手写mybatis之SQL执行器的定义和实现

前言

所有系统的设计和实现，核心都在于如何解耦，如果解耦不清晰最后直接导致的就是再继续迭代功能时，会让整个系统的实现越来越臃肿，稳定性越来越差。而关于解耦的实践在各类框架的源码中都有非常不错的设计实现，所以阅读这部分源码，就是在吸收成功的经验。把解耦的思想逐步运用到实际的业务开发中，才会让我们写出更加优秀的代码结构。
设计
从我们对 ORM 框架渐进式的开发过程上，可以分出的执行动作包括，解析配置、代理对象、映射方法等，直至我们前面章节对数据源的包装和使用，只不过我们把数据源的操作硬捆绑到了 DefaultSqlSession 的执行方法上了。

那么现在为了解耦这块的处理，则需要单独提出一块执行器的服务功能，之后将执行器的功能随着 DefaultSqlSession 创建时传入执行器功能，之后具体的方法调用就可以调用执行器来处理了，从而解耦这部分功能模块。

执行器的定义和实现

java 复制代码

public interface Executor {

    ResultHandler NO_RESULT_HANDLER = null;

    <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameter, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql);

    Transaction getTransaction();

    void commit(boolean required) throws SQLException;

    void rollback(boolean required) throws SQLException;

    void close(boolean forceRollback);

}

在执行器中定义的接口包括事务相关的处理方法和执行SQL查询的操作，随着后续功能的迭代还会继续补充其他的方法。
BaseExecutor 抽象基类

java 复制代码

public abstract class BaseExecutor implements Executor {

    protected Configuration configuration;
    protected Transaction transaction;
    protected Executor wrapper;

    private boolean closed;

    protected BaseExecutor(Configuration configuration, Transaction transaction) {
        this.configuration = configuration;
        this.transaction = transaction;
        this.wrapper = this;
    }

    @Override
    public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameter, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {
        if (closed) {
            throw new RuntimeException("Executor was closed.");
        }
        return doQuery(ms, parameter, resultHandler, boundSql);
    }

    protected abstract <E> List<E> doQuery(MappedStatement ms, Object parameter, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql);

    @Override
    public void commit(boolean required) throws SQLException {
        if (closed) {
            throw new RuntimeException("Cannot commit, transaction is already closed");
        }
        if (required) {
            transaction.commit();
        }
    }

}

在抽象基类中封装了执行器的全部接口，这样具体的子类继承抽象类后，就不用在处理这些共性的方法。与此同时在 query 查询方法中，封装一些必要的流程处理，如果检测关闭等，在 Mybatis 源码中还有一些缓存的操作，这里暂时剔除掉，以核心流程为主。
SimpleExecutor 简单执行器实现

java 复制代码

public class SimpleExecutor extends BaseExecutor {

    public SimpleExecutor(Configuration configuration, Transaction transaction) {
        super(configuration, transaction);
    }

    @Override
    protected <E> List<E> doQuery(MappedStatement ms, Object parameter, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {
        try {
            Configuration configuration = ms.getConfiguration();
            StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(this, ms, parameter, resultHandler, boundSql);
            Connection connection = transaction.getConnection();
            Statement stmt = handler.prepare(connection);
            handler.parameterize(stmt);
            return handler.query(stmt, resultHandler);
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

}

简单执行器 SimpleExecutor 继承抽象基类，实现抽象方法 doQuery，在这个方法中包装数据源的获取、语句处理器的创建，以及对 Statement 的实例化和相关参数设置。最后执行 SQL 的处理和结果的返回操作。

关于 StatementHandler 语句处理器的实现，接下来介绍
语句处理器

StatementHandler

java 复制代码

public interface StatementHandler {

    /** 准备语句 */
    Statement prepare(Connection connection) throws SQLException;

    /** 参数化 */
    void parameterize(Statement statement) throws SQLException;

    /** 执行查询 */
    <E> List<E> query(Statement statement, ResultHandler resultHandler) throws SQLException;

}

BaseStatementHandler 抽象基类

java 复制代码

public abstract class BaseStatementHandler implements StatementHandler {

    protected final Configuration configuration;
    protected final Executor executor;
    protected final MappedStatement mappedStatement;

    protected final Object parameterObject;
    protected final ResultSetHandler resultSetHandler;

    protected BoundSql boundSql;

    public BaseStatementHandler(Executor executor, MappedStatement mappedStatement, Object parameterObject, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {
        this.configuration = mappedStatement.getConfiguration();
        this.executor = executor;
        this.mappedStatement = mappedStatement;
        this.boundSql = boundSql;
				
				// 参数和结果集
        this.parameterObject = parameterObject;
        this.resultSetHandler = configuration.newResultSetHandler(executor, mappedStatement, boundSql);
    }

    @Override
    public Statement prepare(Connection connection) throws SQLException {
        Statement statement = null;
        try {
            // 实例化 Statement
            statement = instantiateStatement(connection);
            // 参数设置，可以被抽取，提供配置
            statement.setQueryTimeout(350);
            statement.setFetchSize(10000);
            return statement;
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException("Error preparing statement.  Cause: " + e, e);
        }
    }

    protected abstract Statement instantiateStatement(Connection connection) throws SQLException;

}

PreparedStatementHandler 预处理语句处理器

java 复制代码

public class PreparedStatementHandler extends BaseStatementHandler{

    @Override
    protected Statement instantiateStatement(Connection connection) throws SQLException {
        String sql = boundSql.getSql();
        return connection.prepareStatement(sql);
    }

    @Override
    public void parameterize(Statement statement) throws SQLException {
        PreparedStatement ps = (PreparedStatement) statement;
        ps.setLong(1, Long.parseLong(((Object[]) parameterObject)[0].toString()));
    }

    @Override
    public <E> List<E> query(Statement statement, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
        PreparedStatement ps = (PreparedStatement) statement;
        ps.execute();
        return resultSetHandler.<E> handleResultSets(ps);
    }

}

在预处理语句处理器中包括 instantiateStatement 预处理 SQL、parameterize 设置参数，以及 query 查询的执行的操作。
执行器创建和使用

执行器开发完成以后，则需要在串联到 DefaultSqlSession 中进行使用，那么这个串联过程就需要在创建 DefaultSqlSession 的时候，构建出执行器并作为参数传递进去。那么这块就涉及到 DefaultSqlSessionFactory#openSession 的处理。
开启执行器

java 复制代码

public class DefaultSqlSessionFactory implements SqlSessionFactory {

    private final Configuration configuration;

    public DefaultSqlSessionFactory(Configuration configuration) {
        this.configuration = configuration;
    }

    @Override
    public SqlSession openSession() {
        Transaction tx = null;
        try {
            final Environment environment = configuration.getEnvironment();
            TransactionFactory transactionFactory = environment.getTransactionFactory();
            tx = transactionFactory.newTransaction(configuration.getEnvironment().getDataSource(), TransactionIsolationLevel.READ_COMMITTED, false);
            // 创建执行器
            final Executor executor = configuration.newExecutor(tx);
            // 创建DefaultSqlSession
            return new DefaultSqlSession(configuration, executor);
        } catch (Exception e) {
            try {
                assert tx != null;
                tx.close();
            } catch (SQLException ignore) {
            }
            throw new RuntimeException("Error opening session.  Cause: " + e);
        }
    }

}

使用执行器

java 复制代码

public class DefaultSqlSession implements SqlSession {

    private Configuration configuration;
    private Executor executor;

    public DefaultSqlSession(Configuration configuration, Executor executor) {
        this.configuration = configuration;
        this.executor = executor;
    }

    @Override
    public <T> T selectOne(String statement, Object parameter) {
        MappedStatement ms = configuration.getMappedStatement(statement);
        List<T> list = executor.query(ms, parameter, Executor.NO_RESULT_HANDLER, ms.getBoundSql());
        return list.get(0);
    }

}

经过上面执行器的所有实现完成后，接下来就是解耦后的调用了。在 DefaultSqlSession#selectOne 中获取 MappedStatement 映射语句类后，则传递给执行器进行处理，那么现在这个类经过设计思想的解耦后，就变得更加赶紧整洁了，也就是易于维护和扩展了。
配置数据源

xml 复制代码

<environments default="development">
    <environment id="development">
        <transactionManager type="JDBC"/>
        <dataSource type="POOLED">
            <property name="driver" value="com.mysql.jdbc.Driver"/>
            <property name="url" value="jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mybatis?useUnicode=true"/>
            <property name="username" value="root"/>
            <property name="password" value="123456"/>
        </dataSource>
    </environment>
</environments>

配置Mapper

xml 复制代码

<select id="queryUserInfoById" parameterType="java.lang.Long" resultType="cn.bugstack.mybatis.test.po.User">
    SELECT id, userId, userName, userHead
    FROM user
    where id = #{id}
</select>

单元测试

java 复制代码

@Test
public void test() throws IOException {
    // 1. 从SqlSessionFactory中获取SqlSession
    SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(Resources.getResourceAsReader("mybatis-config-datasource.xml"));
    SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
   
    // 2. 获取映射器对象
    IUserDao userDao = sqlSession.getMapper(IUserDao.class);
    
    // 3. 测试验证
    User user = userDao.queryUserInfoById(1L);
    logger.info("测试结果：{}", JSON.toJSONString(user));
}

总结

1:从 DefaultSqlSession#selectOne 对数据源的处理解耦到执行器中进行操作。而执行器中又包括了对 JDBC 处理的拆解，链接、准备语句、封装参数、处理结果，所有的这些过程经过解耦后的类和方法，就都可以在以后的功能迭代中非常方便的完成扩展了。

2:本章节也为我们后续扩展参数的处理、结果集的封装预留出了扩展点，以及对于不同的语句处理器选择的问题，都需要在后续进行完善和补充。目前我们串联出来的是最核心的骨架结构，随着后续的渐进式开发陆续迭代完善。

好了到这里就结束了手写mybatis之SQL执行器的定义和实现的学习，大家一定要跟着动手操作起来。需要源码的可si我获取；