深入Mybatis源码——执行流程

前言

上一篇分析Mybatis是如何加载解析XML文件的，本篇紧接上文，分析Mybatis的剩余两个阶段：代理封装和SQL执行。

正文

代理封装

Mybatis有两种方式调用Mapper接口：

private static SqlSessionFactory sqlMapper = new SqlSessionFactoryBuilder().build(reader);

// 第一种
try (SqlSession session = sqlMapper.openSession(TransactionIsolationLevel.SERIALIZABLE)) {
  Blog blog = session.selectOne("org.apache.ibatis.domain.blog.mappers.BlogMapper.selectBlogWithPostsUsingSubSelect", 1);
}

// 第二种
try (SqlSession session = sqlMapper.openSession()) {
  AuthorMapper mapper = session.getMapper(AuthorMapper.class);
  Author author = mapper.selectAuthor(101);
}

从上面代码可以看到无论是哪一种首先都要创建SqlSessionFactory对象，然后通过这个对象拿到SqlSession对象。在早期版本中只能通过该对象的增删改调用Mapper接口，很明显这种方式可读性很差，难以维护，写起来也复杂，所以后面谷歌开始维护Mybatis后，重新封装提供了第二种方式直接调用Mapper接口。不过本质上第二种是在第一种的基础之上实现的，所以下面就以第二种为主进行分析，进入到getMapper方法：

  public  T getMapper(Class type) {
    return configuration.getMapper(type, this);
  }

  public  T getMapper(Class type, SqlSession sqlSession) {
    return mapperRegistry.getMapper(type, sqlSession);
  }

  public  T getMapper(Class type, SqlSession sqlSession) {
    final MapperProxyFactory mapperProxyFactory = (MapperProxyFactory) knownMappers.get(type);
    if (mapperProxyFactory == null) {
      throw new BindingException("Type " + type + " is not known to the MapperRegistry.");
    }
    try {
      return mapperProxyFactory.newInstance(sqlSession);
    } catch (Exception e) {
      throw new BindingException("Error getting mapper instance. Cause: " + e, e);
    }
  }

mapperRegistry对象在上一篇分析过，是在解析xml中的mapper节点时注册进去的，而这个对象中缓存了Mapper接口和对应的代理工厂的映射，所以getMapper的核心就是通过这个工厂去创建代理对象：

  public T newInstance(SqlSession sqlSession) {
	 //每次调用都会创建新的MapperProxy对象
    final MapperProxy mapperProxy = new MapperProxy<>(sqlSession, mapperInterface, methodCache);
    return newInstance(mapperProxy);
  }

然后通过Mapper接口调用时首先就会调用到MapperProxy的invoke方法：

  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    try {
      if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {//如果是Object本身的方法不增强
        return method.invoke(this, args);
      } 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，如果缓存中没有，则创建一个，并添加到缓存中
    final MapperMethod mapperMethod = cachedMapperMethod(method);
    //调用execute方法执行sql
    return mapperMethod.execute(sqlSession, args);
  }

  private MapperMethod cachedMapperMethod(Method method) {
    return methodCache.computeIfAbsent(method, k -> new MapperMethod(mapperInterface, method, sqlSession.getConfiguration()));
  }

首先从缓存中拿到MapperMethod对象，这个对象封装了SQL语句的类型、命名空间、入参、返回类型等信息，然后通过它的execute方法调用SqlSession的增删查改方法：

  public Object execute(SqlSession sqlSession, Object[] args) {
    Object result;
    //根据sql语句类型以及接口返回的参数选择调用不同的
    switch (command.getType()) {
      case INSERT: {
    	Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
        result = rowCountResult(sqlSession.insert(command.getName(), param));
        break;
      }
      case UPDATE: {
        Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
        result = rowCountResult(sqlSession.update(command.getName(), param));
        break;
      }
      case DELETE: {
        Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
        result = rowCountResult(sqlSession.delete(command.getName(), param));
        break;
      }
      case SELECT:
        if (method.returnsVoid() && method.hasResultHandler()) {//返回值为void
          executeWithResultHandler(sqlSession, args);
          result = null;
        } else if (method.returnsMany()) {//返回值为集合或者数组
          result = executeForMany(sqlSession, args);
        } else if (method.returnsMap()) {//返回值为map
          result = executeForMap(sqlSession, args);
        } else if (method.returnsCursor()) {//返回值为游标
          result = executeForCursor(sqlSession, args);
        } else {//处理返回为单一对象的情况
          //通过参数解析器解析解析参数
          Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
          result = sqlSession.selectOne(command.getName(), param);
          if (method.returnsOptional() &&
              (result == null || !method.getReturnType().equals(result.getClass()))) {
            result = OptionalUtil.ofNullable(result);
          }
        }
        break;
      case FLUSH:
        result = sqlSession.flushStatements();
        break;
      default:
        throw new BindingException("Unknown execution method for: " + command.getName());
    }
    if (result == null && method.getReturnType().isPrimitive() && !method.returnsVoid()) {
      throw new BindingException("Mapper method '" + command.getName() 
          + " attempted to return null from a method with a primitive return type (" + method.getReturnType() + ").");
    }
    return result;
  }

上文说过SqlSession本质上是门面模式的体现，其本质上是通过Executor执行器组件实现的，在该组件中定义了所有访问数据库的方法：

  public  List selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds) {
    try {
      //从configuration中获取要执行的sql语句的配置信息
      MappedStatement ms = configuration.getMappedStatement(statement);
      //通过executor执行语句，并返回指定的结果集
      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();
    }
  }

而Executor对象是在获取SqlSession时创建的：

  public SqlSession openSession() {
    return openSessionFromDataSource(configuration.getDefaultExecutorType(), null, false);
  }

  private SqlSession openSessionFromDataSource(ExecutorType execType, TransactionIsolationLevel level, boolean autoCommit) {
    Transaction tx = null;
    try {
    	//获取mybatis配置文件中的environment对象
      final Environment environment = configuration.getEnvironment();
      //从environment获取transactionFactory对象
      final TransactionFactory transactionFactory = getTransactionFactoryFromEnvironment(environment);
      //创建事务对象
      tx = transactionFactory.newTransaction(environment.getDataSource(), level, autoCommit);
      //根据配置创建executor
      final Executor executor = configuration.newExecutor(tx, execType);
      //创建DefaultSqlSession
      return new DefaultSqlSession(configuration, executor, autoCommit);
    } catch (Exception e) {
      closeTransaction(tx); // may have fetched a connection so lets call close()
      throw ExceptionFactory.wrapException("Error opening session.  Cause: " + e, e);
    } finally {
      ErrorContext.instance().reset();
    }
  }

TransactionFactory是我们在xml中配置的transactionManager属性，可选的属性有JDBC和Managed，然后根据我们的配置创建事务对象，之后才是创建Executor对象。

  public Executor newExecutor(Transaction transaction, ExecutorType executorType) {
    executorType = executorType == null ? defaultExecutorType : executorType;
    executorType = executorType == null ? ExecutorType.SIMPLE : executorType;
    Executor executor;
    if (ExecutorType.BATCH == executorType) {
      executor = new BatchExecutor(this, transaction);
    } else if (ExecutorType.REUSE == executorType) {
      executor = new ReuseExecutor(this, transaction);
    } else {
      executor = new SimpleExecutor(this, transaction);
    }
    //如果有节点，通过装饰器，添加二级缓存的能力
    if (cacheEnabled) {
      executor = new CachingExecutor(executor);
    }
    //通过interceptorChain遍历所有的插件为executor增强，添加插件的功能
    executor = (Executor) interceptorChain.pluginAll(executor);
    return executor;
  }

Executor有三个基本的实现类：

• BatchExecutor：批处理执行器，执行批量更新、插入等操作。
• ReuseExecutor：可重用执行器，缓存并重用Statement(Statement、PreparedStatement、CallableStatement)。
• SimpleExecutor：默认使用的执行器，每次执行都会创建 新的Statement。

这三个执行器都继承了自抽象的BaseExecutor，同时如果开启了二级缓存功能，在这里还会装饰一个CachingExecutor为其添加二级缓存的能力。另外还要注意在这段代码的最后还有拦截器进行了包装，也就是扩展插件的实现 ，关于这部分内容在一篇进行分析。

SQL执行

二级缓存的代码很简单，这里直接略过，所以直接进入到BaseExecutor.query方法：

  public  List query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
	//获取sql语句信息，包括占位符，参数等信息
    BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameter);
    //拼装缓存的key值
    CacheKey key = createCacheKey(ms, parameter, rowBounds, boundSql);
    return query(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
 }

  public  List query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
    ErrorContext.instance().resource(ms.getResource()).activity("executing a query").object(ms.getId());
    if (closed) {//检查当前executor是否关闭
      throw new ExecutorException("Executor was closed.");
    }
    if (queryStack == 0 && ms.isFlushCacheRequired()) {//非嵌套查询，并且FlushCache配置为true，则需要清空一级缓存
      clearLocalCache();
    }
    List list;
    try {
      queryStack++;//查询层次加一
      list = resultHandler == null ? (List) localCache.getObject(key) : null;//查询以及缓存
      if (list != null) {
    	 //针对调用存储过程的结果处理
        handleLocallyCachedOutputParameters(ms, key, parameter, boundSql);
      } else {
    	 //缓存未命中，从数据库加载数据
        list = queryFromDatabase(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
      }
    } finally {
      queryStack--;
    }
    
    
    if (queryStack == 0) {
      for (DeferredLoad deferredLoad : deferredLoads) {//延迟加载处理
        deferredLoad.load();
      }
      // issue #601
      deferredLoads.clear();
      if (configuration.getLocalCacheScope() == LocalCacheScope.STATEMENT) {//如果当前sql的一级缓存配置为STATEMENT，查询完既清空一集缓存
        // issue #482
        clearLocalCache();
      }
    }
    return list;
  }

首先从一级缓存localCache里面拿，如果没有，才真正地访问数据库，并将返回结果存入到一级缓存中。

  private  List queryFromDatabase(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
    List list;
    localCache.putObject(key, EXECUTION_PLACEHOLDER);//在缓存中添加占位符
    try {
      //调用抽象方法doQuery，方法查询数据库并返回结果，可选的实现包括：simple、reuse、batch
      list = doQuery(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
    } finally {
      localCache.removeObject(key);//在缓存中删除占位符
    }
    localCache.putObject(key, list);//将真正的结果对象添加到一级缓存
    if (ms.getStatementType() == StatementType.CALLABLE) {//如果是调用存储过程
      localOutputParameterCache.putObject(key, parameter);//缓存输出类型结果参数
    }
    return list;
  }

这里的doQuery是子类实现的，即模板模式，以SimpleExecutor为例：

  public  List doQuery(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) throws SQLException {
    Statement stmt = null;
    try {
      Configuration configuration = ms.getConfiguration();//获取configuration对象
      //创建StatementHandler对象，
      StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(wrapper, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
      //StatementHandler对象创建stmt,并使用parameterHandler对占位符进行处理
      stmt = prepareStatement(handler, ms.getStatementLog());
      //通过statementHandler对象调用ResultSetHandler将结果集转化为指定对象返回
      return handler.query(stmt, resultHandler);
    } finally {
      closeStatement(stmt);
    }
  }

通读这里的代码我们可以发现，Executor本身是不会访问到数据库，而是作为指挥官，指挥三个小弟干事：

• StatementHandler：创建PreparedStatement、Statement和CallableStatement对象。
• ParameterHandler：在StatementHandler构造函数中创建，对预编译的 SQL 语句进行参数设置。
• ResultSetHandler：在StatementHandler构造函数中创建，对数据库返回的结果集（ResultSet）进行封装，返回用户指定的实体类型。

上面三个对象都是在configuration.newStatementHandler方法中创建的，然后调用prepareStatement拿到合适的Statement，如果是预编译的还会进行参数设置：

  private Statement prepareStatement(StatementHandler handler, Log statementLog) throws SQLException {
    Statement stmt;
    //获取connection对象的动态代理，添加日志能力；
    Connection connection = getConnection(statementLog);
    //通过不同的StatementHandler，利用connection创建（prepare）Statement
    stmt = handler.prepare(connection, transaction.getTimeout());
    //使用parameterHandler处理占位符
    handler.parameterize(stmt);
    return stmt;
  }

如果在DEBUG模式下拿到的Connection对象是ConnectionLogger，这就和第一篇的内容串联起来了。之后再通过query方法调用execute执行SQL语句，并使用ResultSetHandler处理结果集：

  public List