MyBatis 源码分析 – SQL 的执行过程

1.简介

在前面的文章中,我分析了配置文件和映射文件的解析过程。经过前面复杂的解析过程后,现在,MyBatis 已经进入了就绪状态,等待使用者发号施令。本篇文章我将分析MyBatis 执行 SQL 的过程,该过程比较复杂,涉及的技术点很多多。包括但不限于以下技术点:

  1. mapper 接口生成实现类
  2. 根据配置信息生成 SQL,并将运行时参数设置到 SQL 中
  3. 二级缓存的实现
  4. 插件机制
  5. 数据库连接的获取与管理
  6. 查询结果的处理,以及延迟加载等

如果大家能掌握上面的技术点,那么对 MyBatis 的原理将会有很深入的理解。若将以上技术点一一展开分析,会导致文章篇幅很大,因此我打算将以上知识点分成数篇文章进行分析。本篇文章将分析以上列表中的第1个、第2个以及第6个技术点,其他技术点将会在随后的文章中进行分析。好了,其他的就不多说了,下面开始我们的源码分析之旅。

2.SQL 执行过程分析

2.1 SQL 执行入口分析

在单独使用 MyBatis 进行数据库操作时,我们通常都会先调用 SqlSession 接口的 getMapper 方法为我们的 Mapper 接口生成实现类。然后就可以通过 Mapper 进行数据库操作。比如像下面这样:

ArticleMapper articleMapper = session.getMapper(ArticleMapper.class);
Article article = articleMapper.findOne(1);

如果大家对 MyBatis 较为理解,会知道 SqlSession 是通过 JDK 动态代理的方式为接口生成代理对象的。在调用接口方法时,方法调用会被代理逻辑拦截。在代理逻辑中可根据方法名及方法归属接口获取到当前方法对应的 SQL 以及其他一些信息,拿到这些信息即可进行数据库操作。

上面是一个简版的 SQL 执行过程,省略了很多细节。下面我们先按照这个简版的流程进行分析,首先我们来看一下 Mapper 接口的代理对象创建过程。

2.1.1 为 Mapper 接口创建代理对象

本节,我们从 DefaultSqlSession 的 getMapper 方法开始看起,如下:

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

// -☆- Configuration
public <T> T getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession) {
    return mapperRegistry.getMapper(type, sqlSession);
}

// -☆- MapperRegistry
public <T> T getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession) {
    // 从 knownMappers 中获取与 type 对应的 MapperProxyFactory
    final MapperProxyFactory<T> mapperProxyFactory = (MapperProxyFactory<T>) knownMappers.get(type);
    if (mapperProxyFactory == null) {
        throw new BindingException("Type " + type + " is not known to the MapperRegistry.");
    }
    try {
        // 创建代理对象
        return mapperProxyFactory.newInstance(sqlSession);
    } catch (Exception e) {
        throw new BindingException("Error getting mapper instance. Cause: " + e, e);
    }
}

如上,经过连续的调用,Mapper 接口代理对象的创建逻辑初现端倪。如果没看过我前面的分析文章,大家可能不知道 knownMappers 集合中的元素是何时存入的。这里再说一遍吧,MyBatis 在解析配置文件的 <mappers> 节点的过程中,会调用 MapperRegistry 的 addMapper 方法将 Class 到 MapperProxyFactory 对象的映射关系存入到 knownMappers。具体的代码就不分析了,大家可以阅读我之前写的文章,或者自行分析相关的代码。

在获取到 MapperProxyFactory 对象后,即可调用工厂方法为 Mapper 接口生成代理对象了。相关逻辑如下:

// -☆- MapperProxyFactory
public T newInstance(SqlSession sqlSession) {
    /*
     * 创建 MapperProxy 对象,MapperProxy 实现了 
     * InvocationHandler 接口,代理逻辑封装在此类中
     */
    final MapperProxy<T> mapperProxy = new MapperProxy<T>(sqlSession, mapperInterface, methodCache);
    return newInstance(mapperProxy);
}

protected T newInstance(MapperProxy<T> mapperProxy) {
    // 通过 JDK 动态代理创建代理对象
    return (T) Proxy.newProxyInstance(mapperInterface.getClassLoader(), new Class[]{mapperInterface}, mapperProxy);
}

上面的代码首先创建了一个 MapperProxy 对象,该对象实现了 InvocationHandler 接口。然后将对象作为参数传给重载方法,并在重载方法中调用 JDK 动态代理接口为 Mapper 生成代理对象。

到此,关于 Mapper 接口代理对象的创建过程就分析完了。现在我们的 ArticleMapper 接口指向的代理对象已经创建完毕,下面就可以调用接口方法进行数据库操作了。由于接口方法会被代理逻辑拦截,所以下面我们把目光聚焦在代理逻辑上面,看看代理逻辑会做哪些事情。

2.1.2 执行代理逻辑

在 MyBatis 中,Mapper 接口方法的代理逻辑实现的比较简单。该逻辑首先会对拦截的方法进行一些检测,以决定是否执行后续的数据库操作。对应的代码如下:

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    try {
        // 如果方法是定义在 Object 类中的,则直接调用
        if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {
            return method.invoke(this, args);
            
        /*
         * 下面的代码最早出现在 mybatis-3.4.2 版本中,用于支持 JDK 1.8 中的
         * 新特性 - 默认方法。这段代码的逻辑就不分析了,有兴趣的同学可以
         * 去 Github 上看一下相关的相关的讨论(issue #709),链接如下:
         * 
         *   https://github.com/mybatis/mybatis-3/issues/709
         */  
        } else if (isDefaultMethod(method)) {
            return invokeDefaultMethod(proxy, method, args);
        }
    } catch (Throwable t) {
        throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);
    }
    
    // 从缓存中获取 MapperMethod 对象,若缓存未命中,则创建 MapperMethod 对象
    final MapperMethod mapperMethod = cachedMapperMethod(method);
    
    // 调用 execute 方法执行 SQL
    return mapperMethod.execute(sqlSession, args);
}

如上,代理逻辑会首先检测被拦截的方法是不是定义在 Object 中的,比如 equals、hashCode 方法等。对于这类方法,直接执行即可。除此之外,MyBatis 从 3.4.2 版本开始,对 JDK 1.8 接口的默认方法提供了支持,具体就不分析了。完成相关检测后,紧接着从缓存中获取或者创建 MapperMethod 对象,然后通过该对象中的 execute 方法执行 SQL。在分析 execute 方法之前,我们先来看一下 MapperMethod 对象的创建过程。MapperMethod 的创建过程看似普通,但却包含了一些重要的逻辑,所以不能忽视。

2.1.2.1 创建 MapperMethod 对象

本节来分析一下 MapperMethod 的构造方法,看看它的构造方法中都包含了哪些逻辑。如下:

public class MapperMethod {

    private final SqlCommand command;
    private final MethodSignature method;

    public MapperMethod(Class<?> mapperInterface, Method method, Configuration config) {
        // 创建 SqlCommand 对象,该对象包含一些和 SQL 相关的信息
        this.command = new SqlCommand(config, mapperInterface, method);
        // 创建 MethodSignature 对象,从类名中可知,该对象包含了被拦截方法的一些信息
        this.method = new MethodSignature(config, mapperInterface, method);
    }
}

如上,MapperMethod 构造方法的逻辑很简单,主要是创建 SqlCommand 和 MethodSignature 对象。这两个对象分别记录了不同的信息,这些信息在后续的方法调用中都会被用到。下面我们深入到这两个类的构造方法中,探索它们的初始化逻辑。

① 创建 SqlCommand 对象

前面说了 SqlCommand 中保存了一些和 SQL 相关的信息,那具体有哪些信息呢?答案在下面的代码中。

public static class SqlCommand {

    private final String name;
    private final SqlCommandType type;

    public SqlCommand(Configuration configuration, Class<?> mapperInterface, Method method) {
        final String methodName = method.getName();
        final Class<?> declaringClass = method.getDeclaringClass();
        // 解析 MappedStatement
        MappedStatement ms = resolveMappedStatement(mapperInterface, methodName, declaringClass, configuration);
        
        // 检测当前方法是否有对应的 MappedStatement
        if (ms == null) {
            // 检测当前方法是否有 @Flush 注解
            if (method.getAnnotation(Flush.class) != null) {
                // 设置 name 和 type 遍历
                name = null;
                type = SqlCommandType.FLUSH;
            } else {
                /*
                 * 若 ms == null 且方法无 @Flush 注解,此时抛出异常。
                 * 这个异常比较常见,大家应该眼熟吧
                 */ 
                throw new BindingException("Invalid bound statement (not found): "
                    + mapperInterface.getName() + "." + methodName);
            }
        } else {
            // 设置 name 和 type 变量
            name = ms.getId();
            type = ms.getSqlCommandType();
            if (type == SqlCommandType.UNKNOWN) {
                throw new BindingException("Unknown execution method for: " + name);
            }
        }
    }
}

如上,SqlCommand 的构造方法主要用于初始化它的两个成员变量。代码不是很长,逻辑也不难理解,就不多说了。继续往下看。

② 创建 MethodSignature 对象

MethodSignature 即方法签名,顾名思义,该类保存了一些和目标方法相关的信息。比如目标方法的返回类型,目标方法的参数列表信息等。下面,我们来分析一下 MethodSignature 的构造方法。

public static class MethodSignature {

    private final boolean returnsMany;
    private final boolean returnsMap;
    private final boolean returnsVoid;
    private final boolean returnsCursor;
    private final Class<?> returnType;
    private final String mapKey;
    private final Integer resultHandlerIndex;
    private final Integer rowBoundsIndex;
    private final ParamNameResolver paramNameResolver;

    public MethodSignature(Configuration configuration, Class<?> mapperInterface, Method method) {

        // 通过反射解析方法返回类型
        Type resolvedReturnType = TypeParameterResolver.resolveReturnType(method, mapperInterface);
        if (resolvedReturnType instanceof Class<?>) {
            this.returnType = (Class<?>) resolvedReturnType;
        } else if (resolvedReturnType instanceof ParameterizedType) {
            this.returnType = (Class<?>) ((ParameterizedType) resolvedReturnType).getRawType();
        } else {
            this.returnType = method.getReturnType();
        }
        
        // 检测返回值类型是否是 void、集合或数组、Cursor、Map 等
        this.returnsVoid = void.class.equals(this.returnType);
        this.returnsMany = configuration.getObjectFactory().isCollection(this.returnType) || this.returnType.isArray();
        this.returnsCursor = Cursor.class.equals(this.returnType);
        // 解析 @MapKey 注解,获取注解内容
        this.mapKey = getMapKey(method);
        this.returnsMap = this.mapKey != null;
        /*
         * 获取 RowBounds 参数在参数列表中的位置,如果参数列表中
         * 包含多个 RowBounds 参数,此方法会抛出异常
         */ 
        this.rowBoundsIndex = getUniqueParamIndex(method, RowBounds.class);
        // 获取 ResultHandler 参数在参数列表中的位置
        this.resultHandlerIndex = getUniqueParamIndex(method, ResultHandler.class);
        // 解析参数列表
        this.paramNameResolver = new ParamNameResolver(configuration, method);
    }
}

上面的代码用于检测目标方法的返回类型,以及解析目标方法参数列表。其中,检测返回类型的目的是为避免查询方法返回错误的类型。比如我们要求接口方法返回一个对象,结果却返回了对象集合,这会导致类型转换错误。关于返回值类型的解析过程先说到这,下面分析参数列表的解析过程。

public class ParamNameResolver {

    private static final String GENERIC_NAME_PREFIX = "param";
    private final SortedMap<Integer, String> names;

    public ParamNameResolver(Configuration config, Method method) {
        // 获取参数类型列表
        final Class<?>[] paramTypes = method.getParameterTypes();
        // 获取参数注解
        final Annotation[][] paramAnnotations = method.getParameterAnnotations();
        final SortedMap<Integer, String> map = new TreeMap<Integer, String>();
        int paramCount = paramAnnotations.length;

        for (int paramIndex = 0; paramIndex < paramCount; paramIndex++) {
            // 检测当前的参数类型是否为 RowBounds 或 ResultHandler
            if (isSpecialParameter(paramTypes[paramIndex])) {
                continue;
            }
            String name = null;
            for (Annotation annotation : paramAnnotations[paramIndex]) {
                if (annotation instanceof Param) {
                    hasParamAnnotation = true;
                    // 获取 @Param 注解内容
                    name = ((Param) annotation).value();
                    break;
                }
            }
            // name 为空,表明未给参数配置 @Param 注解
            if (name == null) {
                // 检测是否设置了 useActualParamName 全局配置
                if (config.isUseActualParamName()) {
                    /*
                     * 通过反射获取参数名称。此种方式要求 JDK 版本为 1.8+,
                     * 且要求编译时加入 -parameters 参数,否则获取到的参数名
                     * 仍然是 arg1, arg2, ..., argN
                     */
                    name = getActualParamName(method, paramIndex);
                }
                if (name == null) {
                    /*
                     * 使用 map.size() 返回值作为名称,思考一下为什么不这样写:
                     *   name = String.valueOf(paramIndex);
                     * 因为如果参数列表中包含 RowBounds 或 ResultHandler,这两个参数
                     * 会被忽略掉,这样将导致名称不连续。
                     *
                     * 比如参数列表 (int p1, int p2, RowBounds rb, int p3)
                     *  - 期望得到名称列表为 ["0", "1", "2"]
                     *  - 实际得到名称列表为 ["0", "1", "3"]
                     */
                    name = String.valueOf(map.size());
                }
            }
            // 存储 paramIndex 到 name 的映射
            map.put(paramIndex, name);
        }
        names = Collections.unmodifiableSortedMap(map);
    }
}

以上就是方法参数列表的解析过程,解析完毕后,可得到参数下标到参数名的映射关系,这些映射关系最终存储在 ParamNameResolver 的 names 成员变量中。这些映射关系将会在后面的代码中被用到,大家留意一下。

下面写点代码测试一下 ParamNameResolver 的解析逻辑。如下:

public class ParamNameResolverTest {

    @Test
    public void test() throws NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        Configuration config = new Configuration();
        config.setUseActualParamName(false);
        Method method = ArticleMapper.class.getMethod("select", Integer.class, String.class, RowBounds.class, Article.class);

        ParamNameResolver resolver = new ParamNameResolver(config, method);
        Field field = resolver.getClass().getDeclaredField("names");
        field.setAccessible(true);
        // 通过反射获取 ParamNameResolver 私有成员变量 names
        Object names = field.get(resolver);

        System.out.println("names: " + names);
    }

    class ArticleMapper {
        public void select(@Param("id") Integer id, @Param("author") String author, RowBounds rb, Article article) {}
    }
}

测试结果如下:

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

参数索引与名称映射图如下:

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

到此,关于 MapperMethod 的初始化逻辑就分析完了,继续往下分析。

2.1.2.2 执行 execute 方法

前面已经分析了 MapperMethod 的初始化过程,现在 MapperMethod 创建好了。那么,接下来要做的事情是调用 MapperMethod 的 execute 方法,执行 SQL。代码如下:

// -☆- MapperMethod
public Object execute(SqlSession sqlSession, Object[] args) {
    Object result;
    
    // 根据 SQL 类型执行相应的数据库操作
    switch (command.getType()) {
        case INSERT: {
            // 对用户传入的参数进行转换,下同
            Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
            // 执行插入操作,rowCountResult 方法用于处理返回值
            result = rowCountResult(sqlSession.insert(command.getName(), param));
            break;
        }
        case UPDATE: {
            Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
            // 执行更新操作
            result = rowCountResult(sqlSession.update(command.getName(), param));
            break;
        }
        case DELETE: {
            Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
            // 执行删除操作
            result = rowCountResult(sqlSession.delete(command.getName(), param));
            break;
        }
        case SELECT:
            // 根据目标方法的返回类型进行相应的查询操作
            if (method.returnsVoid() && method.hasResultHandler()) {
                /*
                 * 如果方法返回值为 void,但参数列表中包含 ResultHandler,表明使用者
                 * 想通过 ResultHandler 的方式获取查询结果,而非通过返回值获取结果
                 */
                executeWithResultHandler(sqlSession, args);
                result = null;
            } else if (method.returnsMany()) {
                // 执行查询操作,并返回多个结果 
                result = executeForMany(sqlSession, args);
            } else if (method.returnsMap()) {
                // 执行查询操作,并将结果封装在 Map 中返回
                result = executeForMap(sqlSession, args);
            } else if (method.returnsCursor()) {
                // 执行查询操作,并返回一个 Cursor 对象
                result = executeForCursor(sqlSession, args);
            } else {
                Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
                // 执行查询操作,并返回一个结果
                result = sqlSession.selectOne(command.getName(), param);
            }
            break;
        case FLUSH:
            // 执行刷新操作
            result = sqlSession.flushStatements();
            break;
        default:
            throw new BindingException("Unknown execution method for: " + command.getName());
    }
    
    // 如果方法的返回值为基本类型,而返回值却为 null,此种情况下应抛出异常
    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;
}

如上,execute 方法主要由一个 switch 语句组成,用于根据 SQL 类型执行相应的数据库操作。该方法的逻辑清晰,不需要太多的分析。不过在上面的方法中 convertArgsToSqlCommandParam 方法出现次数比较频繁,这里分析一下:

// -☆- MapperMethod
public Object convertArgsToSqlCommandParam(Object[] args) {
    return paramNameResolver.getNamedParams(args);
}

public Object getNamedParams(Object[] args) {
    final int paramCount = names.size();
    if (args == null || paramCount == 0) {
        return null;
    } else if (!hasParamAnnotation && paramCount == 1) {
        /*
         * 如果方法参数列表无 @Param 注解,且仅有一个非特别参数,则返回该参数的值。
         * 比如如下方法:
         *     List findList(RowBounds rb, String name)
         * names 如下:
         *     names = {1 : "0"}
         * 此种情况下,返回 args[names.firstKey()],即 args[1] -> name
         */
        return args[names.firstKey()];
    } else {
        final Map<String, Object> param = new ParamMap<Object>();
        int i = 0;
        for (Map.Entry<Integer, String> entry : names.entrySet()) {
            // 添加 <参数名, 参数值> 键值对到 param 中
            param.put(entry.getValue(), args[entry.getKey()]);
            // genericParamName = param + index。比如 param1, param2, ... paramN
            final String genericParamName = GENERIC_NAME_PREFIX + String.valueOf(i + 1);
            /*
             * 检测 names 中是否包含 genericParamName,什么情况下会包含?答案如下:
             *
             *   使用者显式将参数名称配置为 param1,即 @Param("param1")
             */
            if (!names.containsValue(genericParamName)) {
                // 添加 <param*, value> 到 param 中
                param.put(genericParamName, args[entry.getKey()]);
            }
            i++;
        }
        return param;
    }
}

如上,convertArgsToSqlCommandParam 是一个空壳方法,该方法最终调用了 ParamNameResolver 的 getNamedParams 方法。getNamedParams 方法的主要逻辑是根据条件返回不同的结果,该方法的代码不是很难理解,我也进行了比较详细的注释,就不多说了。

分析完 convertArgsToSqlCommandParam 的逻辑,接下来说说 MyBatis 对哪些 SQL 指令提供了支持,如下:

  • 查询语句:SELECT
  • 更新语句:INSERT/UPDATE/DELETE
  • 存储过程:CALL

在上面的列表中,我刻意对 SELECT/INSERT/UPDATE/DELETE 等指令进行了分类,分类依据指令的功能以及 MyBatis 执行这些指令的过程。这里把 SELECT 称为查询语句,INSERT/UPDATE/DELETE 等称为更新语句。接下来,先来分析查询语句的执行过程。

2.2 查询语句的执行过程分析

查询语句对应的方法比较多,有如下几种:

  • executeWithResultHandler
  • executeForMany
  • executeForMap
  • executeForCursor

这些方法在内部调用了 SqlSession 中的一些 select* 方法,比如 selectList、selectMap、selectCursor 等。这些方法的返回值类型是不同的,因此对于每种返回类型,需要有专门的处理方法。以 selectList 方法为例,该方法的返回值类型为 List。但如果我们的 Mapper 或 Dao 的接口方法返回值类型为数组,或者 Set,直接将 List 类型的结果返回给 Mapper/Dao 就不合适了。execute* 等方法只是对 select* 等方法做了一层简单的封装,因此接下来我们应该把目光放在这些 select* 方法上。下面我们来分析一下 selectOne 方法的源码,如下:

2.2.1 selectOne 方法分析

本节选择分析 selectOne 方法,而不是其他的方法,大家或许会觉得奇怪。前面提及了 selectList、selectMap、selectCursor 等方法,这里却分析一个未提及的方法。这样做并没什么特别之处,主要原因是 selectOne 在内部会调用 selectList 方法。这里分析 selectOne 方法是为了告知大家,selectOne 和 selectList 方法是有联系的,同时分析 selectOne 方法等同于分析 selectList 方法。如果你不信的话,那我们看源码吧,源码面前了无秘密。

// -☆- DefaultSqlSession
public <T> T selectOne(String statement, Object parameter) {
    // 调用 selectList 获取结果
    List<T> list = this.<T>selectList(statement, parameter);
    if (list.size() == 1) {
        // 返回结果
        return list.get(0);
    } else if (list.size() > 1) {
        // 如果查询结果大于1则抛出异常,这个异常也是很常见的
        throw new TooManyResultsException(
            "Expected one result (or null) to be returned by selectOne(), but found: " + list.size());
    } else {
        return null;
    }
}

如上,selectOne 方法在内部调用 selectList 了方法,并取 selectList 返回值的第1个元素作为自己的返回值。如果 selectList 返回的列表元素大于1,则抛出异常。上面代码比较易懂,就不多说了。下面我们来看看 selectList 方法的实现。

// -☆- DefaultSqlSession
public <E> List<E> selectList(String statement, Object parameter) {
    // 调用重载方法
    return this.selectList(statement, parameter, RowBounds.DEFAULT);
}

private final Executor executor;

public <E> List<E> selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds) {
    try {
        // 获取 MappedStatement
        MappedStatement ms = configuration.getMappedStatement(statement);
        // 调用 Executor 实现类中的 query 方法
        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();
    }
}

如上,这里要来说说 executor 变量,该变量类型为 Executor。Executor 是一个接口,它的实现类如下:

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

如上,Executor 有这么多的实现类,大家猜一下 executor 变量对应哪个实现类。要弄清楚这个问题,需要大家到源头去查证。这里提示一下,大家可以跟踪一下 DefaultSqlSessionFactory 的 openSession 方法,很快就能发现executor 变量创建的踪迹。限于篇幅原因,本文就不分析 openSession 方法的源码了。好了,下面我来直接告诉大家 executor 变量对应哪个实现类吧。默认情况下,executor 的类型为 CachingExecutor,该类是一个装饰器类,用于给目标 Executor 增加二级缓存功能。那目标 Executor 是谁呢?默认情况下是 SimpleExecutor。

现在大家搞清楚 executor 变量的身份了,接下来继续分析 selectOne 方法的调用栈。先来看看 CachingExecutor 的 query 方法是怎样实现的。如下:

// -☆- CachingExecutor
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
    // 获取 BoundSql
    BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameterObject);
    // 创建 CacheKey
    CacheKey key = createCacheKey(ms, parameterObject, rowBounds, boundSql);
    // 调用重载方法
    return query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}

上面的代码用于获取 BoundSql 对象,创建 CacheKey 对象,然后再将这两个对象传给重载方法。关于 BoundSql 的获取过程较为复杂,我将在下一节进行分析。CacheKey 以及接下来即将出现的一二级缓存将会独立成文进行分析。

上面的方法和 SimpleExecutor 父类 BaseExecutor 中的实现没什么区别,有区别的地方在于这个方法所调用的重载方法。我们继续往下看。

// -☆- CachingExecutor
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
    // 从 MappedStatement 中获取缓存
    Cache cache = ms.getCache();
    // 若映射文件中未配置缓存或参照缓存,此时 cache = null
    if (cache != null) {
        flushCacheIfRequired(ms);
        if (ms.isUseCache() && resultHandler == null) {
            ensureNoOutParams(ms, boundSql);
            List<E> list = (List<E>) tcm.getObject(cache, key);
            if (list == null) {
                // 若缓存未命中,则调用被装饰类的 query 方法
                list = delegate.<E>query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
                tcm.putObject(cache, key, list); // issue #578 and #116
            }
            return list;
        }
    }
    // 调用被装饰类的 query 方法
    return delegate.<E>query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}

上面的代码涉及到了二级缓存,若二级缓存为空,或未命中,则调用被装饰类的 query 方法。下面来看一下 BaseExecutor 的中签名相同的 query 方法是如何实现的。

// -☆- BaseExecutor
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
    if (closed) {
        throw new ExecutorException("Executor was closed.");
    }
    if (queryStack == 0 && ms.isFlushCacheRequired()) {
        clearLocalCache();
    }
    List<E> list;
    try {
        queryStack++;
        // 从一级缓存中获取缓存项
        list = resultHandler == null ? (List<E>) localCache.getObject(key) : null;
        if (list != null) {
            // 存储过程相关处理逻辑,本文不分析存储过程,故该方法不分析了
            handleLocallyCachedOutputParameters(ms, key, parameter, boundSql);
        } else {
            // 一级缓存未命中,则从数据库中查询
            list = queryFromDatabase(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
        }
    } finally {
        queryStack--;
    }
    if (queryStack == 0) {
        // 从一级缓存中延迟加载嵌套查询结果
        for (DeferredLoad deferredLoad : deferredLoads) {
            deferredLoad.load();
        }
        deferredLoads.clear();
        if (configuration.getLocalCacheScope() == LocalCacheScope.STATEMENT) {
            clearLocalCache();
        }
    }
    return list;
}

如上,上面的方法主要用于从一级缓存中查找查询结果。若缓存未命中,再向数据库进行查询。在上面的代码中,出现了一个新的类 DeferredLoad,这个类用于延迟加载。该类的实现并不复杂,但是具体用途让我有点疑惑。这个我目前也未完全搞清楚,就不强行分析了。接下来,我们来看一下 queryFromDatabase 方法的实现。

// -☆- BaseExecutor
private <E> List<E> queryFromDatabase(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds,
    ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
    List<E> list;
    // 向缓存中存储一个占位符
    localCache.putObject(key, EXECUTION_PLACEHOLDER);
    try {
        // 调用 doQuery 进行查询
        list = doQuery(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
    } finally {
        // 移除占位符
        localCache.removeObject(key);
    }
    // 缓存查询结果
    localCache.putObject(key, list);
    if (ms.getStatementType() == StatementType.CALLABLE) {
        localOutputParameterCache.putObject(key, parameter);
    }
    return list;
}

上面的代码仍然不是 selectOne 方法调用栈的终点,抛开缓存操作,queryFromDatabase 最终还会调用 doQuery 进行查询。下面我们继续进行跟踪。

// -☆- 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();
        // 创建 StatementHandler
        StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(wrapper, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
        // 创建 Statement
        stmt = prepareStatement(handler, ms.getStatementLog());
        // 执行查询操作
        return handler.<E>query(stmt, resultHandler);
    } finally {
        // 关闭 Statement
        closeStatement(stmt);
    }
}

上面的方法中仍然有不少的逻辑,完全看不到即将要到达终点的趋势,不过这离终点又近了一步。接下来,我们先跳过 StatementHandler 和 Statement 创建过程,这两个对象的创建过程会在后面进行说明。这里,我们以 PreparedStatementHandler 为例,看看它的 query 方法是怎样实现的。如下:

// -☆- PreparedStatementHandler
public <E> List<E> query(Statement statement, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
    PreparedStatement ps = (PreparedStatement) statement;
    // 执行 SQL
    ps.execute();
    // 处理执行结果
    return resultSetHandler.<E>handleResultSets(ps);
}

到这里似乎看到了希望,整个调用过程总算要结束了。不过先别高兴的太早,SQL 执行结果的处理过程也很复杂,稍后将会专门拿出一节内容进行分析。

以上就是 selectOne 方法的执行过程,尽管我已经简化了代码分析,但是整个过程看起来还是很复杂的。查询过程涉及到了很多方法调用,不把这些调用方法搞清楚,很难对 MyBatis 的查询过程有深入的理解。所以在接下来的章节中,我将会对一些重要的调用进行分析。如果大家不满足于泛泛而谈,那么接下来咱们一起进行更为深入的探索吧。

2.2.2 获取 BoundSql

我们在执行 SQL 时,一个重要的任务是将 SQL 语句解析出来。我们都知道 SQL 是配置在映射文件中的,但由于映射文件中的 SQL 可能会包含占位符 #{},以及动态 SQL 标签,比如 <if>、<where> 等。因此,我们并不能直接使用映射文件中配置的 SQL。MyBatis 会将映射文件中的 SQL 解析成一组 SQL 片段。如果某个片段中也包含动态 SQL 相关的标签,那么,MyBatis 会对该片段再次进行分片。最终,一个 SQL 配置将会被解析成一个 SQL 片段树。形如下面的图片

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

我们需要对片段树进行解析,以便从每个片段对象中获取相应的内容。然后将这些内容组合起来即可得到一个完成的 SQL 语句,这个完整的 SQL 以及其他的一些信息最终会存储在 BoundSql 对象中。下面我们来看一下 BoundSql 类的成员变量信息,如下:

private final String sql;
private final List<ParameterMapping> parameterMappings;
private final Object parameterObject;
private final Map<String, Object> additionalParameters;
private final MetaObject metaParameters;

下面用一个表格列举各个成员变量的含义。

变量名 类型 用途
sql String 一个完整的 SQL 语句,可能会包含问号 ? 占位符
parameterMappings List 参数映射列表,SQL 中的每个 #{xxx} 占位符都会被解析成相应的 ParameterMapping 对象
parameterObject Object 运行时参数,即用户传入的参数,比如 Article 对象,或是其他的参数
additionalParameters Map 附加参数集合,用于存储一些额外的信息,比如 datebaseId 等
metaParameters MetaObject additionalParameters 的元信息对象

以上对 BoundSql 的成员变量做了简要的说明,部分参数的用途大家现在可能不是很明白。不过不用着急,这些变量在接下来的源码分析过程中会陆续的出现。到时候对着源码多思考,或是写点测试代码调试一下,即可弄懂。

好了,现在准备工作已经做好。接下来,开始分析 BoundSql 的构建过程。我们源码之旅的第一站是 MappedStatement 的 getBoundSql 方法,代码如下:

// -☆- MappedStatement
public BoundSql getBoundSql(Object parameterObject) {

    // 调用 sqlSource 的 getBoundSql 获取 BoundSql
    BoundSql boundSql = sqlSource.getBoundSql(parameterObject);
    List<ParameterMapping> parameterMappings = boundSql.getParameterMappings();
    if (parameterMappings == null || parameterMappings.isEmpty()) {
        /*
         * 创建新的 BoundSql,这里的 parameterMap 是 ParameterMap 类型。
         * 由<ParameterMap> 节点进行配置,该节点已经废弃,不推荐使用。默认情况下,
         * parameterMap.getParameterMappings() 返回空集合
         */ 
        boundSql = new BoundSql(configuration, boundSql.getSql(), parameterMap.getParameterMappings(), parameterObject);
    }

    // 省略不重要的逻辑

    return boundSql;
}

如上,MappedStatement 的 getBoundSql 在内部调用了 SqlSource 实现类的 getBoundSql 方法。处理此处的调用,余下的逻辑都不是重要逻辑,就不啰嗦了。接下来,我们把目光转移到 SqlSource 实现类的 getBoundSql 方法上。SqlSource 是一个接口,它有如下几个实现类:

  • DynamicSqlSource
  • RawSqlSource
  • StaticSqlSource
  • ProviderSqlSource
  • VelocitySqlSource

在如上几个实现类中,我们应该选择分析哪个实现类的逻辑呢?如果大家分析过 MyBatis 映射文件的解析过程,或者阅读过我上一篇的关于MyBatis 映射文件分析的文章,那么这个问题不难回答。好了,不卖关子了,我来回答一下这个问题吧。首先我们把最后两个排除掉,不常用。剩下的三个实现类中,仅前两个实现类会在映射文件解析的过程中被使用。当 SQL 配置中包含 ${} (不是 #{})占位符,或者包含 <if>、<where> 等标签时,会被认为是动态 SQL,此时使用 DynamicSqlSource 存储 SQL 片段。否则,使用 RawSqlSource 存储 SQL 配置信息。相比之下 DynamicSqlSource 存储的 SQL 片段类型较多,解析起来也更为复杂一些。因此下面我将分析 DynamicSqlSource 的 getBoundSql 方法。弄懂这个,RawSqlSource 也不在话下。好了,下面开始分析。

// -☆- DynamicSqlSource
public BoundSql getBoundSql(Object parameterObject) {
    // 创建 DynamicContext
    DynamicContext context = new DynamicContext(configuration, parameterObject);

    // 解析 SQL 片段,并将解析结果存储到 DynamicContext 中
    rootSqlNode.apply(context);
    
    SqlSourceBuilder sqlSourceParser = new SqlSourceBuilder(configuration);
    Class<?> parameterType = parameterObject == null ? Object.class : parameterObject.getClass();
    /*
     * 构建 StaticSqlSource,在此过程中将 sql 语句中的占位符 #{} 替换为问号 ?,
     * 并为每个占位符构建相应的 ParameterMapping
     */
    SqlSource sqlSource = sqlSourceParser.parse(context.getSql(), parameterType, context.getBindings());
    
    // 调用 StaticSqlSource 的 getBoundSql 获取 BoundSql
    BoundSql boundSql = sqlSource.getBoundSql(parameterObject);

    // 将 DynamicContext 的 ContextMap 中的内容拷贝到 BoundSql 中
    for (Map.Entry<String, Object> entry : context.getBindings().entrySet()) {
        boundSql.setAdditionalParameter(entry.getKey(), entry.getValue());
    }
    return boundSql;
}

如上,DynamicSqlSource 的 getBoundSql 方法的代码看起来不多,但是逻辑却并不简单。该方法由数个步骤组成,这里总结一下:

  1. 创建 DynamicContext
  2. 解析 SQL 片段,并将解析结果存储到 DynamicContext 中
  3. 解析 SQL 语句,并构建 StaticSqlSource
  4. 调用 StaticSqlSource 的 getBoundSql 获取 BoundSql
  5. 将 DynamicContext 的 ContextMap 中的内容拷贝到 BoundSql 中

如上5个步骤中,第5步为常规操作,就不多说了,其他步骤将会在接下来章节中一一进行分析。按照顺序,我们先来分析 DynamicContext 的实现。

2.2.2.1 DynamicContext

DynamicContext 是 SQL 语句构建的上下文,每个 SQL 片段解析完成后,都会将解析结果存入 DynamicContext 中。待所有的 SQL 片段解析完毕后,一条完整的 SQL 语句就会出现在 DynamicContext 对象中。下面我们来看一下 DynamicContext 类的定义。

public class DynamicContext {

    public static final String PARAMETER_OBJECT_KEY = "_parameter";
    public static final String DATABASE_ID_KEY = "_databaseId";

    private final ContextMap bindings;
    private final StringBuilder sqlBuilder = new StringBuilder();

    public DynamicContext(Configuration configuration, Object parameterObject) {
        // 创建 ContextMap
        if (parameterObject != null && !(parameterObject instanceof Map)) {
            MetaObject metaObject = configuration.newMetaObject(parameterObject);
            bindings = new ContextMap(metaObject);
        } else {
            bindings = new ContextMap(null);
        }

        // 存放运行时参数 parameterObject 以及 databaseId
        bindings.put(PARAMETER_OBJECT_KEY, parameterObject);
        bindings.put(DATABASE_ID_KEY, configuration.getDatabaseId());
    }

    // 省略部分代码
}

如上,上面只贴了 DynamicContext 类的部分代码。其中 sqlBuilder 变量用于存放 SQL 片段的解析结果,bindings 则用于存储一些额外的信息,比如运行时参数 和 databaseId 等。bindings 类型为 ContextMap,ContextMap 定义在 DynamicContext 中,是一个静态内部类。该类继承自 HashMap,并覆写了 get 方法。它的代码如下:

static class ContextMap extends HashMap<String, Object> {

    private MetaObject parameterMetaObject;

    public ContextMap(MetaObject parameterMetaObject) {
        this.parameterMetaObject = parameterMetaObject;
    }

    @Override
    public Object get(Object key) {
        String strKey = (String) key;
        // 检查是否包含 strKey,若包含则直接返回
        if (super.containsKey(strKey)) {
            return super.get(strKey);
        }

        if (parameterMetaObject != null) {
            // 从运行时参数中查找结果
            return parameterMetaObject.getValue(strKey);
        }

        return null;
    }
}

DynamicContext 对外提供了两个接口,用于操作 sqlBuilder。分别如下:

public void appendSql(String sql) {
    sqlBuilder.append(sql);
    sqlBuilder.append(" ");
}

public String getSql() {
    return sqlBuilder.toString().trim();
}

以上就是对 DynamicContext 的简单介绍,DynamicContext 的源码不难理解,这里就不多说了。继续往下分析。

2.2.2.2 解析 SQL 片段

对于一个包含了 ${} 占位符,或 <if>、<where> 等标签的 SQL,在解析的过程中,会被分解成多个片段。每个片段都有对应的类型,每种类型的片段都有不同的解析逻辑。在源码中,片段这个概念等价于 sql 节点,即 SqlNode。SqlNode 是一个接口,它有众多的实现类。其继承体系如下:

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

上图只画出了部分的实现类,还有一小部分没画出来,不过这并不影响接下来的分析。在众多实现类中,StaticTextSqlNode 用于存储静态文本,TextSqlNode 用于存储带有 ${} 占位符的文本,IfSqlNode 则用于存储 <if> 节点的内容。MixedSqlNode 内部维护了一个 SqlNode 集合,用于存储各种各样的 SqlNode。接下来,我将会对 MixedSqlNode 、StaticTextSqlNode、TextSqlNode、IfSqlNode、WhereSqlNode 以及 TrimSqlNode 等进行分析,其他的实现类请大家自行分析。Talk is cheap,show you the code.

public class MixedSqlNode implements SqlNode {
    private final List<SqlNode> contents;

    public MixedSqlNode(List<SqlNode> contents) {
        this.contents = contents;
    }

    @Override
    public boolean apply(DynamicContext context) {
        // 遍历 SqlNode 集合
        for (SqlNode sqlNode : contents) {
            // 调用 salNode 对象本身的 apply 方法解析 sql
            sqlNode.apply(context);
        }
        return true;
    }
}

MixedSqlNode 可以看做是 SqlNode 实现类对象的容器,凡是实现了 SqlNode 接口的类都可以存储到 MixedSqlNode 中,包括它自己。MixedSqlNode 解析方法 apply 逻辑比较简单,即遍历 SqlNode 集合,并调用其他 SalNode 实现类对象的 apply 方法解析 sql。那下面我们来看看其他 SalNode 实现类的 apply 方法是怎样实现的。

public class StaticTextSqlNode implements SqlNode {

    private final String text;

    public StaticTextSqlNode(String text) {
        this.text = text;
    }

    @Override
    public boolean apply(DynamicContext context) {
        context.appendSql(text);
        return true;
    }
}

StaticTextSqlNode 用于存储静态文本,所以它不需要什么解析逻辑,直接将其存储的 SQL 片段添加到 DynamicContext 中即可。StaticTextSqlNode 的实现比较简单,看起来很轻松。下面分析一下 TextSqlNode。

public class TextSqlNode implements SqlNode {

    private final String text;
    private final Pattern injectionFilter;

    @Override
    public boolean apply(DynamicContext context) {
        // 创建 ${} 占位符解析器
        GenericTokenParser parser = createParser(new BindingTokenParser(context, injectionFilter));
        // 解析 ${} 占位符,并将解析结果添加到 DynamicContext 中
        context.appendSql(parser.parse(text));
        return true;
    }

    private GenericTokenParser createParser(TokenHandler handler) {
        // 创建占位符解析器,GenericTokenParser 是一个通用解析器,并非只能解析 ${}
        return new GenericTokenParser("${", "}", handler);
    }

    private static class BindingTokenParser implements TokenHandler {

        private DynamicContext context;
        private Pattern injectionFilter;

        public BindingTokenParser(DynamicContext context, Pattern injectionFilter) {
            this.context = context;
            this.injectionFilter = injectionFilter;
        }

        @Override
        public String handleToken(String content) {
            Object parameter = context.getBindings().get("_parameter");
            if (parameter == null) {
                context.getBindings().put("value", null);
            } else if (SimpleTypeRegistry.isSimpleType(parameter.getClass())) {
                context.getBindings().put("value", parameter);
            }
            // 通过 ONGL 从用户传入的参数中获取结果
            Object value = OgnlCache.getValue(content, context.getBindings());
            String srtValue = (value == null ? "" : String.valueOf(value));
            // 通过正则表达式检测 srtValue 有效性
            checkInjection(srtValue);
            return srtValue;
        }
    }
}

如上,GenericTokenParser 是一个通用的标记解析器,用于解析形如 ${xxx},#{xxx} 等标记。GenericTokenParser 负责将标记中的内容抽取出来,并将标记内容交给相应的 TokenHandler 去处理。BindingTokenParser 负责解析标记内容,并将解析结果返回给 GenericTokenParser,用于替换 ${xxx} 标记。举个例子说明一下吧,如下。

我们有这样一个 SQL 语句,用于从 article 表中查询某个作者所写的文章。如下:

SELECT * FROM article WHERE author = '${author}'

假设我们我们传入的 author 值为 tianxiaobo,那么该 SQL 最终会被解析成如下的结果:

SELECT * FROM article WHERE author = 'tianxiaobo'

一般情况下,使用 ${author} 接受参数都没什么问题。但是怕就怕在有人不怀好意,构建了一些恶意的参数。当用这些恶意的参数替换 ${author} 时就会出现灾难性问题 – SQL 注入。比如我们构建这样一个参数 author = tianxiaobo'; DELETE FROM article;# ,然后我们把这个参数传给 TextSqlNode 进行解析。得到的结果如下:

SELECT * FROM article WHERE author = 'tianxiaobo'; DELETE FROM article;#'

看到没,由于传入的参数没有经过转义,最终导致了一条 SQL 被恶意参数拼接成了两条 SQL。更要命的是,第二天 SQL 会把 article 表的数据清空,这个后果就很严重了(从删库到跑路)。这就是为什么我们不应该在 SQL 语句中是用 ${} 占位符,风险太大。

分析完 TextSqlNode 的逻辑,接下来,分析 IfSqlNode 的实现。

public class IfSqlNode implements SqlNode {

    private final ExpressionEvaluator evaluator;
    private final String test;
    private final SqlNode contents;

    public IfSqlNode(SqlNode contents, String test) {
        this.test = test;
        this.contents = contents;
        this.evaluator = new ExpressionEvaluator();
    }

    @Override
    public boolean apply(DynamicContext context) {
        // 通过 ONGL 评估 test 表达式的结果
        if (evaluator.evaluateBoolean(test, context.getBindings())) {
            // 若 test 表达式中的条件成立,则调用其他节点的 apply 方法进行解析
            contents.apply(context);
            return true;
        }
        return false;
    }
}

IfSqlNode 对应的是 <if test=‘xxx’> 节点,<if> 节点是日常开发中使用频次比较高的一个节点。它的具体用法我想大家都很熟悉了,这里就不多啰嗦。IfSqlNode 的 apply 方法逻辑并不复杂,首先是通过 ONGL 检测 test 表达式是否为 true,如果为 true,则调用其他节点的 apply 方法继续进行解析。需要注意的是 <if> 节点中也可嵌套其他的动态节点,并非只有纯文本。因此 contents 变量遍历指向的是 MixedSqlNode,而非 StaticTextSqlNode。

关于 IfSqlNode 就说到这,接下来分析 WhereSqlNode 的实现。

public class WhereSqlNode extends TrimSqlNode {

    /** 前缀列表 */
    private static List<String> prefixList = Arrays.asList("AND ", "OR ", "AND/n", "OR/n", "AND/r", "OR/r", "AND/t", "OR/t");

    public WhereSqlNode(Configuration configuration, SqlNode contents) {
        // 调用父类的构造方法
        super(configuration, contents, "WHERE", prefixList, null, null);
    }
}

在 MyBatis 中,WhereSqlNode 和 SetSqlNode 都是基于 TrimSqlNode 实现的,所以上面的代码看起来很简单。WhereSqlNode 对应于 <where> 节点,关于该节点的用法以及它的应用场景,大家请自行查阅资料。我在分析源码的过程中,默认大家已经知道了该节点的用途和应用场景。

接下来,我们把目光聚焦在 TrimSqlNode 的实现上。

public class TrimSqlNode implements SqlNode {

    private final SqlNode contents;
    private final String prefix;
    private final String suffix;
    private final List<String> prefixesToOverride;
    private final List<String> suffixesToOverride;
    private final Configuration configuration;

   // 省略构造方法

    @Override
    public boolean apply(DynamicContext context) {
        // 创建具有过滤功能的 DynamicContext
        FilteredDynamicContext filteredDynamicContext = new FilteredDynamicContext(context);
        // 解析节点内容
        boolean result = contents.apply(filteredDynamicContext);
        // 过滤掉前缀和后缀
        filteredDynamicContext.applyAll();
        return result;
    }
}

如上,apply 方法首选调用了其他 SqlNode 的 apply 方法解析节点内容,这步操作完成后,FilteredDynamicContext 中会得到一条 SQL 片段字符串。接下里需要做的事情是过滤字符串前缀后和后缀,并添加相应的前缀和后缀。这个事情由 FilteredDynamicContext 负责,FilteredDynamicContext 是 TrimSqlNode 的私有内部类。我们去看一下它的代码。

private class FilteredDynamicContext extends DynamicContext {

    private DynamicContext delegate;
    /** 构造方法会将下面两个布尔值置为 false */
    private boolean prefixApplied;
    private boolean suffixApplied;
    private StringBuilder sqlBuffer;
    
    // 省略构造方法

    public void applyAll() {
        sqlBuffer = new StringBuilder(sqlBuffer.toString().trim());
        String trimmedUppercaseSql = sqlBuffer.toString().toUpperCase(Locale.ENGLISH);
        if (trimmedUppercaseSql.length() > 0) {
            // 引用前缀和后缀,也就是对 sql 进行过滤操作,移除掉前缀或后缀
            applyPrefix(sqlBuffer, trimmedUppercaseSql);
            applySuffix(sqlBuffer, trimmedUppercaseSql);
        }
        // 将当前对象的 sqlBuffer 内容添加到代理类中
        delegate.appendSql(sqlBuffer.toString());
    }

    // 省略部分方法

    private void applyPrefix(StringBuilder sql, String trimmedUppercaseSql) {
        if (!prefixApplied) {
            // 设置 prefixApplied 为 true,以下逻辑仅会被执行一次
            prefixApplied = true;
            if (prefixesToOverride != null) {
                for (String toRemove : prefixesToOverride) {
                    // 检测当前 sql 字符串是否包含 toRemove 前缀,比如 'AND ', 'AND/t'
                    if (trimmedUppercaseSql.startsWith(toRemove)) {
                        // 移除前缀
                        sql.delete(0, toRemove.trim().length());
                        break;
                    }
                }
            }

            // 插入前缀,比如 WHERE
            if (prefix != null) {
                sql.insert(0, " ");
                sql.insert(0, prefix);
            }
        }
    }

    // 该方法逻辑与 applyPrefix 大同小异,大家自行分析
    private void applySuffix(StringBuilder sql, String trimmedUppercaseSql) {...}
}

在上面的代码中,我们重点关注 applyAll 和 applyPrefix 方法,其他的方法大家自行分析。applyAll 方法的逻辑比较简单,首先从 sqlBuffer 中获取 SQL 字符串。然后调用 applyPrefix 和 applySuffix 进行过滤操作。最后将过滤后的 SQL 字符串添加到被装饰的类中。applyPrefix 方法会首先检测 SQL 字符串是不是以 "AND ","OR ",或 “AND/n”, “OR/n” 等前缀开头,若是则将前缀从 sqlBuffer 中移除。然后将前缀插入到 sqlBuffer 的首部,整个逻辑就结束了。下面写点代码简单验证一下,如下:

public class SqlNodeTest {

    @Test
    public void testWhereSqlNode() throws IOException {
        String sqlFragment = "AND id = #{id}";
        MixedSqlNode msn = new MixedSqlNode(Arrays.asList(new StaticTextSqlNode(sqlFragment)));
        WhereSqlNode wsn = new WhereSqlNode(new Configuration(), msn);
        DynamicContext dc = new DynamicContext(new Configuration(), new ParamMap<>());
        wsn.apply(dc);
        System.out.println("解析前:" + sqlFragment);
        System.out.println("解析后:" + dc.getSql());
    }
}

测试结果如下:

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

2.2.2.3 解析 #{} 占位符

经过前面的解析,我们已经能从 DynamicContext 获取到完整的 SQL 语句了。但这并不意味着解析过程就结束了,因为当前的 SQL 语句中还有一种占位符没有处理,即 #{}。与 ${} 占位符的处理方式不同,MyBatis 并不会直接将 #{} 占位符替换为相应的参数值。#{} 占位符的解析逻辑这里先不多说,等相应的源码分析完了,答案就明了了。

#{} 占位符的解析逻辑是包含在 SqlSourceBuilder 的 parse 方法中,该方法最终会将解析后的 SQL 以及其他的一些数据封装到 StaticSqlSource 中。下面,一起来看一下 SqlSourceBuilder 的 parse 方法。

// -☆- SqlSourceBuilder
public SqlSource parse(String originalSql, Class<?> parameterType, Map<String, Object> additionalParameters) {
    // 创建 #{} 占位符处理器
    ParameterMappingTokenHandler handler = new ParameterMappingTokenHandler(configuration, parameterType, additionalParameters);
    // 创建 #{} 占位符解析器
    GenericTokenParser parser = new GenericTokenParser("#{", "}", handler);
    // 解析 #{} 占位符,并返回解析结果
    String sql = parser.parse(originalSql);
    // 封装解析结果到 StaticSqlSource 中,并返回
    return new StaticSqlSource(configuration, sql, handler.getParameterMappings());
}

如上,GenericTokenParser 的用途上一节已经介绍过了,就不多说了。接下来,我们重点关注 #{} 占位符处理器 ParameterMappingTokenHandler 的逻辑。

public String handleToken(String content) {
    // 获取 content 的对应的 ParameterMapping
    parameterMappings.add(buildParameterMapping(content));
    // 返回 ?
    return "?";
}

ParameterMappingTokenHandler 的 handleToken 方法看起来比较简单,但实际上并非如此。GenericTokenParser 负责将 #{} 占位符中的内容抽取出来,并将抽取出的内容传给 handleToken 方法。handleToken 放阿飞负责将传入的参数解析成对应的 ParameterMapping 对象,这步操作由 buildParameterMapping 方法完成。下面我们看一下 buildParameterMapping 的源码。

private ParameterMapping buildParameterMapping(String content) {
    /*
     * 将 #{xxx} 占位符中的内容解析成 Map。大家可能很好奇一个普通的字符串是怎么解析成 Map 的,
     * 举例说明一下。如下:
     * 
     *    #{age,javaType=int,jdbcType=NUMERIC,typeHandler=MyTypeHandler}
     *    
     * 上面占位符中的内容最终会被解析成如下的结果:
     * 
     *  {
     *      "property": "age",
     *      "typeHandler": "MyTypeHandler", 
     *      "jdbcType": "NUMERIC", 
     *      "javaType": "int"
     *  }
     * 
     * parseParameterMapping 内部依赖 ParameterExpression 对字符串进行解析,ParameterExpression 的
     * 逻辑不是很复杂,这里就不分析了。大家若有兴趣,可自行分析
     */
    Map<String, String> propertiesMap = parseParameterMapping(content);
    String property = propertiesMap.get("property");
    Class<?> propertyType;
    // metaParameters 为 DynamicContext 成员变量 bindings 的元信息对象
    if (metaParameters.hasGetter(property)) {
        propertyType = metaParameters.getGetterType(property);
    
    /*
     * parameterType 是运行时参数的类型。如果用户传入的是单个参数,比如 Article 对象,此时 
     * parameterType 为 Article.class。如果用户传入的多个参数,比如 [id = 1, author = "coolblog"],
     * MyBatis 会使用 ParamMap 封装这些参数,此时 parameterType 为 ParamMap.class。如果 
     * parameterType 有相应的 TypeHandler,这里则把 parameterType 设为 propertyType
     */
    } else if (typeHandlerRegistry.hasTypeHandler(parameterType)) {
        propertyType = parameterType;
    } else if (JdbcType.CURSOR.name().equals(propertiesMap.get("jdbcType"))) {
        propertyType = java.sql.ResultSet.class;
    } else if (property == null || Map.class.isAssignableFrom(parameterType)) {
        // 如果 property 为空,或 parameterType 是 Map 类型,则将 propertyType 设为 Object.class
        propertyType = Object.class;
    } else {
        /*
         * 代码逻辑走到此分支中,表明 parameterType 是一个自定义的类,
         * 比如 Article,此时为该类创建一个元信息对象
         */
        MetaClass metaClass = MetaClass.forClass(parameterType, configuration.getReflectorFactory());
        // 检测参数对象有没有与 property 想对应的 getter 方法
        if (metaClass.hasGetter(property)) {
            // 获取成员变量的类型
            propertyType = metaClass.getGetterType(property);
        } else {
            propertyType = Object.class;
        }
    }
    
    // -------------------------- 分割线 ---------------------------
    
    ParameterMapping.Builder builder = new ParameterMapping.Builder(configuration, property, propertyType);
    
    // 将 propertyType 赋值给 javaType
    Class<?> javaType = propertyType;
    String typeHandlerAlias = null;
    
    // 遍历 propertiesMap
    for (Map.Entry<String, String> entry : propertiesMap.entrySet()) {
        String name = entry.getKey();
        String value = entry.getValue();
        if ("javaType".equals(name)) {
            // 如果用户明确配置了 javaType,则以用户的配置为准
            javaType = resolveClass(value);
            builder.javaType(javaType);
        } else if ("jdbcType".equals(name)) {
            // 解析 jdbcType
            builder.jdbcType(resolveJdbcType(value));
        } else if ("mode".equals(name)) {...} 
        else if ("numericScale".equals(name)) {...} 
        else if ("resultMap".equals(name)) {...} 
        else if ("typeHandler".equals(name)) {
        	typeHandlerAlias = value;    
        } 
        else if ("jdbcTypeName".equals(name)) {...} 
        else if ("property".equals(name)) {...} 
        else if ("expression".equals(name)) {
            throw new BuilderException("Expression based parameters are not supported yet");
        } else {
            throw new BuilderException("An invalid property '" + name + "' was found in mapping #{" + content
                + "}.  Valid properties are " + parameterProperties);
        }
    }
    if (typeHandlerAlias != null) {
        // 解析 TypeHandler
        builder.typeHandler(resolveTypeHandler(javaType, typeHandlerAlias));
    }
    
    // 构建 ParameterMapping 对象
    return builder.build();
}

如上,buildParameterMapping 代码很多,逻辑看起来很复杂。但是它做的事情却不是很多,只有3件事情。如下:

  1. 解析 content
  2. 解析 propertyType,对应分割线之上的代码
  3. 构建 ParameterMapping 对象,对应分割线之下的代码

buildParameterMapping 代码比较多,不太好理解,下面写个示例演示一下。如下:

public class SqlSourceBuilderTest {

    @Test
    public void test() {
        // 带有复杂 #{} 占位符的参数,接下里会解析这个占位符
        String sql = "SELECT * FROM Author WHERE age = #{age,javaType=int,jdbcType=NUMERIC}";
        SqlSourceBuilder sqlSourceBuilder = new SqlSourceBuilder(new Configuration());
        SqlSource sqlSource = sqlSourceBuilder.parse(sql, Author.class, new HashMap<>());
        BoundSql boundSql = sqlSource.getBoundSql(new Author());
        
        System.out.println(String.format("SQL: %s/n", boundSql.getSql()));
        System.out.println(String.format("ParameterMappings: %s", boundSql.getParameterMappings()));
    }
}

public class Author {
    private Integer id;
    private String name;
    private Integer age;
    
    // 省略 getter/setter
}

测试结果如下:

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

正如测试结果所示,SQL 中的 #{age, …} 占位符被替换成了问号 ?。#{age, …} 也被解析成了一个 ParameterMapping 对象。

本节的最后,我们再来看一下 StaticSqlSource 的创建过程。如下:

public class StaticSqlSource implements SqlSource {

    private final String sql;
    private final List<ParameterMapping> parameterMappings;
    private final Configuration configuration;

    public StaticSqlSource(Configuration configuration, String sql) {
        this(configuration, sql, null);
    }

    public StaticSqlSource(Configuration configuration, String sql, List<ParameterMapping> parameterMappings) {
        this.sql = sql;
        this.parameterMappings = parameterMappings;
        this.configuration = configuration;
    }

    @Override
    public BoundSql getBoundSql(Object parameterObject) {
        // 创建 BoundSql 对象
        return new BoundSql(configuration, sql, parameterMappings, parameterObject);
    }
}

上面代码没有什么太复杂的地方,从上面代码中可以看出 BoundSql 的创建过程也很简单。正因为前面经历了这么复杂的解析逻辑,BoundSql 的创建过程才会如此简单。到此,关于 BoundSql 构建的过程就分析完了,稍作休息,我们进行后面的分析。

2.2.3 创建 StatementHandler

在 MyBatis 的源码中,StatementHandler 是一个非常核心接口。之所以说它核心,是因为从代码分层的角度来说,StatementHandler 是 MyBatis 源码的边界,再往下层就是 JDBC 层面的接口了。StatementHandler 需要和 JDBC 层面的接口打交道,它要做的事情有很多。在执行 SQL 之前,StatementHandler 需要创建合适的 Statement 对象,然后填充参数值到 Statement 对象中,最后通过 Statement 对象执行 SQL。这还不算完,待 SQL 执行完毕,还要去处理查询结果等。这些过程看似简单,但实现起来却很复杂。好在,这些过程对应的逻辑并不需要我们亲自实现,只需要耐心看一下,难度降低了不少。好了,其他的就不多说了。下面我们来看一下 StatementHandler 的继承体系。

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

上图中,最下层的三种 StatementHandler 实现类与三种不同的 Statement 进行交互,这个不难看出来。但 RoutingStatementHandler 则是一个奇怪的存在,因为 JDBC 中并不存在 RoutingStatement。那它有什么用呢?接下来,我们到代码中寻找答案。

// -☆- Configuration
public StatementHandler newStatementHandler(Executor executor, MappedStatement mappedStatement,
    Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {
    // 创建具有路由功能的 StatementHandler
    StatementHandler statementHandler = new RoutingStatementHandler(executor, mappedStatement, parameterObject, rowBounds, resultHandler, boundSql);
    // 应用插件到 StatementHandler 上
    statementHandler = (StatementHandler) interceptorChain.pluginAll(statementHandler);
    return statementHandler;
}

如上,newStatementHandler 方法在创建 StatementHandler 之后,还会应用插件到 StatementHandler 上。关于 MyBatis 的插件机制,后面独立成文进行讲解,这里就不分析了。下面分析一下 RoutingStatementHandler。

public class RoutingStatementHandler implements StatementHandler {

    private final StatementHandler delegate;

    public RoutingStatementHandler(Executor executor, MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds,
        ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {

        // 根据 StatementType 创建不同的 StatementHandler 
        switch (ms.getStatementType()) {
            case STATEMENT:
                delegate = new SimpleStatementHandler(executor, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
                break;
            case PREPARED:
                delegate = new PreparedStatementHandler(executor, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
                break;
            case CALLABLE:
                delegate = new CallableStatementHandler(executor, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
                break;
            default:
                throw new ExecutorException("Unknown statement type: " + ms.getStatementType());
        }
    }
    
    // 其他方法逻辑均由别的 StatementHandler 代理完成,就不贴代码了
}

如上,RoutingStatementHandler 的构造方法会根据 MappedStatement 中的 statementType 变量创建不同的 StatementHandler 实现类。默认情况下,statementType 值为 PREPARED。关于 StatementHandler 创建的过程就先分析到这,StatementHandler 创建完成了,后续要做到事情是创建 Statement,以及将运行时参数和 Statement 进行绑定。接下里,就来分析这一块的逻辑。

2.2.4 设置运行时参数到 SQL 中

JDBC 提供了三种 Statement 接口,分别是 Statement、PreparedStatement 和 CallableStatement。他们的关系如下:

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

上面三个接口的层级分明,其中 Statement 接口提供了执行 SQL,获取执行结果等基本功能。PreparedStatement 在此基础上,对 IN 类型的参数提供了支持。使得我们可以使用运行时参数替换 SQL 中的问号 ? 占位符,而不用手动拼接 SQL。CallableStatement 则是 在 PreparedStatement 基础上,对 OUT 类型的参数提供了支持,该种类型的参数用于保存存储过程输出的结果。

本节,我将分析 PreparedStatement 的创建,以及设置运行时参数到 SQL 中的过程。其他两种 Statement 的处理过程,大家请自行分析。Statement 的创建入口是在 SimpleExecutor 的 prepareStatement 方法中,下面从这个方法开始进行分析。

// -☆- SimpleExecutor
private Statement prepareStatement(StatementHandler handler, Log statementLog) throws SQLException {
    Statement stmt;
    // 获取数据库连接
    Connection connection = getConnection(statementLog);
    // 创建 Statement,
    stmt = handler.prepare(connection, transaction.getTimeout());
    // 为 Statement 设置 IN 参数
    handler.parameterize(stmt);
    return stmt;
}

如上,上面代码的逻辑不复杂,总共包含三个步骤。如下:

  1. 获取数据库连接
  2. 创建 Statement
  3. 为 Statement 设置 IN 参数

上面三个步骤看起来并不难实现,实际上如果大家愿意写,也能写出来。不过 MyBatis 对着三个步骤进行拓展,实现上也相对复杂一下。以获取数据库连接为例,MyBatis 并未没有在 getConnection 方法中直接调用 JDBC DriverManager 的 getConnection 方法获取获取连接,而是通过数据源获取获取连接。MyBatis 提供了两种基于 JDBC 接口的数据源,分别为 PooledDataSource 和 UnpooledDataSource。创建或获取数据库连接的操作最终是由这两个数据源执行。限于篇幅问题,本节不打算分析以上两种数据源的源码,相关分析会在下一篇文章中展开。

接下来,我将分析 PreparedStatement 的创建,以及 IN 参数设置的过程。按照顺序,先来分析 PreparedStatement 的创建过程。如下:

// -☆- PreparedStatementHandler
public Statement prepare(Connection connection, Integer transactionTimeout) throws SQLException {
    Statement statement = null;
    try {
        // 创建 Statement
        statement = instantiateStatement(connection);
        // 设置超时和 FetchSize
        setStatementTimeout(statement, transactionTimeout);
        setFetchSize(statement);
        return statement;
    } catch (SQLException e) {
        closeStatement(statement);
        throw e;
    } catch (Exception e) {
        closeStatement(statement);
        throw new ExecutorException("Error preparing statement.  Cause: " + e, e);
    }
}

protected Statement instantiateStatement(Connection connection) throws SQLException {
    String sql = boundSql.getSql();
    // 根据条件调用不同的 prepareStatement 方法创建 PreparedStatement
    if (mappedStatement.getKeyGenerator() instanceof Jdbc3KeyGenerator) {
        String[] keyColumnNames = mappedStatement.getKeyColumns();
        if (keyColumnNames == null) {
            return connection.prepareStatement(sql, PreparedStatement.RETURN_GENERATED_KEYS);
        } else {
            return connection.prepareStatement(sql, keyColumnNames);
        }
    } else if (mappedStatement.getResultSetType() != null) {
        return connection.prepareStatement(sql, mappedStatement.getResultSetType().getValue(), ResultSet.CONCUR_READ_ONLY);
    } else {
        return connection.prepareStatement(sql);
    }
}

如上,PreparedStatement 的创建过程没什么复杂的地方,就不多说了。下面分析运行时参数是如何被设置到 SQL 中的过程。

// -☆- PreparedStatementHandler
public void parameterize(Statement statement) throws SQLException {
    // 通过参数处理器 ParameterHandler 设置运行时参数到 PreparedStatement 中
    parameterHandler.setParameters((PreparedStatement) statement);
}

public class DefaultParameterHandler implements ParameterHandler {
    private final TypeHandlerRegistry typeHandlerRegistry;
    private final MappedStatement mappedStatement;
    private final Object parameterObject;
    private final BoundSql boundSql;
    private final Configuration configuration;

    public void setParameters(PreparedStatement ps) {
        /*
         * 从 BoundSql 中获取 ParameterMapping 列表,每个 ParameterMapping 
         * 与原始 SQL 中的 #{xxx} 占位符一一对应
         */
        List<ParameterMapping> parameterMappings = boundSql.getParameterMappings();
        if (parameterMappings != null) {
            for (int i = 0; i < parameterMappings.size(); i++) {
                ParameterMapping parameterMapping = parameterMappings.get(i);
                // 检测参数类型,排除掉 mode 为 OUT 类型的 parameterMapping
                if (parameterMapping.getMode() != ParameterMode.OUT) {
                    Object value;
                    // 获取属性名
                    String propertyName = parameterMapping.getProperty();
                    // 检测 BoundSql 的 additionalParameters 是否包含 propertyName
                    if (boundSql.hasAdditionalParameter(propertyName)) {
                        value = boundSql.getAdditionalParameter(propertyName);
                    } else if (parameterObject == null) {
                        value = null;

                    // 检测运行时参数是否有相应的类型解析器
                    } else if (typeHandlerRegistry.hasTypeHandler(parameterObject.getClass())) {
                        /*
                         * 若运行时参数的类型有相应的类型处理器 TypeHandler,则将 
                         * parameterObject 设为当前属性的值。
                         */
                        value = parameterObject;
                    } else {
                        // 为用户传入的参数 parameterObject 创建元信息对象
                        MetaObject metaObject = configuration.newMetaObject(parameterObject);
                        // 从用户传入的参数中获取 propertyName 对应的值
                        value = metaObject.getValue(propertyName);
                    }
                    
                    // ---------------------分割线---------------------

                    TypeHandler typeHandler = parameterMapping.getTypeHandler();
                    JdbcType jdbcType = parameterMapping.getJdbcType();
                    if (value == null && jdbcType == null) {
                        // 此处 jdbcType = JdbcType.OTHER
                        jdbcType = configuration.getJdbcTypeForNull();
                    }
                    try {
                        // 由类型处理器 typeHandler 向 ParameterHandler 设置参数
                        typeHandler.setParameter(ps, i + 1, value, jdbcType);
                    } catch (TypeException e) {
                        throw new TypeException(...);
                    } catch (SQLException e) {
                        throw new TypeException(...);
                    }
                }
            }
        }
    }
}

如上代码,分割线以上的大段代码用于获取 #{xxx} 占位符属性所对应的运行时参数。分割线以下的代码则是获取 #{xxx} 占位符属性对应的 TypeHandler,并在最后通过 TypeHandler 将运行时参数值设置到 PreparedStatement 中。关于 TypeHandler 的用途,我在本系列文章的导读一文介绍过,这里就不赘述了。大家若不熟悉,可以去看看。

2.2.5 #{} 占位符的解析与参数的设置过程梳理

前面两节的内容比较多,本节我将对前两节的部分内容进行梳理,以便大家能够更好理解这两节内容之间的联系。假设我们有这样一条 SQL 语句:

SELECT * FROM author WHERE name = #{name} AND age = #{age}

这个 SQL 语句中包含两个 #{} 占位符,在运行时这两个占位符会被解析成两个 ParameterMapping 对象。如下:

ParameterMapping{property='name', mode=IN, javaType=class java.lang.String, jdbcType=null, ...}

ParameterMapping{property='age', mode=IN, javaType=class java.lang.Integer, jdbcType=null, ...}

#{} 占位符解析完毕后,得到的 SQL 如下:

SELECT * FROM Author WHERE name = ? AND age = ?

这里假设下面这个方法与上面的 SQL 对应:

Author findByNameAndAge(@Param("name") String name, @Param("age") Integer age)

该方法的参数列表会被 ParamNameResolver 解析成一个 map,如下:

{
    0: "name",
    1: "age"
}

假设该方法在运行时有如下的调用:

findByNameAndAge("tianxiaobo", 20)    // 20岁,好年轻啊,但是回不去了呀 :grin:

此时,需要再次借助 ParamNameResolver 力量。这次我们将参数名和运行时的参数值绑定起来,得到如下的映射关系。

{
    "name": "tianxiaobo",
    "age": 20,
    "param1": "tianxiaobo",
    "param2": 20
}

下一步,我们要将运行时参数设置到 SQL 中。由于原 SQL 经过解析后,占位符信息已经被擦除掉了,我们无法直接将运行时参数 SQL 中。不过好在,这些占位符信息被记录在了 ParameterMapping 中了,MyBatis 会将 ParameterMapping 会按照 #{} 的解析顺序存入到 List 中。这样我们通过 ParameterMapping 在列表中的位置确定它与 SQL 中的哪个 ? 占位符相关联。同时通过 ParameterMapping 中的 property 字段,我们到“参数名与参数值”映射表中查找具体的参数值。这样,我们就可以将参数值准确的设置到 SQL 中了,此时 SQL 如下:

SELECT * FROM Author WHERE name = "tianxiaobo" AND age = 20

整个流程如下图所示。

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

当运行时参数被设置到 SQL 中 后,下一步要做的事情是执行 SQL,然后处理 SQL 执行结果。对于更新操作,数据库一般返回一个 int 行数值,表示受影响行数,这个处理起来比较简单。但对于查询操作,返回的结果类型多变,处理方式也很复杂。接下来,我们就来看看 MyBatis 是如何处理查询结果的。

2.2.6 处理查询结果

MyBatis 可以将查询结果,即结果集 ResultSet 自动映射成实体类对象。这样使用者就无需再手动操作结果集,并将数据填充到实体类对象中。这可大大降低开发的工作量,提高工作效率。在 MyBatis 中,结果集的处理工作由结果集处理器 ResultSetHandler 执行。ResultSetHandler 是一个接口,它只有一个实现类 DefaultResultSetHandler。结果集的处理入口方法是 handleResultSets,下面来看一下该方法的实现。

public List<Object> handleResultSets(Statement stmt) throws SQLException {
    
    final List<Object> multipleResults = new ArrayList<Object>();

    int resultSetCount = 0;
    // 获取第一个结果集
    ResultSetWrapper rsw = getFirstResultSet(stmt);

    List<ResultMap> resultMaps = mappedStatement.getResultMaps();
    int resultMapCount = resultMaps.size();
    validateResultMapsCount(rsw, resultMapCount);

    while (rsw != null && resultMapCount > resultSetCount) {
        ResultMap resultMap = resultMaps.get(resultSetCount);
        // 处理结果集
        handleResultSet(rsw, resultMap, multipleResults, null);
        // 获取下一个结果集
        rsw = getNextResultSet(stmt);
        cleanUpAfterHandlingResultSet();
        resultSetCount++;
    }

    // 以下逻辑均与多结果集有关,就不分析了,代码省略
    String[] resultSets = mappedStatement.getResultSets();
    if (resultSets != null) {...}

    return collapseSingleResultList(multipleResults);
}

private ResultSetWrapper getFirstResultSet(Statement stmt) throws SQLException {
    // 获取结果集
    ResultSet rs = stmt.getResultSet();
    while (rs == null) {
        /*
         * 移动 ResultSet 指针到下一个上,有些数据库驱动可能需要使用者
         * 先调用 getMoreResults 方法,然后才能调用 getResultSet 方法
         * 获取到第一个 ResultSet
         */
        if (stmt.getMoreResults()) {
            rs = stmt.getResultSet();
        } else {
            if (stmt.getUpdateCount() == -1) {
                break;
            }
        }
    }
    /*
     * 这里并不直接返回 ResultSet,而是将其封装到 ResultSetWrapper 中。
     * ResultSetWrapper 中包含了 ResultSet 一些元信息,比如列名称、每列对应的 JdbcType、
     * 以及每列对应的 Java 类名(class name,譬如 java.lang.String)等。
     */
    return rs != null ? new ResultSetWrapper(rs, configuration) : null;
}

如上,该方法首先从 Statement 中获取第一个结果集,然后调用 handleResultSet 方法对该结果集进行处理。一般情况下,如果我们不调用存储过程,不会涉及到多结果集的问题。由于存储过程并不是很常用,所以关于多结果集的处理逻辑我就不分析了。下面,我们把目光聚焦在单结果集的处理逻辑上。

private void handleResultSet(ResultSetWrapper rsw, ResultMap resultMap, List<Object> multipleResults, ResultMapping parentMapping) throws SQLException {
    try {
        if (parentMapping != null) {
            // 多结果集相关逻辑,不分析了
            handleRowValues(rsw, resultMap, null, RowBounds.DEFAULT, parentMapping);
        } else {
            /*
             * 检测 resultHandler 是否为空。ResultHandler 是一个接口,使用者可实现该接口,
             * 这样我们可以通过 ResultHandler 自定义接收查询结果的动作。比如我们可将结果存储到
             * List、Map 亦或是 Set,甚至丢弃,这完全取决于大家的实现逻辑。
             */ 
            if (resultHandler == null) {
                // 创建默认的结果处理器
                DefaultResultHandler defaultResultHandler = new DefaultResultHandler(objectFactory);
                // 处理结果集的行数据
                handleRowValues(rsw, resultMap, defaultResultHandler, rowBounds, null);
                multipleResults.add(defaultResultHandler.getResultList());
            } else {
                // 处理结果集的行数据
                handleRowValues(rsw, resultMap, resultHandler, rowBounds, null);
            }
        }
    } finally {
        closeResultSet(rsw.getResultSet());
    }
}

在上面代码中,出镜率最高的 handleRowValues 方法,该方法用于处理结果集中的数据。下面来看一下这个方法的逻辑。

public void handleRowValues(ResultSetWrapper rsw, ResultMap resultMap, ResultHandler<?> resultHandler,
        RowBounds rowBounds, ResultMapping parentMapping) throws SQLException {

    if (resultMap.hasNestedResultMaps()) {
        ensureNoRowBounds();
        checkResultHandler();
        // 处理嵌套映射,关于嵌套映射本文就不分析了
        handleRowValuesForNestedResultMap(rsw, resultMap, resultHandler, rowBounds, parentMapping);
    } else {
        // 处理简单映射
        handleRowValuesForSimpleResultMap(rsw, resultMap, resultHandler, rowBounds, parentMapping);
    }
}

如上,handleRowValues 方法中针对两种映射方式进行了处理。一种是嵌套映射,另一种是简单映射。本文所说的嵌套查询是指 <ResultMap> 中嵌套了一个 <ResultMap> ,关于此种映射的处理方式本文就不进行分析了。下面我将详细分析简单映射的处理逻辑,如下:

private void handleRowValuesForSimpleResultMap(ResultSetWrapper rsw, ResultMap resultMap,
        ResultHandler<?> resultHandler, RowBounds rowBounds, ResultMapping parentMapping) throws SQLException {

    DefaultResultContext<Object> resultContext = new DefaultResultContext<Object>();
    // 根据 RowBounds 定位到指定行记录
    skipRows(rsw.getResultSet(), rowBounds);
    // 检测是否还有更多行的数据需要处理
    while (shouldProcessMoreRows(resultContext, rowBounds) && rsw.getResultSet().next()) {
        // 获取经过鉴别器处理后的 ResultMap
        ResultMap discriminatedResultMap = resolveDiscriminatedResultMap(rsw.getResultSet(), resultMap, null);
        // 从 resultSet 中获取结果
        Object rowValue = getRowValue(rsw, discriminatedResultMap);
        // 存储结果
        storeObject(resultHandler, resultContext, rowValue, parentMapping, rsw.getResultSet());
    }
}

上面方法的逻辑较多,这里简单总结一下。如下:

  1. 根据 RowBounds 定位到指定行记录
  2. 循环处理多行数据
  3. 使用鉴别器处理 ResultMap
  4. 映射 ResultSet,得到映射结果 rowValue
  5. 存储结果

在如上几个步骤中,鉴别器相关的逻辑就不分析了,不是很常用。第2步的检测逻辑比较简单,就不分析了。下面分析第一个步骤对应的代码逻辑。如下:

private void skipRows(ResultSet rs, RowBounds rowBounds) throws SQLException {
    // 检测 rs 的类型,不同的类型行数据定位方式是不同的
    if (rs.getType() != ResultSet.TYPE_FORWARD_ONLY) {
        if (rowBounds.getOffset() != RowBounds.NO_ROW_OFFSET) {
            // 直接定位到 rowBounds.getOffset() 位置处
            rs.absolute(rowBounds.getOffset());
        }
    } else {
        for (int i = 0; i < rowBounds.getOffset(); i++) {
            /*
             * 通过多次调用 rs.next() 方法实现行数据定位。
             * 当 Offset 数值很大时,这种效率很低下
             */
            rs.next();
        }
    }
}

MyBatis 默认提供了 RowBounds 用于分页,从上面的代码中可以看出,这并非是一个高效的分页方式。除了使用 RowBounds,还可以使用一些第三方分页插件进行分页。关于第三方的分页插件,大家请自行查阅资料,这里就不展开说明了。下面分析一下 ResultSet 的映射过程,如下:

private Object getRowValue(ResultSetWrapper rsw, ResultMap resultMap) throws SQLException {
    final ResultLoaderMap lazyLoader = new ResultLoaderMap();
    // 创建实体类对象,比如 Article 对象
    Object rowValue = createResultObject(rsw, resultMap, lazyLoader, null);
    if (rowValue != null && !hasTypeHandlerForResultObject(rsw, resultMap.getType())) {
        final MetaObject metaObject = configuration.newMetaObject(rowValue);
        boolean foundValues = this.useConstructorMappings;
        
        // 检测是否应该自动映射结果集
        if (shouldApplyAutomaticMappings(resultMap, false)) {
            // 进行自动映射
            foundValues = applyAutomaticMappings(rsw, resultMap, metaObject, null) || foundValues;
        }
        // 根据 <resultMap> 节点中配置的映射关系进行映射
        foundValues = applyPropertyMappings(rsw, resultMap, metaObject, lazyLoader, null) || foundValues;
        foundValues = lazyLoader.size() > 0 || foundValues;
        rowValue = foundValues || configuration.isReturnInstanceForEmptyRow() ? rowValue : null;
    }
    return rowValue;
}

在上面的方法中,重要的逻辑已经注释出来了。分别如下:

  1. 创建实体类对象
  2. 检测结果集是否需要自动映射,若需要则进行自动映射
  3. 按 <resultMap> 中配置的映射关系进行映射

这三处代码的逻辑比较复杂,接下来按顺序进行分节说明。首先分析实体类的创建过程。

2.2.6.1 创建实体类对象

在我们的印象里,创建实体类对象是一个很简单的过程。直接通过 new 关键字,或通过反射即可完成任务。大家可能会想,把这么简单过程也拿出来说说,怕是有凑字数的嫌疑。实则不然,MyBatis 的维护者写了不少逻辑,以保证能成功创建实体类对象。如果实在无法创建,则抛出异常。下面我们来看一下 MyBatis 创建实体类对象的过程。

// -☆- DefaultResultSetHandler
private Object createResultObject(ResultSetWrapper rsw, ResultMap resultMap, ResultLoaderMap lazyLoader, String columnPrefix) throws SQLException {

    this.useConstructorMappings = false;
    final List<Class<?>> constructorArgTypes = new ArrayList<Class<?>>();
    final List<Object> constructorArgs = new ArrayList<Object>();

    // 调用重载方法创建实体类对象
    Object resultObject = createResultObject(rsw, resultMap, constructorArgTypes, constructorArgs, columnPrefix);
    // 检测实体类是否有相应的类型处理器
    if (resultObject != null && !hasTypeHandlerForResultObject(rsw, resultMap.getType())) {
        final List<ResultMapping> propertyMappings = resultMap.getPropertyResultMappings();
        for (ResultMapping propertyMapping : propertyMappings) {
            // 如果开启了延迟加载,则为 resultObject 生成代理类
            if (propertyMapping.getNestedQueryId() != null && propertyMapping.isLazy()) {
                /*
                 * 创建代理类,默认使用 Javassist 框架生成代理类。由于实体类通常不会实现接口,
                 * 所以不能使用 JDK 动态代理 API 为实体类生成代理。
                 */
                resultObject = configuration.getProxyFactory()
                    .createProxy(resultObject, lazyLoader, configuration, objectFactory, constructorArgTypes, constructorArgs);
                break;
            }
        }
    }
    this.useConstructorMappings =
        resultObject != null && !constructorArgTypes.isEmpty();
    return resultObject;
}

如上,创建实体类对象的过程被封装在了 createResultObject 的重载方法中了,关于该方法,待会再分析。创建完实体类对后,还需要对 <resultMap> 中配置的映射信息进行检测。若发现有关联查询,且关联查询结果的加载方式为延迟加载,此时需为实体类生成代理类。举个例子说明一下,假设有如下两个实体类:

/** 作者类 */
public class Author {
    private Integer id;
    private String name;
    private Integer age;
    private Integer sex;
    
    // 省略 getter/setter
}

/** 文章类 */
public class Article {
    private Integer id;
    private String title;
    // 一对一关系
    private Author author;
    private String content;
    
    // 省略 getter/setter
}

如上,Article 对象中的数据由一条 SQL 从 article 表中查询。Article 类有一个 author 字段,该字段的数据由另一条 SQL 从 author 表中查出。我们在将 article 表的查询结果填充到 Article 类对象中时,并不希望 MyBaits 立即执行另一条 SQL 查询 author 字段对应的数据。而是期望在我们调用 article.getAuthor() 方法时,MyBaits 再执行另一条 SQL 从 author 表中查询出所需的数据。若如此,我们需要改造 getAuthor 方法,以保证调用该方法时可让 MyBaits 执行相关的 SQL。关于延迟加载后面将会进行详细的分析,这里先说这么多。下面分析 createResultObject 重载方法的逻辑,如下:

private Object createResultObject(ResultSetWrapper rsw, ResultMap resultMap, List<Class<?>> constructorArgTypes, List<Object> constructorArgs, String columnPrefix) throws SQLException {

    final Class<?> resultType = resultMap.getType();
    final MetaClass metaType = MetaClass.forClass(resultType, reflectorFactory);
    // 获取 <constructor> 节点对应的 ResultMapping
    final List<ResultMapping> constructorMappings = resultMap.getConstructorResultMappings();

    /*
     * 检测是否有与返回值类型相对应的 TypeHandler,若有则直接从
     * 通过 TypeHandler 从结果集中提取数据,并生成返回值对象
     */
    if (hasTypeHandlerForResultObject(rsw, resultType)) {
        // 通过 TypeHandler 获取提取,并生成返回值对象
        return createPrimitiveResultObject(rsw, resultMap, columnPrefix);
    } else if (!constructorMappings.isEmpty()) {
        /*
         * 通过 <constructor> 节点配置的映射信息从 ResultSet 中提取数据,
         * 然后将这些数据传给指定构造方法,即可创建实体类对象
         */
        return createParameterizedResultObject(rsw, resultType, constructorMappings, constructorArgTypes, constructorArgs, columnPrefix);
    } else if (resultType.isInterface() || metaType.hasDefaultConstructor()) {
        // 通过 ObjectFactory 调用目标类的默认构造方法创建实例
        return objectFactory.create(resultType);
    } else if (shouldApplyAutomaticMappings(resultMap, false)) {
        // 通过自动映射查找合适的构造方法创建实例
        return createByConstructorSignature(rsw, resultType, constructorArgTypes, constructorArgs, columnPrefix);
    }
    throw new ExecutorException("Do not know how to create an instance of " + resultType);
}

如上,createResultObject 方法中包含了4种创建实体类对象的方式。一般情况下,若无特殊要求,MyBatis 会通过 ObjectFactory 调用默认构造方法创建实体类对象。ObjectFactory 是一个接口,大家可以实现这个接口,以按照自己的逻辑控制对象的创建过程。到此,实体类对象已经创建好了,接下里要做的事情是将结果集中的数据映射到实体类对象中。

2.2.6.2 结果集映射

在 MyBatis 中,结果集自动映射有三种等级。三种等级官方文档上有所说明,这里直接引用一下。如下:

NONE
PARTIAL
FULL

除了以上三种等级,我们还可以显示配置 <resultMap> 节点的 autoMapping 属性,以启用或者禁用指定 ResultMap 的自定映射设定。下面,来看一下自动映射相关的逻辑。

private boolean shouldApplyAutomaticMappings(ResultMap resultMap, boolean isNested) {
    // 检测 <resultMap> 是否配置了 autoMapping 属性
    if (resultMap.getAutoMapping() != null) {
        // 返回 autoMapping 属性
        return resultMap.getAutoMapping();
    } else {
        if (isNested) {
            // 对于嵌套 resultMap,仅当全局的映射行为为 FULL 时,才进行自动映射
            return AutoMappingBehavior.FULL == configuration.getAutoMappingBehavior();
        } else {
            // 对于普通的 resultMap,只要全局的映射行为不为 NONE,即可进行自动映射
            return AutoMappingBehavior.NONE != configuration.getAutoMappingBehavior();
        }
    }
}

如上,shouldApplyAutomaticMappings 方法用于检测是否应为当前结果集应用自动映射。检测结果取决于 <resultMap> 节点的 autoMapping 属性,以及全局自动映射行为。上面代码的逻辑不难理解,就不多说了。接下来分析 MyBatis 如何进行自动映射。

private boolean applyAutomaticMappings(ResultSetWrapper rsw, ResultMap resultMap, MetaObject metaObject, String columnPrefix) throws SQLException {

    // 获取 UnMappedColumnAutoMapping 列表
    List<UnMappedColumnAutoMapping> autoMapping = createAutomaticMappings(rsw, resultMap, metaObject, columnPrefix);
    boolean foundValues = false;
    if (!autoMapping.isEmpty()) {
        for (UnMappedColumnAutoMapping mapping : autoMapping) {
            // 通过 TypeHandler 从结果集中获取指定列的数据
            final Object value = mapping.typeHandler.getResult(rsw.getResultSet(), mapping.column);
            if (value != null) {
                foundValues = true;
            }
            if (value != null || (configuration.isCallSettersOnNulls() && !mapping.primitive)) {
                // 通过元信息对象设置 value 到实体类对象的指定字段上
                metaObject.setValue(mapping.property, value);
            }
        }
    }
    return foundValues;
}

applyAutomaticMappings 方法的代码不多,逻辑也不是很复杂。首先是获取 UnMappedColumnAutoMapping 集合,然后遍历该集合,并通过 TypeHandler 从结果集中获取数据,最后再将获取到的数据设置到实体类对象中。虽然逻辑上看起来没什么复杂的东西,但如果不清楚 UnMappedColumnAutoMapping 的用途,是无法理解上面代码的逻辑的。所以下面简单介绍一下 UnMappedColumnAutoMapping 的用途。

UnMappedColumnAutoMapping 用于记录未配置在 <resultMap> 节点中的映射关系。该类定义在 DefaultResultSetHandler 内部,它的代码如下:

private static class UnMappedColumnAutoMapping {

    private final String column;
    private final String property;
    private final TypeHandler<?> typeHandler;
    private final boolean primitive;

    public UnMappedColumnAutoMapping(String column, String property, TypeHandler<?> typeHandler, boolean primitive) {
        this.column = column;
        this.property = property;
        this.typeHandler = typeHandler;
        this.primitive = primitive;
    }
}

如上,以上就是 UnMappedColumnAutoMapping 类的所有代码,没什么逻辑,仅用于记录映射关系。下面看一下获取 UnMappedColumnAutoMapping 集合的过程,如下:

// -☆- DefaultResultSetHandler
private List<UnMappedColumnAutoMapping> createAutomaticMappings(ResultSetWrapper rsw, ResultMap resultMap, MetaObject metaObject, String columnPrefix) throws SQLException {

    final String mapKey = resultMap.getId() + ":" + columnPrefix;
    // 从缓存中获取 UnMappedColumnAutoMapping 列表
    List<UnMappedColumnAutoMapping> autoMapping = autoMappingsCache.get(mapKey);
    // 缓存未命中
    if (autoMapping == null) {
        autoMapping = new ArrayList<UnMappedColumnAutoMapping>();
        // 从 ResultSetWrapper 中获取未配置在 <resultMap> 中的列名
        final List<String> unmappedColumnNames = rsw.getUnmappedColumnNames(resultMap, columnPrefix);
        for (String columnName : unmappedColumnNames) {
            String propertyName = columnName;
            if (columnPrefix != null && !columnPrefix.isEmpty()) {
                if (columnName.toUpperCase(Locale.ENGLISH).startsWith(columnPrefix)) {
                    // 获取不包含列名前缀的属性名
                    propertyName = columnName.substring(columnPrefix.length());
                } else {
                    continue;
                }
            }
            // 将下划线形式的列名转成驼峰式,比如 AUTHOR_NAME -> authorName
            final String property = metaObject.findProperty(propertyName, configuration.isMapUnderscoreToCamelCase());
            if (property != null && metaObject.hasSetter(property)) {
                // 检测当前属性是否存在于 resultMap 中
                if (resultMap.getMappedProperties().contains(property)) {
                    continue;
                }
                // 获取属性对于的类型
                final Class<?> propertyType = metaObject.getSetterType(property);
                if (typeHandlerRegistry.hasTypeHandler(propertyType, rsw.getJdbcType(columnName))) {
                    // 获取类型处理器
                    final TypeHandler<?> typeHandler = rsw.getTypeHandler(propertyType, columnName);
                    // 封装上面获取到的信息到 UnMappedColumnAutoMapping 对象中
                    autoMapping.add(new UnMappedColumnAutoMapping(columnName, property, typeHandler, propertyType.isPrimitive()));
                } else {
                    configuration.getAutoMappingUnknownColumnBehavior()
                        .doAction(mappedStatement, columnName, property, propertyType);
                }
            } else {
                /*
                 * 若 property 为空,或实体类中无 property 属性,此时无法完成
                 * 列名与实体类属性建立映射关系。针对这种情况,有三种处理方式,
                 *   1. 什么都不做
                 *   2. 仅打印日志
                 *   3. 抛出异常
                 * 默认情况下,是什么都不做
                 */
                configuration.getAutoMappingUnknownColumnBehavior()
                    .doAction(mappedStatement, columnName, (property != null) ? property : propertyName, null);
            }
        }
        // 写入缓存
        autoMappingsCache.put(mapKey, autoMapping);
    }
    return autoMapping;
}

上面的代码有点多,不过不用太担心,耐心看一下,还是可以看懂的。下面我来总结一下这个方法的逻辑。

  1. 从 ResultSetWrapper 中获取未配置在 <resultMap> 中的列名
  2. 遍历上一步获取到的列名列表
  3. 若列名包含列名前缀,则移除列名前缀,得到属性名
  4. 将下划线形式的列名转成驼峰式
  5. 获取属性类型
  6. 获取类型处理器
  7. 创建 UnMappedColumnAutoMapping 实例

以上步骤中,除了第一步,其他都是常规操作,无需过多说明。下面来分析第一个步骤的逻辑,如下:

// -☆- ResultSetWrapper
public List<String> getUnmappedColumnNames(ResultMap resultMap, String columnPrefix) throws SQLException {
    List<String> unMappedColumnNames = unMappedColumnNamesMap.get(getMapKey(resultMap, columnPrefix));
    if (unMappedColumnNames == null) {
        // 加载已映射与未映射列名
        loadMappedAndUnmappedColumnNames(resultMap, columnPrefix);
        // 获取未映射列名
        unMappedColumnNames = unMappedColumnNamesMap.get(getMapKey(resultMap, columnPrefix));
    }
    return unMappedColumnNames;
}

private void loadMappedAndUnmappedColumnNames(ResultMap resultMap, String columnPrefix) throws SQLException {
    List<String> mappedColumnNames = new ArrayList<String>();
    List<String> unmappedColumnNames = new ArrayList<String>();
    final String upperColumnPrefix = columnPrefix == null ? null : columnPrefix.toUpperCase(Locale.ENGLISH);
    // 为 <resultMap> 中的列名拼接前缀
    final Set<String> mappedColumns = prependPrefixes(resultMap.getMappedColumns(), upperColumnPrefix);
    /*
     * 遍历 columnNames,columnNames 是 ResultSetWrapper 的成员变量,
     * 保存了当前结果集中的所有列名
     */
    for (String columnName : columnNames) {
        final String upperColumnName = columnName.toUpperCase(Locale.ENGLISH);
        // 检测已映射列名集合中是否包含当前列名
        if (mappedColumns.contains(upperColumnName)) {
            mappedColumnNames.add(upperColumnName);
        } else {
            // 将列名存入 unmappedColumnNames 中
            unmappedColumnNames.add(columnName);
        }
    }
    // 缓存列名集合
    mappedColumnNamesMap.put(getMapKey(resultMap, columnPrefix), mappedColumnNames);
    unMappedColumnNamesMap.put(getMapKey(resultMap, columnPrefix), unmappedColumnNames);
}

如上,已映射列名与未映射列名的分拣逻辑并不复杂。我简述一下这个逻辑,首先是从当前数据集中获取列名集合,然后获取 <resultMap> 中配置的列名集合。之后遍历数据集中的列名集合,并判断列名是否被配置在了 <resultMap> 节点中。若配置了,则表明该列名已有映射关系,此时该列名存入 mappedColumnNames 中。若未配置,则表明列名未与实体类的某个字段形成映射关系,此时该列名存入 unmappedColumnNames 中。这样,列名的分拣工作就完成了。分拣过程示意图如下:

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

如上图所示,实体类 Author 的 id 和 name 字段与列名 id 和 name 被配置在了 <resultMap> 中,它们之间形成了映射关系。列名 age、sex 和 email 未配置在 <resultMap> 中,因此未与 Author 中的字段形成映射,所以他们最终都被放入了 unMappedColumnNames 集合中。弄懂了未映射列名获取的过程,自动映射的代码逻辑就不难懂了。好了,关于自动映射的分析就先到这,接下来分析一下 MyBatis 是如何将结果集中的数据填充到已映射的实体类字段中的。

// -☆- DefaultResultSetHandler
private boolean applyPropertyMappings(ResultSetWrapper rsw, ResultMap resultMap, MetaObject metaObject,ResultLoaderMap lazyLoader, String columnPrefix) throws SQLException {
    
    // 获取已映射的列名
    final List<String> mappedColumnNames = rsw.getMappedColumnNames(resultMap, columnPrefix);
    boolean foundValues = false;
    // 获取 ResultMapping
    final List<ResultMapping> propertyMappings = resultMap.getPropertyResultMappings();
    for (ResultMapping propertyMapping : propertyMappings) {
        // 拼接列名前缀,得到完整列名
        String column = prependPrefix(propertyMapping.getColumn(), columnPrefix);
        if (propertyMapping.getNestedResultMapId() != null) {
            column = null;
        }
        /*
         * 下面的 if 分支由三个或条件组合而成,三个条件的含义如下:
         *   条件一:检测 column 是否为 {prop1=col1, prop2=col2} 形式,该
         *          种形式的 column 一般用于关联查询
         *   条件二:检测当前列名是否被包含在已映射的列名集合中,若包含则可进行数据集映射操作
         *   条件三:多结果集相关,暂不分析
         */
        if (propertyMapping.isCompositeResult()
            || (column != null && mappedColumnNames.contains(column.toUpperCase(Locale.ENGLISH)))
            || propertyMapping.getResultSet() != null) {
            
            // 从结果集中获取指定列的数据
            Object value = getPropertyMappingValue(rsw.getResultSet(), metaObject, propertyMapping, lazyLoader, columnPrefix);
            
            final String property = propertyMapping.getProperty();
            if (property == null) {
                continue;

            // 若获取到的值为 DEFERED,则延迟加载该值
            } else if (value == DEFERED) {
                foundValues = true;
                continue;
            }
            if (value != null) {
                foundValues = true;
            }
            if (value != null || (configuration.isCallSettersOnNulls() && !metaObject.getSetterType(property)
                                  .isPrimitive())) {

                // 将获取到的值设置到实体类对象中
                metaObject.setValue(property, value);
            }
        }
    }
    return foundValues;
}

private Object getPropertyMappingValue(ResultSet rs, MetaObject metaResultObject, ResultMapping propertyMapping,ResultLoaderMap lazyLoader, String columnPrefix) throws SQLException {

    if (propertyMapping.getNestedQueryId() != null) {
        // 获取关联查询结果,下一节分析
        return getNestedQueryMappingValue(rs, metaResultObject, propertyMapping, lazyLoader, columnPrefix);
    } else if (propertyMapping.getResultSet() != null) {
        addPendingChildRelation(rs, metaResultObject, propertyMapping);
        return DEFERED;
    } else {
        final TypeHandler<?> typeHandler = propertyMapping.getTypeHandler();
        // 拼接前缀
        final String column = prependPrefix(propertyMapping.getColumn(), columnPrefix);
        // 从 ResultSet 中获取指定列的值
        return typeHandler.getResult(rs, column);
    }
}

如上,applyPropertyMappings 方法首先从 ResultSetWrapper 中获取已映射列名集合 mappedColumnNames,从 ResultMap 获取映射对象 ResultMapping 集合。然后遍历 ResultMapping 集合,再此过程中调用 getPropertyMappingValue 获取指定指定列的数据,最后将获取到的数据设置到实体类对象中。到此,基本的结果集映射过程就分析完了。

结果集映射相关的代码比较多,结果集的映射过程比较复杂的,需要一定的耐心去阅读和理解代码。好了,稍作休息,稍后分析关联查询相关的逻辑。

2.2.6.3 关联查询与延迟加载

我们在学习 MyBatis 框架时,会经常碰到一对一,一对多的使用场景。对于这样的场景,通常我们可以用一条 SQL 进行多表查询完成任务。当然我们也可以使用关联查询,将一条 SQL 拆成两条去完成查询任务。MyBatis 提供了两个标签用于支持一对一和一对多的使用场景,分别是 <association> 和 <collection>。下面我来演示一下如何使用 <association> 完成一对一的关联查询。先来看看实体类的定义:

/** 作者类 */
public class Author {
    private Integer id;
    private String name;
    private Integer age;
    private Integer sex;
    private String email;
    
    // 省略 getter/setter
}

/** 文章类 */
public class Article {
    private Integer id;
    private String title;
    // 一对一关系
    private Author author;
    private String content;
    private Date createTime;
    
    // 省略 getter/setter
}

相关表记录如下:

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

接下来看一下 Mapper 接口与映射文件的定义。

public interface ArticleDao {
    Article findOne(@Param("id") int id);
    Author findAuthor(@Param("id") int authorId);
}

<mapper namespace="xyz.coolblog.dao.ArticleDao">
    <resultMap id="articleResult" type="Article">
        <result property="createTime" column="create_time"/>
        <association property="author" column="author_id" javaType="Author" select="findAuthor"/>
    </resultMap>

    <select id="findOne" resultMap="articleResult">
        SELECT
            id, author_id, title, content, create_time
        FROM
            article
        WHERE
            id = #{id}
    </select>

    <select id="findAuthor" resultType="Author">
        SELECT
            id, name, age, sex, email
        FROM
            author
        WHERE
            id = #{id}
    </select>
</mapper>

好了,必要在的准备工作做完了,下面可以写测试代码了。如下:

public class OneToOneTest {

    private SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

    @Before
    public void prepare() throws IOException {
        String resource = "mybatis-one-to-one-config.xml";
        InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
        sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
        inputStream.close();
    }
    
    @Test
    public void testOne2One() {
        SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
        try {
            ArticleDao articleDao = session.getMapper(ArticleDao.class);
            Article article = articleDao.findOne(1);

            Author author = article.getAuthor();
            article.setAuthor(null);

            System.out.println("/narticles info:");
            System.out.println(article);

            System.out.println("/nauthor info:");
            System.out.println(author);
        } finally {
            session.close();
        }
    }
}

测试结果如下:

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

如上,从上面的输出结果中可以看出,我们在调用 ArticleDao 的 findOne 方法时,MyBatis 执行了两条 SQL,完成了一对一的查询需求。理解了上面的例子后,下面就可以深入到源码中,看看 MyBatis 是如何实现关联查询的。接下里从 getNestedQueryMappingValue 方法开始分析,如下:

private Object getNestedQueryMappingValue(ResultSet rs, MetaObject metaResultObject, ResultMapping propertyMapping, ResultLoaderMap lazyLoader, String columnPrefix) throws SQLException {

    // 获取关联查询 id,id = 命名空间 + <association> 的 select 属性值
    final String nestedQueryId = propertyMapping.getNestedQueryId();
    final String property = propertyMapping.getProperty();
    // 根据 nestedQueryId 获取 MappedStatement
    final MappedStatement nestedQuery = configuration.getMappedStatement(nestedQueryId);
    final Class<?> nestedQueryParameterType = nestedQuery.getParameterMap().getType();
    /*
     * 生成关联查询语句参数对象,参数类型可能是一些包装类,Map 或是自定义的实体类,
     * 具体类型取决于配置信息。以上面的例子为基础,下面分析不同配置对参数类型的影响:
     *   1. <association column="author_id"> 
     *      column 属性值仅包含列信息,参数类型为 author_id 列对应的类型,这里为 Integer
     * 
     *   2. <association column="{id=author_id, name=title}"> 
     *      column 属性值包含了属性名与列名的复合信息,MyBatis 会根据列名从 ResultSet 中
     *      获取列数据,并将列数据设置到实体类对象的指定属性中,比如:
     *          Author{id=1, name="MyBatis 源码分析系列文章导读", age=null, ....}
     *      或是以键值对 <属性, 列数据> 的形式,将两者存入 Map 中。比如:
     *          {"id": 1, "name": "MyBatis 源码分析系列文章导读"}
     *
     *      至于参数类型到底为实体类还是 Map,取决于关联查询语句的配置信息。比如:
     *          <select id="findAuthor">  ->  参数类型为 Map
     *          <select id="findAuthor" parameterType="Author"> -> 参数类型为实体类
     */
    final Object nestedQueryParameterObject = prepareParameterForNestedQuery(rs, propertyMapping, nestedQueryParameterType, columnPrefix);
    Object value = null;
    if (nestedQueryParameterObject != null) {
        // 获取 BoundSql
        final BoundSql nestedBoundSql = nestedQuery.getBoundSql(nestedQueryParameterObject);
        final CacheKey key = executor.createCacheKey(nestedQuery, nestedQueryParameterObject, RowBounds.DEFAULT, nestedBoundSql);
        final Class<?> targetType = propertyMapping.getJavaType();

        // 检查一级缓存是否保存了关联查询结果
        if (executor.isCached(nestedQuery, key)) {
            /*
             * 从一级缓存中获取关联查询的结果,并通过 metaResultObject 
             * 将结果设置到相应的实体类对象中
             */
            executor.deferLoad(nestedQuery, metaResultObject, property, key, targetType);
            value = DEFERED;
        } else {
            // 创建结果加载器
            final ResultLoader resultLoader = new ResultLoader(configuration, executor, nestedQuery, nestedQueryParameterObject, targetType, key, nestedBoundSql);
            // 检测当前属性是否需要延迟加载
            if (propertyMapping.isLazy()) {
                // 添加延迟加载相关的对象到 loaderMap 集合中
                lazyLoader.addLoader(property, metaResultObject, resultLoader);
                value = DEFERED;
            } else {
                // 直接执行关联查询
                value = resultLoader.loadResult();
            }
        }
    }
    return value;
}

如上,上面对关联查询进行了比较多的注释,导致该方法看起来有点复杂。当然,真实的逻辑确实有点复杂,因为它还调用了其他的很多方法。下面先来总结一下该方法的逻辑:

  1. 根据 nestedQueryId 获取 MappedStatement
  2. 生成参数对象
  3. 获取 BoundSql
  4. 检测一级缓存中是否有关联查询的结果,若有,则将结果设置到实体类对象中
  5. 若一级缓存未命中,则创建结果加载器 ResultLoader
  6. 检测当前属性是否需要进行延迟加载,若需要,则添加延迟加载相关的对象到 loaderMap 集合中
  7. 如不需要延迟加载,则直接通过结果加载器加载结果

如上,getNestedQueryMappingValue 的中逻辑多是都是和延迟加载有关。除了延迟加载,以上流程中针对一级缓存的检查是十分有必要的,若缓存命中,可直接取用结果,无需再在执行关联查询 SQL。若缓存未命中,接下来就要按部就班执行延迟加载相关逻辑,接下来,分析一下 MyBatis 延迟加载是如何实现的。首先我们来看一下添加延迟加载相关对象到 loaderMap 集合中的逻辑,如下:

// -☆- ResultLoaderMap
public void addLoader(String property, MetaObject metaResultObject, ResultLoader resultLoader) {
    // 将属性名转为大写
    String upperFirst = getUppercaseFirstProperty(property);
    if (!upperFirst.equalsIgnoreCase(property) && loaderMap.containsKey(upperFirst)) {
        throw new ExecutorException("Nested lazy loaded result property '" + property +
                                    "' for query id '" + resultLoader.mappedStatement.getId() +
                                    " already exists in the result map. The leftmost property of all lazy loaded properties must be unique within a result map.");
    }
    // 创建 LoadPair,并将 <大写属性名,LoadPair对象> 键值对添加到 loaderMap 中
    loaderMap.put(upperFirst, new LoadPair(property, metaResultObject, resultLoader));
}

如上,addLoader 方法的参数最终都传给了 LoadPair,该类的 load 方法会在内部调用 ResultLoader 的 loadResult 方法进行关联查询,并通过 metaResultObject 将查询结果设置到实体类对象中。那 LoadPair 的 load 方法由谁调用呢?答案是实体类的代理对象。下面我们修改一下上面示例中的部分代码,演示一下延迟加载。首先,我们需要在 MyBatis 配置文件的 <settings> 节点中加入或覆盖如下配置:

<!-- 开启延迟加载 -->
<setting name="lazyLoadingEnabled" value="true"/>
<!-- 关闭积极的加载策略 -->
<setting name="aggressiveLazyLoading" value="false"/>
<!-- 延迟加载的触发方法 -->
<setting name="lazyLoadTriggerMethods" value="equals,hashCode"/>

上面三个配置 MyBatis 官方文档中有较为详细的介绍,大家可以参考官方文档,我就不详细介绍了。下面修改一下测试类的代码:

public class OneToOneTest {

    private SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

    @Before
    public void prepare() throws IOException {...}
    
    @Test
    public void testOne2One() {
        SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
        try {
            ArticleDao articleDao = session.getMapper(ArticleDao.class);
            Article article = articleDao.findOne(1);

            System.out.println("/narticles info:");
            System.out.println(article);

            System.out.println("/n延迟加载 author 字段:");
            // 通过 getter 方法触发延迟加载
            Author author = article.getAuthor();
            System.out.println("/narticles info:");
            System.out.println(article);
            System.out.println("/nauthor info:");
            System.out.println(author);
        } finally {
            session.close();
        }
    }
}

测试结果如下:

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

从上面结果中可以看出,我们在未调用 getAuthor 方法时,Article 对象中的 author 字段为 null。调用该方法后,再次输出 Article 对象,发现其 author 字段有值了,表明 author 字段的延迟加载逻辑被触发了。既然调用 getAuthor 可以触发延迟加载,那么该方法一定被做过手脚了,不然该方法应该返回 null 才是。如果大家还记得 2.2.6.1 节中的内容,大概就知道是怎么回事了 – MyBatis 会为需要延迟加载的类生成代理类,代理逻辑会拦截实体类的方法调用。默认情况下,MyBatis 会使用 Javassist 为实体类生成代理,代理逻辑封装在 JavassistProxyFactory 类中,下面一起看一下。

// -☆- JavassistProxyFactory
public Object invoke(Object enhanced, Method method, Method methodProxy, Object[] args) throws Throwable {
    final String methodName = method.getName();
    try {
        synchronized (lazyLoader) {
            if (WRITE_REPLACE_METHOD.equals(methodName)) {
                // 针对 writeReplace 方法的处理逻辑,与延迟加载无关,不分析了
            } else {
                if (lazyLoader.size() > 0 && !FINALIZE_METHOD.equals(methodName)) {
                    /*
                     * 如果 aggressive 为 true,或触发方法(比如 equals,hashCode 等)被调用,
                     * 则加载所有的所有延迟加载的数据
                     */
                    if (aggressive || lazyLoadTriggerMethods.contains(methodName)) {
                        lazyLoader.loadAll();
                    } else if (PropertyNamer.isSetter(methodName)) {
                        final String property = PropertyNamer.methodToProperty(methodName);
                        // 如果使用者显示调用了 setter 方法,则将相应的延迟加载类从 loaderMap 中移除
                        lazyLoader.remove(property);
                        
                    // 检测使用者是否调用 getter 方法
                    } else if (PropertyNamer.isGetter(methodName)) {
                        final String property = PropertyNamer.methodToProperty(methodName);
                        // 检测该属性是否有相应的 LoadPair 对象
                        if (lazyLoader.hasLoader(property)) {
                            // 执行延迟加载逻辑
                            lazyLoader.load(property);
                        }
                    }
                }
            }
        }
        // 调用被代理类的方法
        return methodProxy.invoke(enhanced, args);
    } catch (Throwable t) {
        throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);
    }
}

如上,代理方法首先会检查 aggressive 是否为 true,如果不满足,再去检查 lazyLoadTriggerMethods 是否包含当前方法名。这里两个条件只要一个为 true,当前实体类中所有需要延迟加载。aggressive 和 lazyLoadTriggerMethods 两个变量的值取决于下面的配置。

<setting name="aggressiveLazyLoading" value="false"/>
<setting name="lazyLoadTriggerMethods" value="equals,hashCode"/>

现在大家知道上面两个配置是如何在代码中使用的了,比较简单,就不多说了。

回到上面的代码中,如果执行线程未进入第一个条件分支,那么紧接着,代理逻辑会检查使用者是不是调用了实体类的 setter 方法,如果调用了,就将该属性对应的 LoadPair 从 loaderMap 中移除。为什么要这么做呢?答案是:使用者既然手动调用 setter 方法,说明使用者想自定义某个属性的值。此时,延迟加载逻辑不应该再修改该属性的值,所以这里从 loaderMap 中移除属性对于的 LoadPair。

最后如果使用者调用的是某个属性的 getter 方法,且该属性配置了延迟加载,此时延迟加载逻辑就会被触发。那接下来,我们来看看延迟加载逻辑是怎样实现的的。

// -☆- ResultLoaderMap
public boolean load(String property) throws SQLException {
    // 从 loaderMap 中移除 property 所对应的 LoadPair
    LoadPair pair = loaderMap.remove(property.toUpperCase(Locale.ENGLISH));
    if (pair != null) {
        // 加载结果
        pair.load();
        return true;
    }
    return false;
}

// -☆- LoadPair
public void load() throws SQLException {
    if (this.metaResultObject == null) {
        throw new IllegalArgumentException("metaResultObject is null");
    }
    if (this.resultLoader == null) {
        throw new IllegalArgumentException("resultLoader is null");
    }

    // 调用重载方法
    this.load(null);
}

public void load(final Object userObject) throws SQLException {
    /*
     * 若 metaResultObject 和 resultLoader 为 null,则创建相关对象。
     * 在当前调用情况下,两者均不为 null,条件不成立。篇幅原因,下面代码不分析了
     */
    if (this.metaResultObject == null || this.resultLoader == null) {...}

    // 线程安全检测
    if (this.serializationCheck == null) {
        final ResultLoader old = this.resultLoader;
        // 重新创建新的 ResultLoader 和 ClosedExecutor,ClosedExecutor 是非线程安全的
        this.resultLoader = new ResultLoader(old.configuration, new ClosedExecutor(), old.mappedStatement, old.parameterObject, old.targetType, old.cacheKey, old.boundSql);
    }

    /*
     * 调用 ResultLoader 的 loadResult 方法加载结果,
     * 并通过 metaResultObject 设置结果到实体类对象中
     */
    this.metaResultObject.setValue(property, this.resultLoader.loadResult());
}

上面的代码比较多,但是没什么特别的逻辑,我们重点关注最后一行有效代码就行了。下面看一下 ResultLoader 的 loadResult 方法逻辑是怎样的。

public Object loadResult() throws SQLException {
    // 执行关联查询
    List<Object> list = selectList();
    // 抽取结果
    resultObject = resultExtractor.extractObjectFromList(list, targetType);
    return resultObject;
}

private <E> List<E> selectList() throws SQLException {
    Executor localExecutor = executor;
    if (Thread.currentThread().getId() != this.creatorThreadId || localExecutor.isClosed()) {
        localExecutor = newExecutor();
    }
    try {
        // 通过 Executor 就行查询,这个之前已经分析过了
        return localExecutor.<E>query(mappedStatement, parameterObject, RowBounds.DEFAULT,
                                      Executor.NO_RESULT_HANDLER, cacheKey, boundSql);
    } finally {
        if (localExecutor != executor) {
            localExecutor.close(false);
        }
    }
}

如上,我们在 ResultLoader 中终于看到了执行关联查询的代码,即 selectList 方法中的逻辑。该方法在内部通过 Executor 进行查询。至于查询结果的抽取过程,并不是本节所关心的点,因此大家自行分析吧。到此,关于关联查询与延迟加载就分析完了。最后我们来看一下映射结果的存储过程是怎样的。

2.2.6.4 存储映射结果

存储映射结果是“查询结果”处理流程中的最后一环,实际上也是查询语句执行过程的最后一环。本节内容分析完,整个查询过程就分析完了,那接下来让我们带着喜悦的心情来分析映射结果存储逻辑。

private void storeObject(ResultHandler<?> resultHandler, DefaultResultContext<Object> resultContext,Object rowValue, ResultMapping parentMapping, ResultSet rs) throws SQLException {
    if (parentMapping != null) {
        // 多结果集相关,不分析了
        linkToParents(rs, parentMapping, rowValue);
    } else {
        // 存储结果
        callResultHandler(resultHandler, resultContext, rowValue);
    }
}

private void callResultHandler(ResultHandler<?> resultHandler, DefaultResultContext<Object> resultContext, Object rowValue) {
    // 设置结果到 resultContext 中
    resultContext.nextResultObject(rowValue);
    // 从 resultContext 获取结果,并存储到 resultHandler 中
    ((ResultHandler<Object>) resultHandler).handleResult(resultContext);
}

如上,上面方法显示将 rowValue 设置到 ResultContext 中,然后再将 ResultContext 对象作为参数传给 ResultHandler 的 handleResult 方法。下面我们分别看一下 ResultContext 和 ResultHandler 的实现类。如下:

public class DefaultResultContext<T> implements ResultContext<T> {

    private T resultObject;
    private int resultCount;
    
    /** 状态字段 */
    private boolean stopped;

    // 省略部分代码

    @Override
    public boolean isStopped() {
        return stopped;
    }

    public void nextResultObject(T resultObject) {
        resultCount++;
        this.resultObject = resultObject;
    }

    @Override
    public void stop() {
        this.stopped = true;
    }
}

如上,DefaultResultContext 中包含了一个状态字段,表明结果上下文的状态。在处理多行数据时,MyBatis 会检查该字段的值,已决定是否需要进行后续的处理。该类的逻辑比较简单,不多说了。下面再来看一下 DefaultResultHandler 的源码。

public class DefaultResultHandler implements ResultHandler<Object> {

    private final List<Object> list;

    public DefaultResultHandler() {
        list = new ArrayList<Object>();
    }

    // 省略部分源码
    
    @Override
    public void handleResult(ResultContext<? extends Object> context) {
        // 添加结果到 list 中
        list.add(context.getResultObject());
    }

    public List<Object> getResultList() {
        return list;
    }
}

如上,DefaultResultHandler 默认使用 List 存储结果。除此之外,如果 Mapper (或 Dao)接口方法返回值为 Map 类型,此时则需要另一种 ResultHandler 实现类处理结果,即 DefaultMapResultHandler。关于 DefaultMapResultHandler 的源码大家自行分析吧啊,本节就不展开了。

2.3 更新语句的执行过程分析

在上一节中,我较为完整的分析了查询语句的执行过程。尽管有些地方一笔带过了,但多数细节都分析到了。如果大家搞懂了查询语句的执行过程,那么理解更新语句的执行过程也将不在话下。执行更新语句所需处理的情况较之查询语句要简单不少,两者最大的区别更新语句的执行结果类型单一,处理逻辑要简单不是。除此之外,两者在缓存的处理上也有比较大的区别。更新过程会立即刷新缓存,而查询过程则不会。至于其他的不同点,就不一一列举了。下面开始分析更新语句的执行过程。

2.3.1 更新语句执行过程全貌

首先,我们还是从 MapperMethod 的 execute 方法开始看起。

// -☆-  MapperMethod
public Object execute(SqlSession sqlSession, Object[] args) {
    Object result;
    switch (command.getType()) {
        case INSERT: {    // 执行插入语句
            Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
            result = rowCountResult(sqlSession.insert(command.getName(), param));
            break;
        }
        case UPDATE: {    // 执行更新语句
            Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
            result = rowCountResult(sqlSession.update(command.getName(), param));
            break;
        }
        case DELETE: {    // 执行删除语句
            Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
            result = rowCountResult(sqlSession.delete(command.getName(), param));
            break;
        }
        case SELECT:
            // ...
            break;
        case FLUSH:
            // ...
            break;
        default:
            throw new BindingException("Unknown execution method for: " + command.getName());
    }
    if (result == null && method.getReturnType().isPrimitive() && !method.returnsVoid()) {...}
    return result;
}

如上,插入、更新以及删除操作最终都调用了 SqlSession 接口中的方法。这三个方法返回值均是受影响行数,是一个整型值。rowCountResult 方法负责处理这个整型值,该方法的逻辑暂时先不分析,放在最后分析。接下来,我们往下层走一步,进入 SqlSession 实现类 DefaultSqlSession 的代码中。

// -☆- DefaultSqlSession
public int insert(String statement, Object parameter) {
    return update(statement, parameter);
}

public int delete(String statement, Object parameter) {
    return update(statement, parameter);
}

public int update(String statement, Object parameter) {
    try {
        dirty = true;
        // 获取 MappedStatement
        MappedStatement ms = configuration.getMappedStatement(statement);
        // 调用 Executor 的 update 方法
        return executor.update(ms, wrapCollection(parameter));
    } catch (Exception e) {
        throw ExceptionFactory.wrapException("Error updating database.  Cause: " + e, e);
    } finally {
        ErrorContext.instance().reset();
    }
}

如上,insert 和 delete 方法最终都调用了同一个 update 方法,这就是为什么我把他们归为一类的原因。既然它们最终调用的都是同一个方法,那么MyBatis 为什么还要在 SqlSession 中提供这么多方法呢,难道只提供 update 方法不行么?答案是:只提供一个 update 方法从实现上完全可行,但是从接口的语义化的角度来说,这样做并不好。一般情况下,使用者觉得 update 接口方法应该仅负责执行 UPDATE 语句,如果它还兼职执行其他的 SQL 语句,会让使用者产生疑惑。对于对外的接口,接口功能越单一,语义越清晰越好。在日常开发中,我们为客户端提供接口时,也应该这样做。比如我之前写过一个文章评论的开关接口,我写的接口如下:

Result openComment();
Result closeComment();

上面接口语义比较清晰,同时没有参数,后端不用校验参数,客户端同学也不用思考传什么值。如果我像下面这样定义接口:

Result updateCommentStatus(Integer status);    // 0 - 关闭,1 - 开启

首先这个方法没有上面两个方法语义清晰,其次需要传入一个整型状态值,客户端需要注意传值,后端也要进行校验。好了,关于接口语义化就先说这么多。扯多了,回归正题,下面分析 Executor 的 update 方法。如下:

// -☆- CachingExecutor
public int update(MappedStatement ms, Object parameterObject) throws SQLException {
    // 刷新二级缓存
    flushCacheIfRequired(ms);
    return delegate.update(ms, parameterObject);
}

// -☆- BaseExecutor
public int update(MappedStatement ms, Object parameter) throws SQLException {
    if (closed) {
        throw new ExecutorException("Executor was closed.");
    }
    // 刷新一级缓存
    clearLocalCache();
    return doUpdate(ms, parameter);
}

如上,Executor 实现类中的方法在进行下一步操作之前,都会先刷新各自的缓存。默认情况下,insert、update 和 delete 操作都会清空一二级缓存。清空缓存的逻辑不复杂,大家自行分析。下面分析 doUpdate 方法,该方法是一个抽象方法,因此我们到 BaseExecutor 的子类 SimpleExecutor 中看看该方法是如何实现的。

// -☆- SimpleExecutor
public int doUpdate(MappedStatement ms, Object parameter) throws SQLException {
    Statement stmt = null;
    try {
        Configuration configuration = ms.getConfiguration();
        // 创建 StatementHandler
        StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(this, ms, parameter, RowBounds.DEFAULT, null, null);
        // 创建 Statement
        stmt = prepareStatement(handler, ms.getStatementLog());
        // 调用 StatementHandler 的 update 方法
        return handler.update(stmt);
    } finally {
        closeStatement(stmt);
    }
}

StatementHandler 和 Statement 的创建过程前面已经分析过,这里就不重复分析了。下面分析 PreparedStatementHandler 的 update 方法。

// -☆- PreparedStatementHandler
public int update(Statement statement) throws SQLException {
    PreparedStatement ps = (PreparedStatement) statement;
    // 执行 SQL
    ps.execute();
    // 返回受影响行数
    int rows = ps.getUpdateCount();
    // 获取用户传入的参数值,参数值类型可能是普通的实体类,也可能是 Map
    Object parameterObject = boundSql.getParameterObject();
    
    KeyGenerator keyGenerator = mappedStatement.getKeyGenerator();
    // 获取自增主键的值,并将值填入到参数对象中
    keyGenerator.processAfter(executor, mappedStatement, ps, parameterObject);
    return rows;
}

PreparedStatementHandler 的 update 方法的逻辑比较清晰明了了,更新语句的 SQL 会在此方法中被执行。执行结果为受影响行数,对于 insert 语句,有时候我们还想获取自增主键的值,因此我们需要进行一些额外的操作。这些额外操作的逻辑封装在 KeyGenerator 的实现类中,下面我们一起看一下 KeyGenerator 的实现逻辑。

2.3.2 KeyGenerator

KeyGenerator 是一个接口,目前它有三个实现类,分别如下:

  1. Jdbc3KeyGenerator
  2. SelectKeyGenerator
  3. NoKeyGenerator

Jdbc3KeyGenerator 用于获取插入数据后的自增主键数值。某些数据库不支持自增主键,需要手动填写主键字段,此时需要借助 SelectKeyGenerator 获取主键值。至于 NoKeyGenerator,这是一个空实现,没什么可说的。下面,我将分析 Jdbc3KeyGenerator 的源码,至于 SelectKeyGenerator,大家请自行分析。下面看源码吧。

// -☆- Jdbc3KeyGenerator
public void processBefore(Executor executor, MappedStatement ms, Statement stmt, Object parameter) {
    // 空方法
}

public void processAfter(Executor executor, MappedStatement ms, Statement stmt, Object parameter) {
    processBatch(ms, stmt, getParameters(parameter));
}

public void processBatch(MappedStatement ms, Statement stmt, Collection<Object> parameters) {
    ResultSet rs = null;
    try {
        rs = stmt.getGeneratedKeys();
        final Configuration configuration = ms.getConfiguration();
        final TypeHandlerRegistry typeHandlerRegistry = configuration.getTypeHandlerRegistry();
        // 获取主键字段
        final String[] keyProperties = ms.getKeyProperties();
        // 获取结果集 ResultSet 的元数据
        final ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();
        TypeHandler<?>[] typeHandlers = null;
        // ResultSet 中数据的列数要大于等于主键的数量
        if (keyProperties != null && rsmd.getColumnCount() >= keyProperties.length) {
            // 遍历 parameters
            for (Object parameter : parameters) {
                // 对于批量插入,ResultSet 会返回多行数据
                if (!rs.next()) {
                    break;
                }
                final MetaObject metaParam = configuration.newMetaObject(parameter);
                if (typeHandlers == null) {
                    // 为每个主键属性获取 TypeHandler
                    typeHandlers = getTypeHandlers(typeHandlerRegistry, metaParam, keyProperties, rsmd);
                }

                // 填充结果到运行时参数中
                populateKeys(rs, metaParam, keyProperties, typeHandlers);
            }
        }
    } catch (Exception e) {
        throw new ExecutorException(...);
    } finally {...}
}

private Collection<Object> getParameters(Object parameter) {
    Collection<Object> parameters = null;
    if (parameter instanceof Collection) {
        parameters = (Collection) parameter;
    } else if (parameter instanceof Map) {
        Map parameterMap = (Map) parameter;
        /*
         * 如果 parameter 是 Map 类型,则从其中提取指定 key 对应的值。
         * 至于 Map 中为什么会出现 collection/list/array 等键。大家
         * 可以参考 DefaultSqlSession 的 wrapCollection 方法
         */
        if (parameterMap.containsKey("collection")) {
            parameters = (Collection) parameterMap.get("collection");
        } else if (parameterMap.containsKey("list")) {
            parameters = (List) parameterMap.get("list");
        } else if (parameterMap.containsKey("array")) {
            parameters = Arrays.asList((Object[]) parameterMap.get("array"));
        }
    }
    if (parameters == null) {
        parameters = new ArrayList<Object>();
        // 将普通的对象添加到 parameters 中
        parameters.add(parameter);
    }
    return parameters;
}

Jdbc3KeyGenerator 的 processBefore 方法是一个空方法,processAfter 则是一个空壳方法,只有一行代码。Jdbc3KeyGenerator 的重点在 processBatch 方法中,由于存在批量插入的情况,所以该方法的名字类包含 batch 单词,表示可处理批量插入的结果集。processBatch 方法的逻辑并不是很复杂,主要流程如下:

  1. 获取主键数组(keyProperties)
  2. 获取 ResultSet 元数据
  3. 遍历参数列表,为每个主键属性获取 TypeHandler
  4. 从 ResultSet 中获取主键数据,并填充到参数中

在上面流程中,第 1~3 步骤都是常规操作,第4个步骤需要分析一下。如下:

private void populateKeys(ResultSet rs, MetaObject metaParam, String[] keyProperties, TypeHandler<?>[] typeHandlers) throws SQLException {
    // 遍历 keyProperties
    for (int i = 0; i < keyProperties.length; i++) {
        // 获取主键属性
        String property = keyProperties[i];
        TypeHandler<?> th = typeHandlers[i];
        if (th != null) {
            // 从 ResultSet 中获取某列的值
            Object value = th.getResult(rs, i + 1);
            // 设置结果值到运行时参数中
            metaParam.setValue(property, value);
        }
    }
}

如上,populateKeys 方法首先是遍历主键数组,然后通过 TypeHandler 从 ResultSet 中获取自增主键的值,最后再通过元信息对象将自增主键的值设置到参数中。

以上就是 Jdbc3KeyGenerator 的原理分析,下面写个示例演示一下。

本次演示所用到的实体类如下:

public class Author {
    private Integer id;
    private String name;
    private Integer age;
    private Integer sex;
    private String email;
}

Mapper 接口和映射文件内容如下:

public interface AuthorDao {
    int insertMany(List<Author> authors);
}

<insert id="insertMany" keyProperty="id" useGeneratedKeys="true">
    INSERT INTO
    	author (`name`, `age`, `sex`, `email`)
    VALUES
    <foreach item="author" index="index" collection="list" separator=",">
        (#{author.name}, #{author.age}, #{author.sex}, #{author.email})
    </foreach>
</insert>

测试代码如下:

public class InsertManyTest {

    private SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

    @Before
    public void prepare() throws IOException {
        String resource = "mybatis-insert-many-config.xml";
        InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
        sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
        inputStream.close();
    }

    @Test
    public void testInsertMany() {
        SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
        try {
            List<Author> authors = new ArrayList<>();
            // 添加多个 Author 对象到 authors 中
            authors.add(new Author("tianxiaobo-1", 20, 0, "coolblog.xyz@outlook.com"));
            authors.add(new Author("tianxiaobo-2", 18, 0, "coolblog.xyz@outlook.com"));

            System.out.println("/nBefore Insert: ");
            authors.forEach(author -> System.out.println("  " + author));
            System.out.println();

            AuthorDao authorDao = session.getMapper(AuthorDao.class);
            authorDao.insertMany(authors);
            session.commit();

            System.out.println("/nAfter Insert: ");
            authors.forEach(author -> System.out.println("  " + author));
        } finally {
            session.close();
        }
    }
}

在测试代码中,我创建了一个 Author 集合,并向集合中插入了两个 Author 对象。然后将集合中的元素批量插入到 author 表中,得到如下结果:

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

如上图,执行插入语句前,列表中元素的 id 字段均为 null。插入数据后,列表元素中的 id 字段均被赋值了。好了,到此,关于 Jdbc3KeyGenerator 的原理与使用就分析完了。

2.3.3 处理更新结果

更新语句的执行结果是一个整型值,表示本次更新所影响的行数。由于返回值类型简单,因此处理逻辑也很简单。下面我们简单看一下,放松放松。

// -☆-  MapperMethod
private Object rowCountResult(int rowCount) {
    final Object result;

    /*
     * 这里的 method 类型为 MethodSignature,即方法签名,包含了某个方法较为详细的信息。
     * 某个方法指的是 Mapper 或 Dao 接口中的方法,比如上一节示例 AuthorDao 中的
     * insertMany 方法。
     */
    if (method.returnsVoid()) {
        // 方法返回类型为 void,则不用返回结果,这里将结果置空
        result = null;
    } else if (Integer.class.equals(method.getReturnType()) || Integer.TYPE.equals(method.getReturnType())) {
        // 方法返回类型为 Integer 或 int,直接赋值返回即可
        result = rowCount;
    } else if (Long.class.equals(method.getReturnType()) || Long.TYPE.equals(method.getReturnType())) {
        // 如果返回值类型为 Long 或者 long,这里强转一下即可
        result = (long) rowCount;
    } else if (Boolean.class.equals(method.getReturnType()) || Boolean.TYPE.equals(method.getReturnType())) {
        // 方法返回类型为布尔类型,若 rowCount > 0,则返回 ture,否则返回 false
        result = rowCount > 0;
    } else {
        throw new BindingException(...);
    }
    return result;
}

如上,MyBatis 对于更新语句的执行结果处理逻辑足够简单,很容易看懂,我就不多说了。

2.4 小节

经过前面前面的分析,相信大家对 MyBatis 执行 SQL 的过程都有比较深入的理解。本章的最后,用一张图 MyBatis 的执行过程进行一个总结。如下:

MyBatis 源码分析 - SQL 的执行过程

在 MyBatis 中,SQL 执行过程的实现代码是有层次的,每层都有相应的功能。比如,SqlSession 是对外接口的接口,因此它提供了各种语义清晰的方法,供使用者调用。Executor 层做的事情较多,比如一二级缓存功能就是嵌入在该层内的。StatementHandler 层主要是与 JDBC 层面的接口打交道。至于 ParameterHandler 和 ResultSetHandler,一个负责向 SQL 中设置运行时参数,另一个负责处理 SQL 执行结果,它们俩可以看做是 StatementHandler 辅助类。最后看一下右边横跨数层的类,Configuration 是一个全局配置类,很多地方都依赖它。MappedStatement 对应 SQL 配置,包含了 SQL 配置的相关信息。BoundSql 中包含了已完成解析的 SQL 语句,以及运行时参数等。

到此,关于 SQL 的执行过程就分析完了。内容比较多,希望大家耐心阅读。

3. 总结

到这里,本文就接近尾声了。本篇文章从本月的1号开始写,一直到16号才写完初稿。内容之多,完全超出我事先的预计。尽管本文篇幅很大,但仍有部分逻辑和细节没有分析到,比如 SelectKeyGenerator。对于这些内容,如果大家能耐心看完本文,并且仔细分析了 MyBatis 执行 SQL 的相关源码,那么对 MyBatis 的原理会有很深的理解。深入理解 MyBatis,对日常工作也会产生积极的影响。比如我现在就以随心所欲的写 SQL 映射文件,把不合理的配置统统删掉。如果遇到 MyBatis 层面的异常,也不用担心无法解决了。好了,一不小心又扯多了。本篇文章篇幅比较大,这其中可能存在这一些错误不妥之处。如果大家发现了,望指明,这里先说声谢谢。

好了,本文到此就结束了。感谢大家的阅读。

参考

  • 《MyBatis 技术内幕》- 徐郡明
  • MyBatis 官方文档

附录:MyBatis 源码分析系列文章列表

更新时间 标题
2018-07-16 MyBatis 源码分析系列文章导读
2018-07-20 MyBatis 源码分析 – 配置文件解析过程
2018-07-30 MyBatis 源码分析 – 映射文件解析过程
2018-08-17 MyBatis 源码分析 – SQL 的执行过程

原文 

http://www.coolblog.xyz/2018/08/17/MyBatis-源码分析-SQL-的执行过程/

本站部分文章源于互联网,本着传播知识、有益学习和研究的目的进行的转载,为网友免费提供。如有著作权人或出版方提出异议,本站将立即删除。如果您对文章转载有任何疑问请告之我们,以便我们及时纠正。

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