Mybatis源码 - Mapper代理查询过程解析 <package>标签解析 JDK动态代理原理 代理对象创建 invoke方法

用户53866168248222024-03-21 17:59

前言

在Mybatis中，SqlSession是一个重要的接口类，在SqlSession对象中定义了一系列的增删改查方法，对于数据库的操作，最后都会调用SqlSession中的方法，例如selectList、selectOne、update等等。

但是我们在项目中使用Mybatis时，并没有去操作过SqlSession对象，而是通过创建了一个个的Mapper接口类，以及对应的xml文件，就完成了对数据库的操作。

在底层，这其实是框架通过jdk动态代理，为我们提供了每个Mapper接口的代理类，来实现了增强功能。

下面就来解析一下整个流程的原理，例如Mapper接口类以及xml文件的初始化、动态代理的调用等。方便自己的学习，也希望能够帮助到大家，谢谢~

初始化-解析配置文件

<package>标签配置方式

在项目中，一般不会只有一个Mapper接口，一般是在一个包里面，存放着一系列的各种模块的Mapper接口以及xml文件，例如 mapper包 或者 dao包。

如果使用xml的方式进行全局配置的话，一般引入Mapper接口会使用<package>标签，如下

xml 复制代码 
<configuration>
    <mappers>
        <package name="com.xxx.mapper"/>
    </mappers>
</configuration>

使用这种方式，就可以扫描到所配置的包下，所有的Mapper接口类。下面来看一下他的原理。

Mybatis中对于配置文件的解析，是通过SqlSessionFactoryBuilder类的build方法来完成的，过程中解析了配置文件，创建了SqlSessionFactory工厂对象。解析过程中，经历了XMLConfigBuilder解析核心配置文件、XMLMapperBuilder解析映射配置文件等等。

在XMLConfigBuilder解析核心配置文件的过程中，自然会对核心配置文件中配置的<mappers>标签进行解析，主要是通过mapperElement()方法来完成的，下面看一下源码：

因为这里主要是讲<package>配置方式的解析过程，所以<mapper>标签的解析过程就省略了，感兴趣的朋友可以参考这篇文章（Mybatis源码 - 初始化流程 加载解析配置文件）。

java 复制代码 
  private void mapperElement(XNode parent) throws Exception {
    if (parent != null) {
      for (XNode child : parent.getChildren()) {
        if ("package".equals(child.getName())) {
          String mapperPackage = child.getStringAttribute("name");
          configuration.addMappers(mapperPackage);
        } else {
            //解析其它配置方式，例如<mapper resource=""> <mapper class="">等标签
        }
      }
    }
  }

第5行：获取到了标签的name属性的值，其实就是com.xxx.mapper。

第6行：调用了全局配置对象Configuration的addMappers()方法，传入了上面获取到的包路径，完成了解析。

java 复制代码 
//Mybatis全局配置类
public class Configuration {
  protected final MapperRegistry mapperRegistry = new MapperRegistry(this);

  public void addMappers(String packageName) {
    mapperRegistry.addMappers(packageName);
  }
}

可以看到，Configuration类中，是调用了一个成员变量mapperRegistry的addMappers()方法，将包路径再次进行了传入。我们先来看看，mapperRegistry是什么。

MapperRegistry类结构

从下面的源码中可以看出，在MapperRegistry类中，维护着一个Map集合knownMappers，该集合的key为Class<?>类对象，value为MapperProxyFactory<?>,这里其实是Mapper接口的代理工厂对象，正是通过这个对象，来生产了对应Mapper接口的代理类。

该类中也提供了一系列针对knownMappers的操作方法，例如addMapper、getMapper、hasMapper等等，包括了对knownMappers的增删改查、以及判断操作等。

java 复制代码 
public class MapperRegistry {

  private final Configuration config;
  private final Map<Class<?>, MapperProxyFactory<?>> knownMappers = new HashMap<>();

  public MapperRegistry(Configuration config) {
    this.config = config;
  }
  
  //省略方法的具体实现
  public <T> T getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession) {}
  public <T> boolean hasMapper(Class<T> type) {}
  public <T> void addMapper(Class<T> type) {}
  public Collection<Class<?>> getMappers() {}
  public void addMappers(String packageName, Class<?> superType) {}
  public void addMappers(String packageName) {}
}

总结：MapperRegistry的主要作用，就是维护了一个Map集合，Map集合中存放着所有Mapper接口的类对象以及对应的代理工厂对象。

MapperRegistry.addMappers()

addMappers(String packageName)

java 复制代码 
public class MapperRegistry {
    public void addMappers(String packageName) {  
        addMappers(packageName, Object.class);  
    }
}

通过上面的源码可以看出，调用了MapperRegistry.addMappers()之后，又调用了一个重载方法addMappers(String packageName, Class<?> superType)。该方法的源码如下：

addMappers(String packageName, Class<?> superType)

java 复制代码 
public class MapperRegistry {
    private final Configuration config;
    private final Map<Class<?>, MapperProxyFactory<?>> knownMappers = new HashMap<>();
  
    public void addMappers(String packageName, Class<?> superType) {
        ResolverUtil<Class<?>> resolverUtil = new ResolverUtil<>();
        resolverUtil.find(new ResolverUtil.IsA(superType), packageName);
        Set<Class<? extends Class<?>>> mapperSet = resolverUtil.getClasses();
        for (Class<?> mapperClass : mapperSet) {
            addMapper(mapperClass);
        }
    }
}

  • 第6-7行，创建了一个解析工具类ResolverUtil,调用了它的find方法，传入了packageName参数。这一步其实是解析了传入的包路径下的所有资源，并且将.class文件，添加到了一个set集合中。可以看一下下面的源码：

    java 复制代码 
      public ResolverUtil<T> find(Test test, String packageName) {
    //getPackagePath方法逻辑：将.替换为了/ 并返回
    //return packageName == null ? null : packageName.replace('.', '/');
    String path = getPackagePath(packageName);

    try {
      List<String> children = VFS.getInstance().list(path);
      //遍历查找出来的资源，最后只返回以.class结尾的文件。
      for (String child : children) {
        if (child.endsWith(".class")) {
          addIfMatching(test, child);
        }
      }
    } catch (IOException ioe) {
      log.error("Could not read package: " + packageName, ioe);
    }

    return this;
  }

  • 第8-11行，通过resolverUtil获取到了刚封装好的set集合，进行遍历。将每一个Mapper接口的类对象都调用了另一个重载方法addMapper(Class<T> type)。下面看一下该方法的源码。

addMapper(Class<T> type)

java 复制代码 
  public <T> void addMapper(Class<T> type) {
    if (type.isInterface()) {
      if (hasMapper(type)) {
        throw new BindingException("Type " + type + " is already known to the MapperRegistry.");
      }
      boolean loadCompleted = false;
      try {
        knownMappers.put(type, new MapperProxyFactory<>(type));
        MapperAnnotationBuilder parser = new MapperAnnotationBuilder(config, type);
        parser.parse();
        loadCompleted = true;
      } finally {
        if (!loadCompleted) {
          knownMappers.remove(type);
        }
      }
    }
  }
  • 可以看出，这个方法实际上就是进行了一系列的判断，然后将Mapper接口的类对象以及对应的代理工厂对象，封装到了Map集合knownMappers中。
  • 第9-10行，创建了MapperAnnotationBuilder对象，并且调用了它的parse()方法，这里实际上是对Mapper接口中方法上面标注的注解进行了解析，例如@Select等。
    • 在这个对象的parse()方法中，也对包路径进行了替换，从.替换成了/，同时拼接了.xml，使用这种方式定位到了xml文件,然后通过XMLMapperBuilder对xml文件进行了解析，保存到了全局配置对象Configuration中。
    • 这也解释了为什么xml文件必须和Mapper接口处在同包位置下。

总结：整个MapperRegistry.addMappers()执行完毕之后，就算是完成了初始化过程，将配置的包路径下的所有Mapper接口及其代理工厂对象，封装到了Map集合knownMappers中。

代理对象创建

文章一开始提到，框架通过jdk动态代理，为Mapper接口生成了代理对象，实现了增强逻辑。代理对象其实是通过SqlSession对象的getMapper(Class<T> type)方法生成的。本小节来看一下这一块逻辑。

SqlSession.getMapper()

先来看一下SqlSession接口的getMapper方法源码，这里直接查看默认实现类 DefaultSqlSession 的源码

java 复制代码 
public class DefaultSqlSession implements SqlSession {
    private final Configuration configuration;
    @Override  
    public <T> T getMapper(Class<T> type) {  
        return configuration.getMapper(type, this);  
    }
}

这里调用了全局配置对象Configuration的getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession)方法

java 复制代码 
public class Configuration {
    protected final MapperRegistry mapperRegistry = new MapperRegistry(this);
    public <T> T getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession) {  
        return mapperRegistry.getMapper(type, sqlSession);  
    }
}

可以看到，这里又用到了MapperRegistry对象，通过前面的分析，我们知道 该对象中封装了每个Mapper接口以及它的代理工厂对象。

那显然这里的逻辑就是通过传入的type（Mapper接口的类对象），来获取到它对应的代理工厂对象，然后通过代理工厂对象，创建出对应Mapper接口的代理对象。

MapperRegistry.getMapper()

java 复制代码 
public <T> T getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession) {  
    final MapperProxyFactory<T> mapperProxyFactory = (MapperProxyFactory<T>) knownMappers.get(type);  
    if (mapperProxyFactory == null) {  
        throw new BindingException("Type " + type + " is not known to the MapperRegistry.");  
    }  
    try {  
        return mapperProxyFactory.newInstance(sqlSession);  
    } catch (Exception e) {  
        throw new BindingException("Error getting mapper instance. Cause: " + e, e);  
    }  
}
  • 第2-5行：从Map集合knownMappers中，根据type，获取到了Mapper接口对应的代理工厂对象。并对其进行了判空，如果不存在该代理工厂对象，抛出异常。
  • 第7行：调用了代理工厂对象的newInstance方法，创建了代理对象。

MapperProxyFactory.newInstance()

java 复制代码 
public class MapperProxyFactory<T> {

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

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

  @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<>(sqlSession, mapperInterface, methodCache);
    return newInstance(mapperProxy);
  }
}
  • 可以看出，newInstance方法中，首先创建了一个MapperProxy对象，并将相关对象都进行了传入，然后调用了重载的newInstance(MapperProxy<T> mapperProxy)方法。
  • 在重载的newInstance方法中，使用了Proxy.newProxyInstance创建了代理对象。
  • MapperProxy类中实现了InvocationHandler接口，所以最后直接将它传入了newProxyInstance方法，来创建代理对象。

代理对象执行

在继续讲解代理对象是如何去执行数据库操作之前，我觉得有必要先来简单介绍一下 jdk动态代理原理，了解这块的大佬可以直接跳过。

jdk动态代理原理

JDK动态代理，是在字节码的层面，不改变原类代码的前提下，去增强这个类的方法，添加一些增强功能。它的实现，必须依赖于接口。也就是说，需要被增强的类，必须继承了某个接口。

例如在Mybatis中，Mapper接口只是一个普通接口，本身并不能去执行和它关联的xml文件中的sql语句，这部分逻辑，其实是写在代理对象中的。

Proxy.newProxyInstance()

Java中使用Proxy类的newProxyInstance方法来创建指定类的代理对象，具体参数有三个： newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)

这里对入参做一个说明：

  1. ClassLoader loader：类加载器，一般传入哪个类加载器都可以，比如当前类的类加载器。
  2. Class<?>[] interfaces：想要增强的类所实现的接口的类对象数组。比如Target类实现了T接口，那么这里传入的数组里面，有一个T.class。
  3. InvocationHandler h：这是一个函数式接口，提供一个invoke()方法，具体的增强逻辑就写在这里边。

当想去增强Target类的run()方法时，通过Proxy类的newProxyInstance方法来创建出代理对象，当使用代理对象调用run()方法时，就会调用到InvocationHandler里边的invoke()方法中，这样就可以执行到增强逻辑。

用一张图来梳理一下：

下面带来一个jdk动态代理小案例，方便大家理解。

jdk动态代理案例

现有一个接口T和一个实现类Target，接口中提供了一个无参抽象方法run，实现类中实现了这个接口，并执行了逻辑，这里就做一个简单打印。如下

java 复制代码 
//接口
public interface T {  
    void run();  
}
//实现类
public class Target implements T {  
    @Override  
    public void run() {  
        System.out.println("Target.run()方法被执行了...");  
    }  
}

如果相对Target类中的run方法进行增强，需要三步:

  1. 使用Proxy.newProxyInstance()创建代理对象。
  2. 在传入的InvocationHandler的invoke()方法中，编写增强逻辑。
  3. 获取到代理类，通过代理类调用目标方法。
java 复制代码 
public static void main(String[] param) {
    //目标对象
    Target target = new Target();
    //创建代理对象
    T proxyInstance = (T) Proxy.newProxyInstance(
            ClassLoader.getSystemClassLoader(),
            new Class[]{T.class},
            (proxy, method, args) -> {
                System.out.println("前置增强打印...");
                //通过method.invoke()调用目标方法，需要传入目标对象以及调用参数
                Object result = method.invoke(target, args);
                System.out.println("后置增强打印...");
                //返回调用结果
                return result;
            }
    );
    //通过代理对象调用目标方法
    proxyInstance.run();
}

//打印结果
前置增强打印...
Target.run()方法被执行了...
后置增强打印...

执行数据库操作

从上面的解析中，我们可以明白两件事：

  1. 在初始化流程中，创建了Mapper接口的代理对象。在创建过程中，传入的InvocationHandler，是一个封装好的对象MapperProxy，它实现了InvocationHandler接口。
  2. jdk动态代理中，通过代理对象调用目标方法，实际是调用的InvocationHandler中的invoke()方法。

依据上面两点，我们可以得出：

当通过Mapper接口的代理对象调用方法时，会执行到MapperProxy对象的invoke()方法中。

下面看一下源码：

java 复制代码 
  @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 {
        return cachedInvoker(method).invoke(proxy, method, args, sqlSession);
      }
    } catch (Throwable t) {
      throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);
    }
  }
  • 第4-6行：对Object自带的方法进行过滤，例如equals、hahscode、toString等，不需要增强。
  • 第7行：通过cachedInvoker()方法，创建了一个MapperMethodInvoker接口对象，这里创建的是实现类PlainMethodInvoker的对象，接下来调用了该对象的invoke()方法，将相关参数进行了传入。

看一下源码

java 复制代码 
  private static class PlainMethodInvoker implements MapperMethodInvoker {
    private final MapperMethod mapperMethod;

    public PlainMethodInvoker(MapperMethod mapperMethod) {
      super();
      this.mapperMethod = mapperMethod;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args, SqlSession sqlSession) throws Throwable {
      return mapperMethod.execute(sqlSession, args);
    }
  }
  • 第4-7行，在构造器中可以看出，是将上一步中的method对象封装后进行了传入，并赋值给了mapperMethod。
    • 源码：new MapperMethod(mapperInterface, method, sqlSession.getConfiguration()
  • 第10-12行：这里是调用了mapperMethod这个成员变量的execute方法，而mapperMethod这个成员变量的值，是在上一步创建MapperMethodInvoker接口对象时进行了赋值。

下面看一下MapperMethod的源码

java 复制代码 
public class MapperMethod {  
  
  private final SqlCommand command;  
  private final MethodSignature method;  
  
  public MapperMethod(Class<?> mapperInterface, Method method, Configuration config) {  
    this.command = new SqlCommand(config, mapperInterface, method);  
    this.method = new MethodSignature(config, mapperInterface, method);  
  }
  
  public Object execute(SqlSession sqlSession, Object[] args) {
    Object result;
    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);
          if (method.returnsOptional()
              && (result == null || !method.getReturnType().equals(result.getClass()))) {
            result = Optional.ofNullable(result);
          }
        }
        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;
  }
}

这个方法就没什么好说的了。通过判断sql的commandType，决定是去执行增删改查哪种操作，然后调用对应方法，传入SqlSession和参数。

sql的commandType，也是在MapperMethod的构造器中，进行了SqlCommand对象的构建，感兴趣的朋友可以自己翻一下，这里就不贴源码了。

再跟进去会发现，实际还是调用的SqlSession中的方法，后面的逻辑，感兴趣的朋友可以参考这篇文章（Mybatis源码 - SqlSession.selectOne（selectList）执行流程解析 一二级缓存 参数设置 结果集封装），这里就不再赘述。

到这里，整个解析流程就结束了。感谢你的阅读，如果有不对的地方，欢迎在评论区指正！谢谢~

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