【Mybatis源码解析】MyBatis执行Sql的流程分析

本章着重介绍MyBatis执行Sql的流程,关于在执行过程中缓存、动态SQl生成等细节不在本章中体现
还是以之前的查询作为例子:

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        String resource = "mybatis-config.xml";
        Reader reader;
        try {
            //将XML配置文件构建为Configuration配置类
            reader = Resources.getResourceAsReader(resource);
            // 通过加载配置文件流构建一个SqlSessionFactory  DefaultSqlSessionFactory
            SqlSessionFactory sqlMapper = new SqlSessionFactoryBuilder().build(reader);
            // 数据源 执行器  DefaultSqlSession
            SqlSession session = sqlMapper.openSession();
            try {
                // 执行查询 底层执行jdbc
                //User user = (User)session.selectOne("com.tuling.mapper.selectById", 1);

                UserMapper mapper = session.getMapper(UserMapper.class);
                System.out.println(mapper.getClass());
                User user = mapper.selectById(1L);
                System.out.println(user.getUserName());
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                session.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

之前提到拿到sqlSession之后就能进行各种CRUD操作了,所以我们就从sqlSession.getMapper这个方法开始分析,看下整个Sql的执行流程是怎么样的。

openSession的过程:

private SqlSession openSessionFromDataSource(ExecutorType execType, TransactionIsolationLevel level, boolean autoCommit) {
    Transaction tx = null;
    try {
      final Environment environment = configuration.getEnvironment();
      final TransactionFactory transactionFactory = getTransactionFactoryFromEnvironment(environment);
      tx = transactionFactory.newTransaction(environment.getDataSource(), level, autoCommit);
      //获取执行器,这边获得的执行器已经代理拦截器的功能(见下面代码)
      final Executor executor = configuration.newExecutor(tx, execType);
      //根据获取的执行器创建SqlSession
      return new DefaultSqlSession(configuration, executor, autoCommit);
    } catch (Exception e) {
      closeTransaction(tx); // may have fetched a connection so lets call close()
      throw ExceptionFactory.wrapException("Error opening session.  Cause: " + e, e);
    } finally {
      ErrorContext.instance().reset();
    }
  }
Copy
//interceptorChain生成代理类,具体参见Plugin这个类的方法
public Executor newExecutor(Transaction transaction, ExecutorType executorType) {
    executorType = executorType == null ? defaultExecutorType : executorType;
    executorType = executorType == null ? ExecutorType.SIMPLE : executorType;
    Executor executor;
    if (ExecutorType.BATCH == executorType) {
      executor = new BatchExecutor(this, transaction);
    } else if (ExecutorType.REUSE == executorType) {
      executor = new ReuseExecutor(this, transaction);
    } else {
      executor = new SimpleExecutor(this, transaction);
    }
    if (cacheEnabled) {
      executor = new CachingExecutor(executor);
    }
    executor = (Executor) interceptorChain.pluginAll(executor);
    return executor;
  }

Executor分成两大类,一类是CacheExecutor,另一类是普通Executor。
普通Executor又分为三种基本的Executor执行器,SimpleExecutor、ReuseExecutor、BatchExecutor。

  • SimpleExecutor:每执行一次update或select,就开启一个Statement对象,用完立刻关闭Statement对象。
  • ReuseExecutor:执行update或select,以sql作为key查找Statement对象,存在就使用,不存在就创建,用完后,不关闭Statement对象,而是放置于Map<String, Statement>内,供下一次使用。简言之,就是重复使用Statement对象。
  • BatchExecutor:执行update(没有select,JDBC批处理不支持select),将所有sql都添加到批处理中(addBatch()),等待统一执行(executeBatch()),它缓存了多个Statement对象,每个Statement对象都是addBatch()完毕后,等待逐一执行executeBatch()批处理。与JDBC批处理相同。
    作用范围:Executor的这些特点,都严格限制在SqlSession生命周期范围内。
    CacheExecutor其实是封装了普通的Executor,和普通的区别是在查询前先会查询缓存中是否存在结果,如果存在就使用缓存中的结果,如果不存在还是使用普通的Executor进行查询,再将查询出来的结果存入缓存。

【Mybatis源码解析】MyBatis执行Sql的流程分析
到此为止,我们已经获得了SqlSession,拿到SqlSession就可以执行各种CRUD方法了。

简单总结

  • 拿到SqlSessionFactory对象后,会调用SqlSessionFactory的openSesison方法,这个方法会创建一个Sql执行器(Executor),这个Sql执行器会代理你配置的拦截器方法。
  • 获得上面的Sql执行器后,会创建一个SqlSession(默认使用DefaultSqlSession),这个SqlSession中也包含了Configration对象,所以通过SqlSession也能拿到全局配置;
  • 获得SqlSession对象后就能执行各种CRUD方法了。

SQL的具体执行流程见后续博客。
一些重要类总结:

  • SqlSessionFactory
  • SqlSessionFactoryBuilder
  • SqlSession(默认使用DefaultSqlSession)
  • Executor接口
  • Plugin、InterceptorChain的pluginAll方法

获取Mapper的流程

进入sqlSession.getMapper方法,会发现调的是Configration对象的getMapper方法:

public <T> T getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession) {
    //mapperRegistry实质上是一个Map,里面注册了启动过程中解析的各种Mapper.xml
    //mapperRegistry的key是接口的Class类型
    //mapperRegistry的Value是MapperProxyFactory,用于生成对应的MapperProxy(动态代理类)
    return mapperRegistry.getMapper(type, sqlSession);
}

进入getMapper方法:

public <T> T getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession) {
    final MapperProxyFactory<T> mapperProxyFactory = (MapperProxyFactory<T>) knownMappers.get(type);
    //如果配置文件中没有配置相关Mapper,直接抛异常
    if (mapperProxyFactory == null) {
      throw new BindingException("Type " + type + " is not known to the MapperRegistry.");
    }
    try {
      //关键方法
      return mapperProxyFactory.newInstance(sqlSession);
    } catch (Exception e) {
      throw new BindingException("Error getting mapper instance. Cause: " + e, e);
    }
  }

进入MapperProxyFactory的newInstance方法:

public class MapperProxyFactory<T> {

  private final Class<T> mapperInterface;
  private final Map<Method, MapperMethod> methodCache = new ConcurrentHashMap<Method, MapperMethod>();

  public MapperProxyFactory(Class<T> mapperInterface) {
    this.mapperInterface = mapperInterface;
  }

  public Class<T> getMapperInterface() {
    return mapperInterface;
  }

  public Map<Method, MapperMethod> getMethodCache() {
    return methodCache;
  }

  //生成Mapper接口的动态代理类MapperProxy,MapperProxy实现了InvocationHandler 接口
  @SuppressWarnings("unchecked")
  protected T newInstance(MapperProxy<T> mapperProxy) {
    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);
  }

}

获取Mapper的流程总结如下:

【Mybatis源码解析】MyBatis执行Sql的流程分析

Mapper方法的执行流程

下面是动态代理类MapperProxy,调用Mapper接口的所有方法都会先调用到这个代理类的invoke方法(注意由于Mybatis中的Mapper接口没有实现类,所以MapperProxy这个代理对象中没有委托类,也就是说MapperProxy干了代理类和委托类的事情)。好了下面重点看下invoke方法。

//MapperProxy代理类
public class MapperProxy<T> implements InvocationHandler, Serializable {

  private static final long serialVersionUID = -6424540398559729838L;
  private final SqlSession sqlSession;
  private final Class<T> mapperInterface;
  private final Map<Method, MapperMethod> methodCache;

  public MapperProxy(SqlSession sqlSession, Class<T> mapperInterface, Map<Method, MapperMethod> methodCache) {
    this.sqlSession = sqlSession;
    this.mapperInterface = mapperInterface;
    this.methodCache = methodCache;
  }

  @Override
  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    try {
      if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {
        return method.invoke(this, args);
      } else if (isDefaultMethod(method)) {
        return invokeDefaultMethod(proxy, method, args);
      }
    } catch (Throwable t) {
      throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);
    }
    //获取MapperMethod,并调用MapperMethod
    final MapperMethod mapperMethod = cachedMapperMethod(method);
    return mapperMethod.execute(sqlSession, args);
  }

MapperProxy的invoke方法非常简单,主要干的工作就是创建MapperMethod对象或者是从缓存中获取MapperMethod对象。获取到这个对象后执行execute方法。
所以这边需要进入MapperMethod的execute方法:这个方法判断你当前执行的方式是增删改查哪一种,并通过SqlSession执行相应的操作。(这边以sqlSession.selectOne这种方式进行分析~)

public Object execute(SqlSession sqlSession, Object[] args) {
    Object result;
    //判断是CRUD那种方法
    switch (command.getType()) {
      case INSERT: {
    	Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
        result = rowCountResult(sqlSession.insert(command.getName(), param));
        break;
      }
      case UPDATE: {
        Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
        result = rowCountResult(sqlSession.update(command.getName(), param));
        break;
      }
      case DELETE: {
        Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
        result = rowCountResult(sqlSession.delete(command.getName(), param));
        break;
      }
      case SELECT:
        if (method.returnsVoid() && method.hasResultHandler()) {
          executeWithResultHandler(sqlSession, args);
          result = null;
        } else if (method.returnsMany()) {
          result = executeForMany(sqlSession, args);
        } else if (method.returnsMap()) {
          result = executeForMap(sqlSession, args);
        } else if (method.returnsCursor()) {
          result = executeForCursor(sqlSession, args);
        } else {
          Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
          result = sqlSession.selectOne(command.getName(), param);
        }
        break;
      case FLUSH:
        result = sqlSession.flushStatements();
        break;
      default:
        throw new BindingException("Unknown execution method for: " + command.getName());
    }
    if (result == null && method.getReturnType().isPrimitive() && !method.returnsVoid()) {
      throw new BindingException("Mapper method '" + command.getName() 
          + " attempted to return null from a method with a primitive return type (" + method.getReturnType() + ").");
    }
    return result;
  }

详细流程图
https://www.processon.com/view/link/5efc23966376891e81f2a37e

sqlSession.selectOne方法会会调到DefaultSqlSession的selectList方法。这个方法获取了获取了MappedStatement对象,并最终调用了Executor的query方法。

public <E> List<E> selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds) {
    try {
      MappedStatement ms = configuration.getMappedStatement(statement);
      return executor.query(ms, wrapCollection(parameter), rowBounds, Executor.NO_RESULT_HANDLER);
    } catch (Exception e) {
      throw ExceptionFactory.wrapException("Error querying database.  Cause: " + e, e);
    } finally {
      ErrorContext.instance().reset();
    }
  }

然后,通过一层一层的调用(这边省略了缓存操作的环节,会在后面的文章中介绍),最终会来到doQuery方法, 这儿咱们就随便找个Excutor看看doQuery方法的实现吧,我这儿选择了SimpleExecutor:

public <E> List<E> doQuery(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) throws SQLException {
    Statement stmt = null;
    try {
      Configuration configuration = ms.getConfiguration();
      //内部封装了ParameterHandler和ResultSetHandler
      StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(wrapper, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
      stmt = prepareStatement(handler, ms.getStatementLog());
      //StatementHandler封装了Statement, 让 StatementHandler 去处理
      return handler.<E>query(stmt, resultHandler);
    } finally {
      closeStatement(stmt);
    }
  }

接下来,咱们看看StatementHandler 的一个实现类 PreparedStatementHandler(这也是我们最常用的,封装的是PreparedStatement), 看看它使怎么去处理的:

public <E> List<E> query(Statement statement, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
     //到此,原形毕露, PreparedStatement, 这个大家都已经滚瓜烂熟了吧
    PreparedStatement ps = (PreparedStatement) statement;
    ps.execute();
    //结果交给了ResultSetHandler 去处理,处理完之后返回给客户端
    return resultSetHandler.<E> handleResultSets(ps);
  }

到此,整个调用流程结束。

【Mybatis源码解析】MyBatis执行Sql的流程分析

简单总结

这边结合获取SqlSession的流程,做下简单的总结:

  • SqlSessionFactoryBuilder解析配置文件,包括属性配置、别名配置、拦截器配置、环境(数据源和事务管理器)、Mapper配置等;解析完这些配置后会生成一个Configration对象,这个对象中包含了MyBatis需要的所有配置,然后会用这个Configration对象创建一个SqlSessionFactory对象,这个对象中包含了Configration对象;
  • 拿到SqlSessionFactory对象后,会调用SqlSessionFactory的openSesison方法,这个方法会创建一个Sql执行器(Executor组件中包含了Transaction对象),这个Sql执行器会代理你配置的拦截器方法。
  • 获得上面的Sql执行器后,会创建一个SqlSession(默认使用DefaultSqlSession),这个SqlSession中也包含了Configration对象和上面创建的Executor对象,所以通过SqlSession也能拿到全局配置;
  • 获得SqlSession对象后就能执行各种CRUD方法了。

以上是获得SqlSession的流程,下面总结下本博客中介绍的Sql的执行流程:

  • 调用SqlSession的getMapper方法,获得Mapper接口的动态代理对象MapperProxy,调用Mapper接口的所有方法都会调用到MapperProxy的invoke方法(动态代理机制);
  • MapperProxy的invoke方法中唯一做的就是创建一个MapperMethod对象,然后调用这个对象的execute方法,sqlSession会作为execute方法的入参;
  • 往下,层层调下来会进入Executor组件(如果配置插件会对Executor进行动态代理)的query方法,这个方法中会创建一个StatementHandler对象,这个对象中同时会封装ParameterHandler和ResultSetHandler对象。调用StatementHandler预编译参数以及设置参数值,使用ParameterHandler来给sql设置参数。
  • Executor组件有两个直接实现类,分别是BaseExecutor和CachingExecutor。CachingExecutor静态代理了BaseExecutor。Executor组件封装了Transction组件,Transction组件中又分装了Datasource组件。
  • 调用StatementHandler的增删改查方法获得结果,ResultSetHandler对结果进行封装转换,请求结束。
    Executor、StatementHandler 、ParameterHandler、ResultSetHandler,Mybatis的插件会对上面的四个组件进行动态代理。
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