Mybatis源码之动态代理应用分析

        说到动态代理技术，先回顾代理设计模式，动态代理的JAVA实现只不过采用反射技术实现的一种代理设计模式。代理模式组件，涉及主题接口(Subject)、实现对象(RealSubject)与代理对象ProxySubject三个构成要素，具体参考《Mybatis源码之代理Proxy设计模式》。代理设计模式实现步骤如下：

       1）主题接口。定义主题接口Subject，接口方法可以是一个或多个；

       2）接口实现。RealSubject与ProxySubject实现主题接口Subject；

       3）创建实现对象。创建RealSubject对象实例target；

       4）创建代理对象。创建ProxySubject对象实例proxy，在ProxySubject构造函数或成员函数(如setTarget)中，聚合一个Subject接口实例（成员变量target）；

       5）方法调用。接口方法(如request)调用时，调用前执行预处理(如preRequest)，调用target的request方法，执行postRequest实现处理结果等特定功能。

      一、JAVA动态代理

       JAVA动态代理采用反射技术实现，涉及java.lang.reflect.Proxy类与java.lang.reflect.InvocationHandler接口，与静态代理设计模式类比异同点如下：

       相同点。需要定义主题接口Subject，实现对象RealSubject实现接口Subject，代理对象需要聚合一个Subject接口实例，方法的执行逻辑亦相同。

       差异点。代理对象ProxySubject不需要实现主题接口Subject，而是实现java.lang.reflect.InvocationHandler接口，重载方法invoke。

      JAVA动态代理，重点分析java.lang.reflect.Proxy类，从静态方法newProxyInstance开始跟踪分析最好。先了解newProxyInstance函数定义与实现过程。

      函数定义：public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] intfs, InvocationHandler handler)。调用时，主题接口Subject作为参数放入intfs，代理对象实现接口InvocationHandler、代理对象实例作为参数handler传入。

       实现过程。查看Proxy.newProxyInstance方法的源代码，关键代码片段如下：

newProxyInstance方法关键代码片段

       在上述代码片段中，第1步调用getProxyClass0方法，动态生成实现intfs数组所有接口的实现类（相当于ProxySubject的实例）最为关键，第2-3步查找构造函数并生成代理类实例。动态代理类对象在ProxyClassFactory的apply方法中，函数片段如下：

动态代理类ProxySubject生成代码片段

       二、简单的动态代理实现

         结合代理设计模式与JAVA动态代理的底层实现分析，实现一个简单的计算器动态代理例子。包含三个接口和类，Calculator、SimpleCalculator与ProxyCalculator类。

       主题接口Calculator，相当于代理模式的Subject，定义三个方法：求和、减法与乘法，接口定义如下：

Calculator接口定义

       实现对象SimpleCalculator，相当于代理模式的RealSubject，实现主题接口Calculator，实现代码如下：

SimpleCalculator代码实现

       代理对象ProxyCalculator，相当于代理模式的ProxySubject，实现动态代理接口InvocationHandler，重载方法invoke，实现代码如下：

ProxyCalculator实现代码

        调用测试，相当于设计模式中的应用场景-Client。代码如下：

外部测试代码

       仔细阅读代理设计模式与JAVA动态代理实现例子，所有人都可以快速实现自己的动态代理了，下面我们就开始分析Mybatis框架对动态代理技术的使用。

      三、Mybatis动态代理技术

       曾经在一个项目中采用Mybatis访问数据库，当时还是JAVA小白，看到开发组长快速编写mapper的XML文件与JAVA接口，然后就可以调用接口函数访问数据库，一切显得非常神奇，事后，我对Mybatis框架是如何使mapper的XML文件与JAVA接口配合访问数据库的原理十分好奇，于是，我开始查阅资料和阅读Mybatis源码，终于了解运行过程，核心技术就在于动态代理。

        Mybatis框架的接口加载与映射过程类图：

Mybatis加载与映射过程类图

       启动过程

       1）加载配置文件。SqlSessionFactoryBuilder的build函数创建XmlConfigBuilder对象，调用parse方法，解析配置文件并生成配置类Configuration，Configuration类是整个加载和管理的核心枢纽类；

       2）解析Mapper的XML文件，加载Mapper接口。由XmlConfigBuilder类的mapperElement函数实现，有两个分支，一个负责解析SQL语句映射到MappedStatement，一个加载Mapper接口，并通过JAVA接口类型全限定名称与接口函数名称，生成映射ID，将语句映射与接口类型关联起来；

       3）将MappedStatement缓存到Configuration映射表；

       4）接口映射调用addMapper方法，添加到MapperRegistry注册管理，生成动态代理模板工厂MapperProxyFactory对象实例，并缓存到哈希表。

       5）SQL注解映射。为支持SQL注解映射，创建MapperAnnotationBuilder对象，解析接口函数的注解，提取SQL语句映射，并添加到Configuaration配置中心。

       接口映射

       1）客户端调用会话接口SqlSession的getMapper方法，注意，getMapper方法有两个参数，一个是接口类型，一个是SqlSession会话接口实例；

       2）调用配置中心Configuration的getMapper方法，后者调用MapperRegistry的getMapper方法；

       3）创建动态代理。创建代理对象MapperProxy类，调用Proxy.newProxyInstance方法，实现JAVA动态代理，MapperProxy类实现了InvocationHandler接口；

       4）接口方法拦截。外部调用Mapper的接口方法时，MapperProxy类的invoke方法拦截。

       语句执行

       1）方法缓存。方法调用拦截后，MapperProxy检查方法对象缓存，若无，则创建接口方法对象MapperMethod，并缓存到哈希表methodCache;

       2）语句执行。调用MapperMethod的execute方法，执行数据库访问。

       到了这一步，终于找到了我们熟悉的SQL语句执行代码了，后面还会有许多挑战和新技术点需要学习总结，先把熟悉的代码贴上一段，心里也有个熟悉而大功告成的感觉。

MapperMethod之execute方法

        四、学习总结

        学习Mybatis框架的过程，更深入了解动态代理技术对框架的实用性，让我对Mybatis如何集成到Spring框架的实现方案，有自己的初步设想，有机会阅读Spring-Mybatis相关源码验证。

       计划自己动手写一个XML/JSON数据格式的BEAN对象管理器，加深对反射技术的理解，老祖宗的一句话，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。