mybatis的实现原理

MyBatis是一个流行的ORM框架，面向接口编程的方式，大大简化了数据库的操作。MyBatis的底层操作封装了JDBC的API，MyBatis的工作原理以及核心流程与JDBC的使用步骤一脉相承，MyBatis的核心对象（SqlSession，Executor）与JDBC的核心对象（Connection，Statement）相互对应。本文的核心观点是：从JDBC入手并立足于JDBC，才能深入的理解MyBatis的工作原理以及核心流程。

要理解Mybatis的实现原理就要结合JDBC来理解MyBatis的工作原理往往才能更透彻。我们知道，JDBC有四个核心对象：

• （1）DriverManager，用于注册数据库连接
• （2）Connection，与数据库连接对象
• （3）Statement/PrepareStatement，操作数据库SQL语句的对象
• （4）ResultSet，结果集或一张虚拟表

而MyBatis也有四大核心对象：

• （1）SqlSession对象，该对象中包含了执行SQL语句的所有方法【1】。类似于JDBC里面的Connection 【2】。
• （2）Executor接口，它将根据SqlSession传递的参数动态地生成需要执行的SQL语句，同时负责查询缓存的维护。类似于JDBC里面的Statement/PrepareStatement。
• （3）MappedStatement对象，该对象是对映射SQL的封装，用于存储要映射的SQL语句的id、参数等信息。
• （4）ResultHandler对象，用于对返回的结果进行处理，最终得到自己想要的数据格式或类型。可以自定义返回类型。

MyBatis的框架设计

MyBatis的工作原理如下图所示

上面中流程就是MyBatis内部核心流程，每一步流程的详细说明如下文所述：

• （1）读取MyBatis的配置文件。mybatis-config.xml为MyBatis的全局配置文件，用于配置数据库连接信息。
• （2）加载映射文件。映射文件即SQL映射文件，该文件中配置了操作数据库的SQL语句，需要在MyBatis配置文件mybatis-config.xml中加载。mybatis-config.xml 文件可以加载多个映射文件，每个文件对应数据库中的一张表。
• （3）构造会话工厂。通过MyBatis的环境配置信息构建会话工厂SqlSessionFactory。
• （4）创建会话对象。由会话工厂创建SqlSession对象，该对象中包含了执行SQL语句的所有方法。
• （5）Executor执行器。MyBatis底层定义了一个Executor接口来操作数据库，它将根据SqlSession传递的参数动态地生成需要执行的SQL语句，同时负责查询缓存的维护。
• （6）MappedStatement对象。在Executor接口的执行方法中有一个MappedStatement类型的参数，该参数是对映射信息的封装，用于存储要映射的SQL语句的id、参数等信息。
• （7）输入参数映射。输入参数类型可以是Map、List等集合类型，也可以是基本数据类型和POJO类型。输入参数映射过程类似于JDBC对preparedStatement对象设置参数的过程。
• （8）输出结果映射。输出结果类型可以是Map、List等集合类型，也可以是基本数据类型和POJO类型。输出结果映射过程类似于JDBC对结果集的解析过程。

接口层—和数据库交互的方式

MyBatis 将配置文件中的每一个< mapper> 节点抽象为一个 Mapper 接口，而这个接口中声明的方法和跟< mapper> 节点中的<select|update|delete|insert> 节点项对应，即<select|update|delete|insert> 节点的id值为Mapper 接口中的方法名称，parameterType 值表示Mapper 对应方法的入参类型，而resultMap 值则对应了Mapper 接口表示的返回值类型或者返回结果集的元素类型。

根据MyBatis 的配置规范配置好后，通过SqlSession.getMapper(XXXMapper.class) 方法，MyBatis 会根据相应的接口声明的方法信息，通过动态代理机制生成一个Mapper 实例，我们使用Mapper 接口的某一个方法时，MyBatis 会根据这个方法的方法名和参数类型，确定Statement Id，底层还是通过SqlSession.select(“statementId”,parameterObject);或者SqlSession.update(“statementId”,parameterObject); 等等来实现对数据库的操作。

动态代理

Mapper接口并没有实现类，它又是如何去完成实际的数据库操作的呢。这里底层实现是使用了动态代理，看如下代码，定义了cn.test.mybatis.mapper.UserMapper接口

public interface UserMapper {
    void save(User u);
}

UserMapper.xml映射文件

<mapper namespace="cn.test.mybatis.mapper.UserMapper">
    <insert id="save">
        INSERT INTO user (id, username, password) VALUES (NULL, #{username}, #{password})
    </insert>
</mapper>

UserServiceImpl业务方法

public void save(User u) throws IOException {
        SqlSessionFactory factory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(Resources.getResourceAsStream("mybatis-config.xml"));
        SqlSession session = factory.openSession();
        UserMapper mapper = session.getMapper(UserMapper.class);
        mapper.save(u);
        session.commit();
        session.close();
    }

代码中可以看出,我们只需要给MyBatis提供Mapper接口和与之匹配的映射文件,就能够让MyBatis按照我们的需求执行到对应的SQL，主要代码再 getMapper 方法中，DefaultSqlSession:

public <T> T getMapper(Class<T> type) {
        return this.configuration.getMapper(type, this);
    }

Configuration:

public <T> T getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession) {
        return this.mapperRegistry.getMapper(type, sqlSession);
    }

MapperRegistry:

public <T> T getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession) {
        MapperProxyFactory<T> mapperProxyFactory = (MapperProxyFactory)this.knownMappers.get(type);
        if(mapperProxyFactory == null) {
            throw new BindingException("Type " + type + " is not known to the MapperRegistry.");
        } else {
            try {
                return mapperProxyFactory.newInstance(sqlSession);
            } catch (Exception var5) {
                throw new BindingException("Error getting mapper instance. Cause: " + var5, var5);
            }
        }
    }

该方法中最关键代码：mapperProxyFactory.newInstance(sqlSession)。继续看MapperProxyFactory:

protected T newInstance(MapperProxy<T> mapperProxy) {
        return Proxy.newProxyInstance(this.mapperInterface.getClassLoader(), new Class[]{this.mapperInterface}, mapperProxy);
    }

    public T newInstance(SqlSession sqlSession) {
        MapperProxy<T> mapperProxy = new MapperProxy(sqlSession, this.mapperInterface, this.methodCache);
        return this.newInstance(mapperProxy);
    }

在该类中可以看到 Proxy.newProxyInstance(this.mapperInterface.getClassLoader(), new Class[]{this.mapperInterface}, mapperProxy)；最终由JDK的动态代理,动态的为我们在内存中创建了一个代理对象

MyBatis 引用Mapper 接口这种调用方式，纯粹是为了满足面向接口编程的需要。（其实还有一个原因是在于，面向接口的编程，使得用户在接口上可以使用注解来配置SQL语句，这样就可以脱离XML配置文件，实现“0配置”）

数据处理层

数据处理层可以说是MyBatis 的核心，从大的方面上讲，它要完成两个个功能：1. 通过传入参数构建动态SQL语句；2. SQL语句的执行以及封装查询结果集成List<E>

动态语句生成可以说是MyBatis框架非常优雅的一个设计，MyBatis 通过传入的参数值，使用 Ognl 来动态地构造SQL语句，使得MyBatis 有很强的灵活性和扩展性。参数映射指的是对于Java 数据类型和jdbc数据类型之间的转换：这里有包括两个过程：查询阶段，我们要将java类型的数据，转换成jdbc类型的数据，通过 preparedStatement.setXXX() 来设值；另一个就是对resultset查询结果集的jdbcType 数据转换成java 数据类型。

动态SQL语句生成之后，MyBatis 将执行SQL语句，并将可能返回的结果集转换成List< E> 列表。MyBatis 在对结果集的处理中，支持结果集关系一对多和多对一的转换，并且有两种支持方式，一种为嵌套查询语句的查询，还有一种是嵌套结果集的查询。