的功能MyBatis框架无法满足时，可以考虑通过自定义插件来实现。

经典实现：PageHelper 。

日志

MyBatis针对不同的日志框架提供对Log接口对应的实现，Log接口的实现类下图所示。从实现类可以看出，MyBatis支持7种不同的日志实现，具体如下。

下面对常用几个做一个简单说明：

Apache Commons Logging：使用JCL输出日志。
Log4j 2：使用Log4j 2框架输入日志。
Java Util Logging：使用JDK内置的日志模块输出日志。
Log4j：使用Log4j框架输出日志。
No Logging：不输出任何日志。
SLF4J：使用SLF4J日志门面输出日志。
Stdout：将日志输出到标准输出设备（例如控制台）。

MyBatis查找日志框架的顺序为

SLF4J→JCL→Log4j2→Log4j→JUL→No Logging。

如果Classpath下不存在任何日志框架，则使用NoLoggingImpl日志实现类，即不输出任何日志。

动态SQL绑定

动态SQL指的是事先无法预知具体的条件，需要在运行时根据具体的情况动态地生成SQL语句。

在MyBatis中有着丰富的动态SQL标签，比如：<where>、<if>、<choose|when|otherwise>、<foreach>等。

在MyBatis源码中有个SqlSource对象会作为MappedStatement对象的属性保存在MappedStatement对象中。执行Mapper时，会根据传入的参数信息调用SqlSource对象的getBoundSql()方法获取BoundSql对象，这个过程就完成了将SqlNode对象转换为SQL语句的过程。

比如：，#{}占位符会被替换为“?”，然后调用JDBC中PreparedStatement对象的setXXX()方法为参数占位符设置值，而${}占位符则会直接替换为传入的参数文本内容。