Mybaits 源码解析 （七）----- Select 语句的执行过程分析（下篇）

我们上篇文章讲到了查询方法里面的doQuery方法，这里面就是调用JDBC的API了，其中的逻辑比较复杂，我们这边文章来讲，先看看我们上篇文章分析的地方

SimpleExecutor

 1 public  List doQuery(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) throws SQLException {
 2     Statement stmt = null;
 3     try {
 4         Configuration configuration = ms.getConfiguration();
 5         // 创建 StatementHandler
 6         StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(wrapper, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
 7         // 创建 Statement
 8         stmt = prepareStatement(handler, ms.getStatementLog());
 9         // 执行查询操作
10         return handler.query(stmt, resultHandler);
11     } finally {
12         // 关闭 Statement
13         closeStatement(stmt);
14     }
15 }

上篇文章我们分析完了第6行代码，在第6行处我们创建了一个PreparedStatementHandler，我们要接着第8行代码开始分析，也就是创建 Statement，先不忙着分析，我们先来回顾一下 ，我们以前是怎么使用jdbc的

jdbc

public class Login {
    /**
     *    第一步，加载驱动，创建数据库的连接
     *    第二步，编写sql
     *    第三步，需要对sql进行预编译
     *    第四步，向sql里面设置参数
     *    第五步，执行sql
     *    第六步，释放资源 
     * @throws Exception 
     */
     
    public static final String URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/chenhao";
    public static final String USER = "liulx";
    public static final String PASSWORD = "123456";
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        login("lucy","123");
    }
    
    public static void login(String username , String password) throws Exception{
        Connection conn = null; 
        PreparedStatement psmt = null;
        ResultSet rs = null;
        try {
            //加载驱动程序
            Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
            //获得数据库连接
            conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD);
            //编写sql
            String sql = "select * from user where name =? and password = ?";//问号相当于一个占位符
            //对sql进行预编译
            psmt = conn.prepareStatement(sql);
            //设置参数
            psmt.setString(1, username);
            psmt.setString(2, password);
            //执行sql ,返回一个结果集
            rs = psmt.executeQuery();
            //输出结果
            while(rs.next()){
                System.out.println(rs.getString("user_name")+" 年龄："+rs.getInt("age"));
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            //释放资源
            conn.close();
            psmt.close();
            rs.close();
        }
    }
}

上面代码中注释已经很清楚了，我们来看看mybatis中是怎么和数据库打交道的。

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 设置参数
    handler.parameterize(stmt);
    return stmt;
}

在上面的代码中我们终于看到了和jdbc相关的内容了，大概分为下面三个步骤：

1. 获取数据库连接
2. 创建PreparedStatement
3. 为PreparedStatement设置运行时参数

我们先来看看获取数据库连接，跟进代码看看

BaseExecutor

protected Connection getConnection(Log statementLog) throws SQLException {
    //通过transaction来获取Connection
    Connection connection = this.transaction.getConnection();
    return statementLog.isDebugEnabled() ? ConnectionLogger.newInstance(connection, statementLog, this.queryStack) : connection;
}

我们看到是通过Executor中的transaction属性来获取Connection，那我们就先来看看transaction，根据前面的文章中的配置 <transactionManager type="jdbc"/>，则MyBatis会创建一个JdbcTransactionFactory.class 实例，Executor中的transaction是一个JdbcTransaction.class 实例，其实现Transaction接口，那我们先来看看Transaction

JdbcTransaction

我们先来看看其接口Transaction

Transaction

public interface Transaction {
    //获取数据库连接
    Connection getConnection() throws SQLException;
    //提交事务
    void commit() throws SQLException;
    //回滚事务
    void rollback() throws SQLException;
    //关闭事务
    void close() throws SQLException;
    //获取超时时间
    Integer getTimeout() throws SQLException;
}

接着我们看看其实现类JdbcTransaction

JdbcTransaction

public class JdbcTransaction implements Transaction {
  
  private static final Log log = LogFactory.getLog(JdbcTransaction.class);
  
  //数据库连接
  protected Connection connection;
  //数据源信息
  protected DataSource dataSource;
  //隔离级别
  protected TransactionIsolationLevel level;
  //是否为自动提交
  protected boolean autoCommmit;
  
  public JdbcTransaction(DataSource ds, TransactionIsolationLevel desiredLevel, boolean desiredAutoCommit) {
    dataSource = ds;
    level = desiredLevel;
    autoCommmit = desiredAutoCommit;
  }
  
  public JdbcTransaction(Connection connection) {
    this.connection = connection;
  }
  
  public Connection getConnection() throws SQLException {
    //如果事务中不存在connection，则获取一个connection并放入connection属性中
    //第一次肯定为空
    if (connection == null) {
      openConnection();
    }
    //如果事务中已经存在connection，则直接返回这个connection
    return connection;
  }
  
    /**
     * commit()功能 
     * @throws SQLException
     */
  public void commit() throws SQLException {
    if (connection != null && !connection.getAutoCommit()) {
      if (log.isDebugEnabled()) {
        log.debug("Committing JDBC Connection [" + connection + "]");
      }
      //使用connection的commit()
      connection.commit();
    }
  }
  
    /**
     * rollback()功能 
     * @throws SQLException
     */
  public void rollback() throws SQLException {
    if (connection != null && !connection.getAutoCommit()) {
      if (log.isDebugEnabled()) {
        log.debug("Rolling back JDBC Connection [" + connection + "]");
      }
      //使用connection的rollback()
      connection.rollback();
    }
  }
  
    /**
     * close()功能 
     * @throws SQLException
     */
  public void close() throws SQLException {
    if (connection != null) {
      resetAutoCommit();
      if (log.isDebugEnabled()) {
        log.debug("Closing JDBC Connection [" + connection + "]");
      }
      //使用connection的close()
      connection.close();
    }
  }
  
  protected void openConnection() throws SQLException {
    if (log.isDebugEnabled()) {
      log.debug("Opening JDBC Connection");
    }
    //通过dataSource来获取connection，并设置到transaction的connection属性中
    connection = dataSource.getConnection();
   if (level != null) {
      //通过connection设置事务的隔离级别
      connection.setTransactionIsolation(level.getLevel());
    }
    //设置事务是否自动提交
    setDesiredAutoCommit(autoCommmit);
  }
  
  protected void setDesiredAutoCommit(boolean desiredAutoCommit) {
    try {
        if (this.connection.getAutoCommit() != desiredAutoCommit) {
            if (log.isDebugEnabled()) {
                log.debug("Setting autocommit to " + desiredAutoCommit + " on JDBC Connection [" + this.connection + "]");
            }
            //通过connection设置事务是否自动提交
            this.connection.setAutoCommit(desiredAutoCommit);
        }

    } catch (SQLException var3) {
        throw new TransactionException("Error configuring AutoCommit.  Your driver may not support getAutoCommit() or setAutoCommit(). Requested setting: " + desiredAutoCommit + ".  Cause: " + var3, var3);
    }
  }
  
}

我们看到JdbcTransaction中有一个Connection属性和dataSource属性，使用connection来进行提交、回滚、关闭等操作，也就是说JdbcTransaction其实只是在jdbc的connection上面封装了一下，实际使用的其实还是jdbc的事务。我们看看getConnection()方法

//数据库连接
protected Connection connection;
//数据源信息
protected DataSource dataSource;

public Connection getConnection() throws SQLException {
//如果事务中不存在connection，则获取一个connection并放入connection属性中
//第一次肯定为空
if (connection == null) {
  openConnection();
}
//如果事务中已经存在connection，则直接返回这个connection
return connection;
}

protected void openConnection() throws SQLException {
if (log.isDebugEnabled()) {
  log.debug("Opening JDBC Connection");
}
//通过dataSource来获取connection，并设置到transaction的connection属性中
connection = dataSource.getConnection();
if (level != null) {
  //通过connection设置事务的隔离级别
  connection.setTransactionIsolation(level.getLevel());
}
//设置事务是否自动提交
setDesiredAutoCommit(autoCommmit);
}

先是判断当前事务中是否存在connection，如果存在，则直接返回connection，如果不存在则通过dataSource来获取connection，这里我们明白了一点，如果当前事务没有关闭，也就是没有释放connection，那么在同一个Transaction中使用的是同一个connection,我们再来想想，transaction是SimpleExecutor中的属性，SimpleExecutor又是SqlSession中的属性，那我们可以这样说，同一个SqlSession中只有一个SimpleExecutor，SimpleExecutor中有一个Transaction，Transaction有一个connection。我们来看看如下例子

public static void main(String[] args) throws IOException {
    String resource = "mybatis-config.xml";
    InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
    SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
    //创建一个SqlSession
    SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
    try {
         EmployeeMapper employeeMapper = sqlSession.getMapper(Employee.class);
         UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(User.class);
         List allEmployee = employeeMapper.getAll();
         List allUser = userMapper.getAll();
         Employee employee = employeeMapper.getOne();
    } finally {
        sqlSession.close();
    }
}

我们看到同一个sqlSession可以获取多个Mapper代理对象，则多个Mapper代理对象中的sqlSession引用应该是同一个，那么多个Mapper代理对象调用方法应该是同一个Connection，直到调用close(),所以说我们的sqlSession是线程不安全的，如果所有的业务都使用一个sqlSession，那Connection也是同一个，一个业务执行完了就将其关闭，那其他的业务还没执行完呢。大家明白了吗？我们回归到源码，connection = dataSource.getConnection();，最终还是调用dataSource来获取连接，那我们是不是要来看看dataSource呢？

我们还是从前面的配置文件来看<dataSource type="UNPOOLED|POOLED">，这里有UNPOOLED和POOLED两种DataSource，一种是使用连接池，一种是普通的DataSource，UNPOOLED将会创将new UnpooledDataSource()实例，POOLED将会new pooledDataSource()实例，都实现DataSource接口，那我们先来看看DataSource接口

DataSource

public interface DataSource  extends CommonDataSource,Wrapper {
  //获取数据库连接
  Connection getConnection() throws SQLException;

  Connection getConnection(String username, String password)
    throws SQLException;

}

很简单，只有一个获取数据库连接的接口，那我们来看看其实现类

UnpooledDataSource

UnpooledDataSource，从名称上即可知道，该种数据源不具有池化特性。该种数据源每次会返回一个新的数据库连接，而非复用旧的连接。其核心的方法有三个，分别如下：

1. initializeDriver - 初始化数据库驱动
2. doGetConnection - 获取数据连接
3. configureConnection - 配置数据库连接

初始化数据库驱动

看下我们上面使用JDBC的例子，在执行 SQL 之前，通常都是先获取数据库连接。一般步骤都是加载数据库驱动，然后通过 DriverManager 获取数据库连接。UnpooledDataSource 也是使用 JDBC 访问数据库的，因此它获取数据库连接的过程一样

UnpooledDataSource

public class UnpooledDataSource implements DataSource {
    private ClassLoader driverClassLoader;
    private Properties driverProperties;
    private static Map registeredDrivers = new ConcurrentHashMap();
    private String driver;
    private String url;
    private String username;
    private String password;
    private Boolean autoCommit;
    private Integer defaultTransactionIsolationLevel;

    public UnpooledDataSource() {
    }

    public UnpooledDataSource(String driver, String url, String username, String password) {
        this.driver = driver;
        this.url = url;
        this.username = username;
        this.password = password;
    }

    private synchronized void initializeDriver() throws SQLException {
        // 检测当前 driver 对应的驱动实例是否已经注册
        if (!registeredDrivers.containsKey(driver)) {
            Class driverType;
            try {
                // 加载驱动类型
                if (driverClassLoader != null) {
                    // 使用 driverClassLoader 加载驱动
                    driverType = Class.forName(driver, true, driverClassLoader);
                } else {
                    // 通过其他 ClassLoader 加载驱动
                    driverType = Resources.classForName(driver);
                }

                // 通过反射创建驱动实例
                Driver driverInstance = (Driver) driverType.newInstance();
                /*
                 * 注册驱动，注意这里是将 Driver 代理类 DriverProxy 对象注册到 DriverManager 中的，而非 Driver 对象本身。
                 */
                DriverManager.registerDriver(new DriverProxy(driverInstance));
                // 缓存驱动类名和实例，防止多次注册
                registeredDrivers.put(driver, driverInstance);
            } catch (Exception e) {
                throw new SQLException("Error setting driver on UnpooledDataSource. Cause: " + e);
            }
        }
    }
    //略...
}

//DriverManager
private final static CopyOnWriteArrayList registeredDrivers = new CopyOnWriteArrayList();
public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver)
    throws SQLException {

    if(driver != null) {
        registeredDrivers.addIfAbsent(new DriverInfo(driver));
    } else {
        // This is for compatibility with the original DriverManager
        throw new NullPointerException();
    }
}

通过反射机制加载驱动Driver，并将其注册到DriverManager中的一个常量集合中，供后面获取连接时使用，为什么这里是一个List呢？我们实际开发中有可能使用到了多种数据库类型，如Mysql、Oracle等，其驱动都是不同的，不同的数据源获取连接时使用的是不同的驱动。
在我们使用JDBC的时候，也没有通过DriverManager.registerDriver(new DriverProxy(driverInstance));去注册Driver啊，如果我们使用的是Mysql数据源，那我们来看Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");这句代码发生了什么
Class.forName主要是做了什么呢？它主要是要求JVM查找并装载指定的类。这样我们的类com.mysql.jdbc.Driver就被装载进来了。而且在类被装载进JVM的时候，它的静态方法就会被执行。我们来看com.mysql.jdbc.Driver的实现代码。在它的实现里有这么一段代码：

static {  
    try {  
        java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());  
    } catch (SQLException E) {  
        throw new RuntimeException("Can't register driver!");  
    }  
}

 很明显，这里使用了DriverManager并将该类给注册上去了。所以，对于任何实现前面Driver接口的类，只要在他们被装载进JVM的时候注册DriverManager就可以实现被后续程序使用。

作为那些被加载的Driver实现，他们本身在被装载时会在执行的static代码段里通过调用DriverManager.registerDriver()来把自身注册到DriverManager的registeredDrivers列表中。这样后面就可以通过得到的Driver来取得连接了。

获取数据库连接

在上面例子中使用 JDBC 时，我们都是通过 DriverManager 的接口方法获取数据库连接。我们来看看UnpooledDataSource是如何获取的。

UnpooledDataSource

public Connection getConnection() throws SQLException {
    return doGetConnection(username, password);
}
    
private Connection doGetConnection(String username, String password) throws SQLException {
    Properties props = new Properties();
    if (driverProperties != null) {
        props.putAll(driverProperties);
    }
    if (username != null) {
        // 存储 user 配置
        props.setProperty("user", username);
    }
    if (password != null) {
        // 存储 password 配置
        props.setProperty("password", password);
    }
    // 调用重载方法
    return doGetConnection(props);
}

private Connection doGetConnection(Properties properties) throws SQLException {
    // 初始化驱动,我们上一节已经讲过了，只用初始化一次
    initializeDriver();
    // 获取连接
    Connection connection = DriverManager.getConnection(url, properties);
    // 配置连接，包括自动提交以及事务等级
    configureConnection(connection);
    return connection;
}

private void configureConnection(Connection conn) throws SQLException {
    if (autoCommit != null && autoCommit != conn.getAutoCommit()) {
        // 设置自动提交
        conn.setAutoCommit(autoCommit);
    }
    if (defaultTransactionIsolationLevel != null) {
        // 设置事务隔离级别
        conn.setTransactionIsolation(defaultTransactionIsolationLevel);
    }
}

上面方法将一些配置信息放入到 Properties 对象中，然后将数据库连接和 Properties 对象传给 DriverManager 的 getConnection 方法即可获取到数据库连接。我们来看看是怎么获取数据库连接的

private static Connection getConnection(String url, java.util.Properties info, Class caller) throws SQLException {
    // 获取类加载器
    ClassLoader callerCL = caller != null ? caller.getClassLoader() : null;
    synchronized(DriverManager.class) {
      if (callerCL == null) {
        callerCL = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
      }
    }
    // 此处省略部分代码 
    // 这里遍历的是在registerDriver(Driver driver)方法中注册的驱动对象
    // 每个DriverInfo包含了驱动对象和其信息
    for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) {

      // 判断是否为当前线程类加载器加载的驱动类
      if(isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL)) {
        try {
          println("trying " + aDriver.driver.getClass().getName());

          // 获取连接对象，这里调用了Driver的父类的方法
          // 如果这里有多个DriverInfo，比喻Mysql和Oracle的Driver都注册registeredDrivers了
          // 这里所有的Driver都会尝试使用url和info去连接，哪个连接上了就返回
          // 会不会所有的都会连接上呢？不会，因为url的写法不同，不同的Driver会判断url是否适合当前驱动
          Connection con = aDriver.driver.connect(url, info);
          if (con != null) {
            // 打印连接成功信息
            println("getConnection returning " + aDriver.driver.getClass().getName());
            // 返回连接对像
            return (con);
          }
        } catch (SQLException ex) {
          if (reason == null) {
            reason = ex;
          }
        }
      } else {
        println("    skipping: " + aDriver.getClass().getName());
      }
    }  
}

代码中循环所有注册的驱动，然后通过驱动进行连接，所有的驱动都会尝试连接，但是不同的驱动，连接的URL是不同的，如Mysql的url是jdbc:mysql://localhost:3306/chenhao，以jdbc:mysql://开头，则其Mysql的驱动肯定会判断获取连接的url符合，Oracle的也类似，我们来看看Mysql的驱动获取连接

由于篇幅原因，我这里就不分析了，大家有兴趣的可以看看，最后由URL对应的驱动获取到Connection返回，好了我们再来看看下一种DataSource

PooledDataSource

PooledDataSource 内部实现了连接池功能，用于复用数据库连接。因此，从效率上来说，PooledDataSource 要高于 UnpooledDataSource。但是最终获取Connection还是通过UnpooledDataSource，只不过PooledDataSource 提供一个存储Connection的功能。

辅助类介绍

PooledDataSource 需要借助两个辅助类帮其完成功能，这两个辅助类分别是 PoolState 和 PooledConnection。PoolState 用于记录连接池运行时的状态，比如连接获取次数，无效连接数量等。同时 PoolState 内部定义了两个 PooledConnection 集合，用于存储空闲连接和活跃连接。PooledConnection 内部定义了一个 Connection 类型的变量，用于指向真实的数据库连接。以及一个 Connection 的代理类，用于对部分方法调用进行拦截。至于为什么要拦截，随后将进行分析。除此之外，PooledConnection 内部也定义了一些字段，用于记录数据库连接的一些运行时状态。接下来，我们来看一下 PooledConnection 的定义。

PooledConnection

class PooledConnection implements InvocationHandler {

    private static final String CLOSE = "close";
    private static final Class[] IFACES = new Class[]{Connection.class};

    private final int hashCode;
    private final PooledDataSource dataSource;
    // 真实的数据库连接
    private final Connection realConnection;
    // 数据库连接代理
    private final Connection proxyConnection;
    
    // 从连接池中取出连接时的时间戳
    private long checkoutTimestamp;
    // 数据库连接创建时间
    private long createdTimestamp;
    // 数据库连接最后使用时间
    private long lastUsedTimestamp;
    // connectionTypeCode = (url + username + password).hashCode()
    private int connectionTypeCode;
    // 表示连接是否有效
    private boolean valid;

    public PooledConnection(Connection connection, PooledDataSource dataSource) {
        this.hashCode = connection.hashCode();
        this.realConnection = connection;
        this.dataSource = dataSource;
        this.createdTimestamp = System.currentTimeMillis();
        this.lastUsedTimestamp = System.currentTimeMillis();
        this.valid = true;
        // 创建 Connection 的代理类对象
        this.proxyConnection = (Connection) Proxy.newProxyInstance(Connection.class.getClassLoader(), IFACES, this);
    }
    
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {...}
    
    // 省略部分代码
}

下面再来看看 PoolState 的定义。

PoolState 

public class PoolState {

    protected PooledDataSource dataSource;

    // 空闲连接列表
    protected final List idleConnections = new ArrayList();
    // 活跃连接列表
    protected final List activeConnections = new ArrayList();
    // 从连接池中获取连接的次数
    protected long requestCount = 0;
    // 请求连接总耗时（单位：毫秒）
    protected long accumulatedRequestTime = 0;
    // 连接执行时间总耗时
    protected long accumulatedCheckoutTime = 0;
    // 执行时间超时的连接数
    protected long claimedOverdueConnectionCount = 0;
    // 超时时间累加值
    protected long accumulatedCheckoutTimeOfOverdueConnections = 0;
    // 等待时间累加值
    protected long accumulatedWaitTime = 0;
    // 等待次数
    protected long hadToWaitCount = 0;
    // 无效连接数
    protected long badConnectionCount = 0;
}

大家记住上面的空闲连接列表和活跃连接列表

获取连接

前面已经说过，PooledDataSource 会将用过的连接进行回收，以便可以复用连接。因此从 PooledDataSource 获取连接时，如果空闲链接列表里有连接时，可直接取用。那如果没有空闲连接怎么办呢？此时有两种解决办法，要么创建新连接，要么等待其他连接完成任务。

PooledDataSource

public class PooledDataSource implements DataSource {
    private static final Log log = LogFactory.getLog(PooledDataSource.class);
    //这里有辅助类PoolState
    private final PoolState state = new PoolState(this);
    //还有一个UnpooledDataSource属性，其实真正获取Connection是由UnpooledDataSource来完成的
    private final UnpooledDataSource dataSource;
    protected int poolMaximumActiveConnections = 10;
    protected int poolMaximumIdleConnections = 5;
    protected int poolMaximumCheckoutTime = 20000;
    protected int poolTimeToWait = 20000;
    protected String poolPingQuery = "NO PING QUERY SET";
    protected boolean poolPingEnabled = false;
    protected int poolPingConnectionsNotUsedFor = 0;
    private int expectedConnectionTypeCode;
    
    public PooledDataSource() {
        this.dataSource = new UnpooledDataSource();
    }
    
    public PooledDataSource(String driver, String url, String username, String password) {
        //构造器中创建UnpooledDataSource对象
        this.dataSource = new UnpooledDataSource(driver, url, username, password);
    }
    
    public Connection getConnection() throws SQLException {
        return this.popConnection(this.dataSource.getUsername(), this.dataSource.getPassword()).getProxyConnection();
    }
    
    private PooledConnection popConnection(String username, String password) throws SQLException {
        boolean countedWait = false;
        PooledConnection conn = null;
        long t = System.currentTimeMillis();
        int localBadConnectionCount = 0;

        while (conn == null) {
            synchronized (state) {
                // 检测空闲连接集合（idleConnections）是否为空
                if (!state.idleConnections.isEmpty()) {
                    // idleConnections 不为空，表示有空闲连接可以使用，直接从空闲连接集合中取出一个连接
                    conn = state.idleConnections.remove(0);
                } else {
                    /*
                     * 暂无空闲连接可用，但如果活跃连接数还未超出限制
                     *（poolMaximumActiveConnections），则可创建新的连接
                     */
                    if (state.activeConnections.size() < poolMaximumActiveConnections) {
                        // 创建新连接，看到没，还是通过dataSource获取连接，也就是UnpooledDataSource获取连接
                        conn = new PooledConnection(dataSource.getConnection(), this);
                    } else {    // 连接池已满，不能创建新连接
                        // 取出运行时间最长的连接
                        PooledConnection oldestActiveConnection = state.activeConnections.get(0);
                        // 获取运行时长
                        long longestCheckoutTime = oldestActiveConnection.getCheckoutTime();
                        // 检测运行时长是否超出限制，即超时
                        if (longestCheckoutTime > poolMaximumCheckoutTime) {
                            // 累加超时相关的统计字段
                            state.claimedOverdueConnectionCount++;
                            state.accumulatedCheckoutTimeOfOverdueConnections += longestCheckoutTime;
                            state.accumulatedCheckoutTime += longestCheckoutTime;

                            // 从活跃连接集合中移除超时连接
                            state.activeConnections.remove(oldestActiveConnection);
                            // 若连接未设置自动提交，此处进行回滚操作
                            if (!oldestActiveConnection.getRealConnection().getAutoCommit()) {
                                try {
                                    oldestActiveConnection.getRealConnection().rollback();
                                } catch (SQLException e) {...}
                            }
                            /*
                             * 创建一个新的 PooledConnection，注意，
                             * 此处复用 oldestActiveConnection 的 realConnection 变量
                             */
                            conn = new PooledConnection(oldestActiveConnection.getRealConnection(), this);
                            /*
                             * 复用 oldestActiveConnection 的一些信息，注意 PooledConnection 中的 
                             * createdTimestamp 用于记录 Connection 的创建时间，而非 PooledConnection 
                             * 的创建时间。所以这里要复用原连接的时间信息。
                             */
                            conn.setCreatedTimestamp(oldestActiveConnection.getCreatedTimestamp());
                            conn.setLastUsedTimestamp(oldestActiveConnection.getLastUsedTimestamp());

                            // 设置连接为无效状态
                            oldestActiveConnection.invalidate();
                            
                        } else {// 运行时间最长的连接并未超时
                            try {
                                if (!countedWait) {
                                    state.hadToWaitCount++;
                                    countedWait = true;
                                }
                                long wt = System.currentTimeMillis();
                                // 当前线程进入等待状态
                                state.wait(poolTimeToWait);
                                state.accumulatedWaitTime += System.currentTimeMillis() - wt;
                            } catch (InterruptedException e) {
                                break;
                            }
                        }
                    }
                }
                if (conn != null) {
                    if (conn.isValid()) {
                        if (!conn.getRealConnection().getAutoCommit()) {
                            // 进行回滚操作
                            conn.getRealConnection().rollback();
                        }
                        conn.setConnectionTypeCode(assembleConnectionTypeCode(dataSource.getUrl(), username, password));
                        // 设置统计字段
                        conn.setCheckoutTimestamp(System.currentTimeMillis());
                        conn.setLastUsedTimestamp(System.currentTimeMillis());
                        state.activeConnections.add(conn);
                        state.requestCount++;
                        state.accumulatedRequestTime += System.currentTimeMillis() - t;
                    } else {
                        // 连接无效，此时累加无效连接相关的统计字段
                        state.badConnectionCount++;
                        localBadConnectionCount++;
                        conn = null;
                        if (localBadConnectionCount > (poolMaximumIdleConnections
                            + poolMaximumLocalBadConnectionTolerance)) {
                            throw new SQLException(...);
                        }
                    }
                }
            }

        }
        if (conn == null) {
            throw new SQLException(...);
        }

        return conn;
    }
}

从连接池中获取连接首先会遇到两种情况：

1. 连接池中有空闲连接
2. 连接池中无空闲连接

对于第一种情况，把连接取出返回即可。对于第二种情况，则要进行细分，会有如下的情况。

1. 活跃连接数没有超出最大活跃连接数
2. 活跃连接数超出最大活跃连接数

对于上面两种情况，第一种情况比较好处理，直接创建新的连接即可。至于第二种情况，需要再次进行细分。

1. 活跃连接的运行时间超出限制，即超时了
2. 活跃连接未超时

对于第一种情况，我们直接将超时连接强行中断，并进行回滚，然后复用部分字段重新创建 PooledConnection 即可。对于第二种情况，目前没有更好的处理方式了，只能等待了。

回收连接

相比于获取连接，回收连接的逻辑要简单的多。回收连接成功与否只取决于空闲连接集合的状态，所需处理情况很少，因此比较简单。

我们还是来看看

public Connection getConnection() throws SQLException {
    return this.popConnection(this.dataSource.getUsername(), this.dataSource.getPassword()).getProxyConnection();
}

返回的是PooledConnection的一个代理类，为什么不直接使用PooledConnection的realConnection呢？我们可以看下PooledConnection这个类

class PooledConnection implements InvocationHandler {

 很熟悉是吧，标准的代理类用法，看下其invoke方法

PooledConnection

@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    String methodName = method.getName();
    // 重点在这里，如果调用了其close方法，则实际执行的是将连接放回连接池的操作
    if (CLOSE.hashCode() == methodName.hashCode() && CLOSE.equals(methodName)) {
        dataSource.pushConnection(this);
        return null;
    } else {
        try {
            if (!Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {
                // issue #579 toString() should never fail
                // throw an SQLException instead of a Runtime
                checkConnection();
            }
            // 其他的操作都交给realConnection执行
            return method.invoke(realConnection, args);
        } catch (Throwable t) {
            throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);
        }
    }
}

那我们来看看pushConnection做了什么

protected void pushConnection(PooledConnection conn) throws SQLException {
    synchronized (state) {
        // 从活跃连接池中移除连接
        state.activeConnections.remove(conn);
        if (conn.isValid()) {
            // 空闲连接集合未满
            if (state.idleConnections.size() < poolMaximumIdleConnections
                && conn.getConnectionTypeCode() == expectedConnectionTypeCode) {
                state.accumulatedCheckoutTime += conn.getCheckoutTime();

                // 回滚未提交的事务
                if (!conn.getRealConnection().getAutoCommit()) {
                    conn.getRealConnection().rollback();
                }

                // 创建新的 PooledConnection
                PooledConnection newConn = new PooledConnection(conn.getRealConnection(), this);
                state.idleConnections.add(newConn);
                // 复用时间信息
                newConn.setCreatedTimestamp(conn.getCreatedTimestamp());
                newConn.setLastUsedTimestamp(conn.getLastUsedTimestamp());

                // 将原连接置为无效状态
                conn.invalidate();

                // 通知等待的线程
                state.notifyAll();
                
            } else {// 空闲连接集合已满
                state.accumulatedCheckoutTime += conn.getCheckoutTime();
                // 回滚未提交的事务
                if (!conn.getRealConnection().getAutoCommit()) {
                    conn.getRealConnection().rollback();
                }

                // 关闭数据库连接
                conn.getRealConnection().close();
                conn.invalidate();
            }
        } else {
            state.badConnectionCount++;
        }
    }
}

先将连接从活跃连接集合中移除，如果空闲集合未满，此时复用原连接的字段信息创建新的连接，并将其放入空闲集合中即可；若空闲集合已满，此时无需回收连接，直接关闭即可。

连接池总觉得很神秘，但仔细分析完其代码之后，也就没那么神秘了，就是将连接使用完之后放到一个集合中，下面再获取连接的时候首先从这个集合中获取。  还有PooledConnection的代理模式的使用，值得我们学习

好了，我们已经获取到了数据库连接，接下来要创建PrepareStatement了，我们上面JDBC的例子是怎么获取的？ psmt = conn.prepareStatement(sql);，直接通过Connection来获取，并且把sql传进去了，我们看看Mybaits中是怎么创建PrepareStatement的

创建PreparedStatement 

PreparedStatementHandler

stmt = handler.prepare(connection, transaction.getTimeout());

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 {
    //获取sql字符串，比如"select * from user where id= ?"
    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) {
            //通过connection获取Statement，将sql语句传进去
            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);
    }
}

看到没和jdbc的形式一模一样，我们具体来看看connection.prepareStatement做了什么

 1 public PreparedStatement prepareStatement(String sql, int resultSetType, int resultSetConcurrency) throws SQLException {
 2        
 3     boolean canServerPrepare = true;
 4 
 5     String nativeSql = getProcessEscapeCodesForPrepStmts() ? nativeSQL(sql) : sql;
 6 
 7     if (this.useServerPreparedStmts && getEmulateUnsupportedPstmts()) {
 8         canServerPrepare = canHandleAsServerPreparedStatement(nativeSql);
 9     }
10 
11     if (this.useServerPreparedStmts && getEmulateUnsupportedPstmts()) {
12         canServerPrepare = canHandleAsServerPreparedStatement(nativeSql);
13     }
14 
15     if (this.useServerPreparedStmts && canServerPrepare) {
16         if (this.getCachePreparedStatements()) {
17             ......
18         } else {
19             try {
20                 //这里使用的是ServerPreparedStatement创建PreparedStatement
21                 pStmt = ServerPreparedStatement.getInstance(getMultiHostSafeProxy(), nativeSql, this.database, resultSetType, resultSetConcurrency);
22 
23                 pStmt.setResultSetType(resultSetType);
24                 pStmt.setResultSetConcurrency(resultSetConcurrency);
25             } catch (SQLException sqlEx) {
26                 // Punt, if necessary
27                 if (getEmulateUnsupportedPstmts()) {
28                     pStmt = (PreparedStatement) clientPrepareStatement(nativeSql, resultSetType, resultSetConcurrency, false);
29                 } else {
30                     throw sqlEx;
31                 }
32             }
33         }
34     } else {
35         pStmt = (PreparedStatement) clientPrepareStatement(nativeSql, resultSetType, resultSetConcurrency, false);
36     }
37 }

我们只用看最关键的第21行代码，使用ServerPreparedStatement的getInstance返回一个PreparedStatement，其实本质上ServerPreparedStatement继承了PreparedStatement对象，我们看看其构造方法

protected ServerPreparedStatement(ConnectionImpl conn, String sql, String catalog, int resultSetType, int resultSetConcurrency) throws SQLException {
    //略...

    try {
        this.serverPrepare(sql);
    } catch (SQLException var10) {
        this.realClose(false, true);
        throw var10;
    } catch (Exception var11) {
        this.realClose(false, true);
        SQLException sqlEx = SQLError.createSQLException(var11.toString(), "S1000", this.getExceptionInterceptor());
        sqlEx.initCause(var11);
        throw sqlEx;
    }
    //略...

}

继续调用this.serverPrepare(sql);

public class ServerPreparedStatement extends PreparedStatement {
    //存放运行时参数的数组
    private ServerPreparedStatement.BindValue[] parameterBindings;
    //服务器预编译好的sql语句返回的serverStatementId
    private long serverStatementId;
    private void serverPrepare(String sql) throws SQLException {
        synchronized(this.connection.getMutex()) {
            MysqlIO mysql = this.connection.getIO();
            try {
                //向sql服务器发送了一条PREPARE指令
                Buffer prepareResultPacket = mysql.sendCommand(MysqlDefs.COM_PREPARE, sql, (Buffer)null, false, characterEncoding, 0);
                //记录下了预编译好的sql语句所对应的serverStatementId
                this.serverStatementId = prepareResultPacket.readLong();
                this.fieldCount = prepareResultPacket.readInt();
                //获取参数个数，比喻 select * from user where id= ？and name = ？，其中有两个？，则这里返回的参数个数应该为2
                this.parameterCount = prepareResultPacket.readInt();
                this.parameterBindings = new ServerPreparedStatement.BindValue[this.parameterCount];

                for(int i = 0; i < this.parameterCount; ++i) {
                    //根据参数个数，初始化数组
                    this.parameterBindings[i] = new ServerPreparedStatement.BindValue();
                }

            } catch (SQLException var16) {
                throw sqlEx;
            } finally {
                this.connection.getIO().clearInputStream();
            }

        }
    }
}

ServerPreparedStatement继承PreparedStatement，ServerPreparedStatement初始化的时候就向sql服务器发送了一条PREPARE指令，把SQL语句传到mysql服务器，如select * from user where id= ？and name = ？，mysql服务器会对sql进行编译，并保存在服务器，返回预编译语句对应的id，并保存在

ServerPreparedStatement中，同时创建BindValue[] parameterBindings数组，后面设置参数就直接添加到此数组中。好了，此时我们创建了一个ServerPreparedStatement并返回，下面就是设置运行时参数了

设置运行时参数到 SQL 中

我们已经获取到了PreparedStatement，接下来就是将运行时参数设置到PreparedStatement中，如下代码

handler.parameterize(stmt);

JDBC是怎么设置的呢？我们看看上面的例子，很简单吧

psmt = conn.prepareStatement(sql);
//设置参数
psmt.setString(1, username);
psmt.setString(2, password);

我们来看看parameterize方法

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 parameterMappings = boundSql.getParameterMappings();
        if (parameterMappings != null) {
            for (int i = 0; i < parameterMappings.size(); i++) {
                ParameterMapping parameterMapping = parameterMappings.get(i);
                if (parameterMapping.getMode() != ParameterMode.OUT) {
                    Object value;
                    // 获取属性名
                    String propertyName = parameterMapping.getProperty();
                    if (boundSql.hasAdditionalParameter(propertyName)) {
                        value = boundSql.getAdditionalParameter(propertyName);
                    } else if (parameterObject == null) {
                        value = null;
                    } else if (typeHandlerRegistry.hasTypeHandler(parameterObject.getClass())) {
                        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);
                    }

                    TypeHandler typeHandler = parameterMapping.getTypeHandler();
                    JdbcType jdbcType = parameterMapping.getJdbcType();
                    if (value == null && jdbcType == null) {
                        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(...);
                    }
                }
            }
        }
    }
}

首先从boundSql中获取parameterMappings 集合，这块大家可以看看我前面的文章，然后遍历获取 parameterMapping中的propertyName ，如#{name} 中的name,然后从运行时参数parameterObject中获取name对应的参数值，最后设置到PreparedStatement 中，我们主要来看是如何设置参数的。也就是

typeHandler.setParameter(ps, i + 1, value, jdbcType);，这句代码最终会向我们例子中一样执行，如下

public void setNonNullParameter(PreparedStatement ps, int i, String parameter, JdbcType jdbcType) throws SQLException {
    ps.setString(i, parameter);
}

还记得我们的PreparedStatement是什么吗？是ServerPreparedStatement，那我们就来看看ServerPreparedStatement的setString方法

public void setString(int parameterIndex, String x) throws SQLException {
    this.checkClosed();
    if (x == null) {
        this.setNull(parameterIndex, 1);
    } else {
        //根据参数下标从parameterBindings数组总获取BindValue
        ServerPreparedStatement.BindValue binding = this.getBinding(parameterIndex, false);
        this.setType(binding, this.stringTypeCode);
        //设置参数值
        binding.value = x;
        binding.isNull = false;
        binding.isLongData = false;
    }

}

protected ServerPreparedStatement.BindValue getBinding(int parameterIndex, boolean forLongData) throws SQLException {
    this.checkClosed();
    if (this.parameterBindings.length == 0) {
        throw SQLError.createSQLException(Messages.getString("ServerPreparedStatement.8"), "S1009", this.getExceptionInterceptor());
    } else {
        --parameterIndex;
        if (parameterIndex >= 0 && parameterIndex < this.parameterBindings.length) {
            if (this.parameterBindings[parameterIndex] == null) {
                this.parameterBindings[parameterIndex] = new ServerPreparedStatement.BindValue();
            } else if (this.parameterBindings[parameterIndex].isLongData && !forLongData) {
                this.detectedLongParameterSwitch = true;
            }

            this.parameterBindings[parameterIndex].isSet = true;
            this.parameterBindings[parameterIndex].boundBeforeExecutionNum = (long)this.numberOfExecutions;
            //根据参数下标从parameterBindings数组总获取BindValue
            return this.parameterBindings[parameterIndex];
        } else {
            throw SQLError.createSQLException(Messages.getString("ServerPreparedStatement.9") + (parameterIndex + 1) + Messages.getString("ServerPreparedStatement.10") + this.parameterBindings.length, "S1009", this.getExceptionInterceptor());
        }
    }
}

就是根据参数下标从ServerPreparedStatement的参数数组parameterBindings中获取BindValue对象，然后设置值，好了现在ServerPreparedStatement包含了预编译SQL语句的Id和参数数组，最后一步便是执行SQL了。

执行查询

执行查询操作就是我们文章开头的最后一行代码，如下

return handler.query(stmt, resultHandler);

我们来看看query是怎么做的

public  List query(Statement statement, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
    PreparedStatement ps = (PreparedStatement)statement;
    //直接执行ServerPreparedStatement的execute方法
    ps.execute();
    return this.resultSetHandler.handleResultSets(ps);
}

public boolean execute() throws SQLException {
    this.checkClosed();
    ConnectionImpl locallyScopedConn = this.connection;
    if (!this.checkReadOnlySafeStatement()) {
        throw SQLError.createSQLException(Messages.getString("PreparedStatement.20") + Messages.getString("PreparedStatement.21"), "S1009", this.getExceptionInterceptor());
    } else {
        ResultSetInternalMethods rs = null;
        CachedResultSetMetaData cachedMetadata = null;
        synchronized(locallyScopedConn.getMutex()) {
            //略....
            rs = this.executeInternal(rowLimit, sendPacket, doStreaming, this.firstCharOfStmt == 'S', metadataFromCache, false);
            //略....
        }

        return rs != null && rs.reallyResult();
    }
}

省略了很多代码，只看最关键的executeInternal

ServerPreparedStatement

protected ResultSetInternalMethods executeInternal(int maxRowsToRetrieve, Buffer sendPacket, boolean createStreamingResultSet, boolean queryIsSelectOnly, Field[] metadataFromCache, boolean isBatch) throws SQLException {
    try {
        return this.serverExecute(maxRowsToRetrieve, createStreamingResultSet, metadataFromCache);
    } catch (SQLException var11) {
        throw sqlEx;
    } 
}

private ResultSetInternalMethods serverExecute(int maxRowsToRetrieve, boolean createStreamingResultSet, Field[] metadataFromCache) throws SQLException {
    synchronized(this.connection.getMutex()) {
        //略....
        MysqlIO mysql = this.connection.getIO();
        Buffer packet = mysql.getSharedSendPacket();
        packet.clear();
        packet.writeByte((byte)MysqlDefs.COM_EXECUTE);
        //将该语句对应的id写入数据包
        packet.writeLong(this.serverStatementId);

        int i;
        //将对应的参数写入数据包
        for(i = 0; i < this.parameterCount; ++i) {
            if (!this.parameterBindings[i].isLongData) {
                if (!this.parameterBindings[i].isNull) {
                    this.storeBinding(packet, this.parameterBindings[i], mysql);
                } else {
                    nullBitsBuffer[i / 8] = (byte)(nullBitsBuffer[i / 8] | 1 << (i & 7));
                }
            }
        }
        //发送数据包,表示执行id对应的预编译sql
        Buffer resultPacket = mysql.sendCommand(MysqlDefs.COM_EXECUTE, (String)null, packet, false, (String)null, 0);
        //略....
        ResultSetImpl rs = mysql.readAllResults(this,  this.resultSetType,  resultPacket, true, (long)this.fieldCount, metadataFromCache);
        //返回结果
        return rs;
    }
}

ServerPreparedStatement在记录下serverStatementId后，对于相同SQL模板的操作，每次只是发送serverStatementId和对应的参数，省去了编译sql的过程。 至此我们的已经从数据库拿到了查询结果，但是结果是ResultSetImpl类型，我们还需要将返回结果转化成我们的java对象呢，留在下一篇来讲吧