手写MyBatis第31弹-用工厂模式重构MyBatis的SqlSession创建过程

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我们常常在当下感到时间慢，觉得未来遥远，但一旦回头看，时间已经悄然流逝。对于未来，尽管如此，也应该保持一种从容的态度，相信未来仍有许多可能性等待着我们。

1. MyBatis核心工厂揭秘：SqlSessionFactory如何打造高效的数据库会话生产线

2. 设计模式之美：用工厂模式重构MyBatis的SqlSession创建过程

3. 深入MyBatis源码：解析SqlSessionFactory的重量级身份与创建逻辑

4. 手写MyBatis工厂层：打造可配置化的SqlSession生产体系

5. 架构师视角：为什么SqlSessionFactory是MyBatis中最重量级的组件？

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正文

在前两篇文章中，我们实现了SqlSession的CRUD方法并重构了MapperProxy，建立了清晰的执行链路。然而，一个关键问题尚未解决：SqlSession实例应该如何被创建和管理？今天，我们将引入MyBatis架构中的另一个核心组件------SqlSessionFactory，通过工厂模式来优雅地解决这个问题。

一、为何需要SqlSessionFactory：创建逻辑的封装与复用

直接使用new DefaultSqlSession(configuration, executor)来创建会话虽然可行，但存在诸多问题：

1. 创建逻辑复杂 ：一个完整的SqlSession创建需要组装Configuration、Executor以及可能的事务管理器和连接对象，这些细节不应该暴露给客户端代码。

2. 配置一致性 ：确保所有SqlSession实例使用相同的配置基础，避免因配置不一致导致的难以排查的问题。

3. 资源管理 ：集中管理Executor的创建和配置，便于实现执行器类型的可配置化。

4. 扩展性 ：为未来支持不同类型的SqlSession（如批处理会话、管理型会话）预留扩展点。

工厂模式正是解决这些问题的利器。它通过提供一个专门的工厂类来封装对象的创建逻辑，让客户端无需关心具体的创建细节。

二、SqlSessionFactory的架构设计与实现

让我们通过一个架构图来全面了解SqlSessionFactory在整体框架中的位置和作用：

从上图可以看出，SqlSessionFactory作为整个框架的配置中心和生产中心，处于承上启下的关键位置。

第一步：定义SqlSessionFactory接口

public interface SqlSessionFactory {
     
     /**
      * 打开一个SqlSession，使用默认的配置
      */
     SqlSession openSession();
     
     /**
      * 指定是否自动提交事务
      */
     SqlSession openSession(boolean autoCommit);
     
     /**
      * 指定连接对象，用于与现有事务集成
      */
     SqlSession openSession(Connection connection);
     
     /**
      * 指定事务隔离级别
      */
     SqlSession openSession(TransactionIsolationLevel level);
     
     /**
      * 获取配置信息
      */
     Configuration getConfiguration();
 }

第二步：实现DefaultSqlSessionFactory

 public class DefaultSqlSessionFactory implements SqlSessionFactory {
     
     private final Configuration configuration;
     
     public DefaultSqlSessionFactory(Configuration configuration) {
         this.configuration = configuration;
     }
     
     @Override
     public SqlSession openSession() {
         return openSession(false); // 默认非自动提交
     }
     
     @Override
     public SqlSession openSession(boolean autoCommit) {
         // 创建事务
         Transaction tx = null;
         try {
             Environment environment = configuration.getEnvironment();
             TransactionFactory transactionFactory = environment.getTransactionFactory();
             tx = transactionFactory.newTransaction(environment.getDataSource(), autoCommit);
             
             // 创建执行器
             Executor executor = new SimpleExecutor(configuration, tx);
             
             // 创建SqlSession
             return new DefaultSqlSession(configuration, executor);
         } catch (Exception e) {
             // 关闭事务如果创建失败
             if (tx != null) {
                 tx.close();
             }
             throw new RuntimeException("Error opening session. Cause: " + e);
         }
     }
     
     @Override
     public SqlSession openSession(Connection connection) {
         // 基于现有连接创建事务和执行器
         Transaction tx = new ManagedTransaction(connection);
         Executor executor = new SimpleExecutor(configuration, tx);
         return new DefaultSqlSession(configuration, executor);
     }
     
     @Override
     public SqlSession openSession(TransactionIsolationLevel level) {
         // 实现略：创建指定隔离级别的事务
         return openSession(false);
     }
     
     @Override
     public Configuration getConfiguration() {
         return configuration;
     }
 }

三、为什么SqlSessionFactory是重量级的？

从上面的实现可以看出，SqlSessionFactory的重量级体现在以下几个方面：

1. 配置信息承载者 ：它持有Configuration对象，这个对象包含了MyBatis运行所需的所有配置信息：数据源、映射器、类型处理器、插件等。这些配置在应用生命周期内通常不会改变。

2. 资源初始化成本高 ：Configuration的初始化过程需要解析XML配置、扫描注解、注册映射器等，这些都是相对耗时的操作。

3. 线程安全要求 ：作为共享组件，SqlSessionFactory必须是线程安全的，这增加了其实现的复杂性。

4. 长生命周期 ：通常一个应用对应一个SqlSessionFactory实例，伴随应用的整个生命周期。

正因为这些特性，我们应该将SqlSessionFactory设计为单例，在应用启动时创建，在整个运行期间重复使用。

四、Executor的类型配置与选择

Executor是MyBatis执行SQL的核心组件，不同的执行器类型适应不同的场景：

 public enum ExecutorType {
     SIMPLE,    // 简单执行器：每次执行都会创建新的PreparedStatement
     REUSE,     // 复用执行器：复用PreparedStatement
     BATCH      // 批处理执行器：批量执行更新操作
 }

在SqlSessionFactory中，我们可以通过配置来决定创建哪种类型的执行器：

 // 在openSession方法中根据配置创建不同类型的执行器
 Executor executor;
 if (ExecutorType.BATCH == configuration.getDefaultExecutorType()) {
     executor = new BatchExecutor(configuration, tx);
 } else if (ExecutorType.REUSE == configuration.getDefaultExecutorType()) {
     executor = new ReuseExecutor(configuration, tx);
 } else {
     executor = new SimpleExecutor(configuration, tx);
 }
 ​
 // 还可以支持在openSession时指定执行器类型
 public SqlSession openSession(ExecutorType execType) {
     Transaction tx = createTransaction();
     Executor executor = createExecutor(tx, execType);
     return new DefaultSqlSession(configuration, executor);
 }

五、SqlSessionFactory的构建者：SqlSessionFactoryBuilder

为了进一步分离关注点，我们引入SqlSessionFactoryBuilder来专门负责SqlSessionFactory的构建：

 public class SqlSessionFactoryBuilder {
     
     public SqlSessionFactory build(Configuration configuration) {
         return new DefaultSqlSessionFactory(configuration);
     }
     
     public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream) {
         // 解析XML配置，构建Configuration，然后创建SqlSessionFactory
         XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream);
         Configuration config = parser.parse();
         return build(config);
     }
     
     public SqlSessionFactory build(Reader reader) {
         // 类似上面，从Reader读取配置
         // ...
     }
 }

这种构建者模式的优势在于：

1. 分离配置解析与工厂创建：让每个类职责更加单一

2. 支持多种配置源：可以支持XML、Properties、编程式配置等多种方式

3. 灵活的构建过程：可以在构建过程中添加验证、优化等逻辑

六、总结与最佳实践

通过引入SqlSessionFactory，我们完成了MyBatis核心架构的又一个重要模块。工厂模式的应用让我们的框架更加专业和灵活：

1. 创建逻辑封装 ：将复杂的SqlSession创建过程封装在工厂中，客户端代码更加简洁

2. 配置集中管理 ：通过SqlSessionFactory统一管理所有配置，确保一致性

3. 灵活的会话控制 ：支持创建具有不同特性的SqlSession实例

4. 更好的资源管理 ：集中管理Executor的创建和生命周期

在实际应用中，我们应该遵循以下最佳实践：

• 将SqlSessionFactory作为应用级单例管理

• 根据具体场景选择合适的ExecutorType（批处理操作使用BATCH，高并发查询考虑REUSE）

• 通过SqlSessionFactoryBuilder统一构建工厂实例，确保配置的一致性

下次当你使用MyBatis时，不妨思考一下：每一个简单的getMapper()调用背后，是整个工厂体系在默默支撑。这种精妙的分层设计和职责划分，正是优秀框架的迷人之处。

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