Mybatis的mapper接口实现原理

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1 概述

为啥mybatis的mapper只有接口没有实现类，但它却能工作？

说起mybatis，大伙应该都用过，有些人甚至底层源码都看过了。在mybatis中，mapper接口是没有实现类的，取而代之的是一个xml文件。也就是说我们调用mapper接口，其实是使用了mapper.xml中定义sql完成数据操作。

大家有没想过，为什么mapper没有实现类，它是如何和xml关联起来的？

一个简单的例子

ok，别急，现在我们已经抛出问题，现在我们从demo开始，再结合我们所拥有的知识点出发，一一剖析整个过程。

先来搞个简单的查询：

UserMapper一个接口：

User findById(Long id);

userMapper.xml的sql语句

<mapper namespace="com.oldlu.UserMapper">
 
<select id="findById" resultType="com.oldlu.User">
    select *  from user where id = #{id}
select>
 
mapper>

我们知道，接口是不直接被初始化的，但是可以被实现，所以new对象的时候是初始化实现类，然后接口再引用该对象。那么调用接口的方法实际上就是调用被引用对象的方法，也就是实现类的方法。

那么，UserMapper.findById被调用时候，不禁有这两个疑问？

- 被引用的对象是谁呢？
- 接口被调用时候发生了什么？

我们先来回答第二个问题，既然找不到实现类，UserMapper有没可能被代理起来呢，findById方法调用时候，我们找到代理对象来执行就行了。

代理有两种方式：

• 静态代理
• 动态代理

设计模式之代理模式的懂静态代理和动态代理：https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/132910893

而静态代理基本是不可能的了，静态代理需要对UserMapper所有的方法进行重写。那么只能是动态代理，动态代理接口的所有方法，每次接口被调用，就会进入动态代理对象的invoke方法，然后加载xml中的sql完成操作数据库，再返回结果。

再然后说到动态代理，常见的方式有以下2种方式：

• JDK动态代理：利用反射机制生成一个实现代理接口的匿名类，在调用具体方法前调用InvokeHandler来处理。
• CGlib动态代理：利用ASM（开源的Java字节码编辑库，操作字节码）开源包，将代理对象类的class文件加载进来，通过修改其字节码生成子类来处理。

所以，动态代理代理还是对象类，那么我们只有接口，不能new，哪来的对象呢？别忘了，我们还有反射机制，我们是不是可以通过反射给接口生成对象，还记得Class.forName吗。

综合上面的猜想：

1. 第一步：通过反射机制给接口生成对象
2. 第二步：动态代理反射对象，这样接口被调用，就会触发动态代理

2 动态代理和反射对象

动态代理有几种实现方式，这里我们就先讲JDK动态代理，使用步骤如下：

• 新建一个接口
• 创建代理类，实现java.lang.reflect.InvocationHandler接口
• 接口测试

接口我们就用UserMapper，我们来写个代理对象。

public class Test {
 
        // 接口
        static interface Subject {
            void sayHi();
 
            void sayHello();
 
        }
 
        // 默认实现类（我们可以反射生成）
        static class SubjectImpl implements Subject {
            @Override
            public void sayHi() {
                System.out.println("hi");
            }
 
            @Override
            public void sayHello() {
                System.out.println("hello");
            }
        }
 
 
        // jkd动态代理
        static class ProxyInvocationHandler implements InvocationHandler {
 
            private Subject target;
 
            public ProxyInvocationHandler(Subject target) {
                this.target = target;
            }
 
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                System.out.print("say:");
                return method.invoke(target, args);
            }
        }
 
        public static void main(String[] args) {
            Subject subject = new SubjectImpl();
            Subject subjectProxy = (Subject) Proxy.newProxyInstance(subject.getClass().getClassLoader(), subject.getClass().getInterfaces(), new ProxyInvocationHandler(subject));
            subjectProxy.sayHi();
            subjectProxy.sayHello();
        }
    }

ok，一个简单的动态代理例子送给你们，上面代码中关键生成动态代理对象的关键代码是：

Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h);

• loader: 用哪个类加载器去加载代理对象
• interfaces:动态代理类需要实现的接口
• h:动态代理方法在执行时，会调用h里面的invoke方法去执行

3 源码分析

好啦，上面该做的准备已经都准备好了，我们对mybatis的这个mapper接口大概都有些思路了，下面我们去正式验证一下，那么肯定就要去看源码了。我们只是去验证上面的mapper接口问题，所以不需要去看全部的代码，当然如果你看整个流程下来的话，会更加清晰。

论证猜想，我们可以采用结果导向的方式去看源码，从获取mapper那里开始看，也就是

SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
 
UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);

主要从sqlSession.getMapper(UserMapper.class);这里开始，先看整个UserMapper是不是被动态代理的。ok，我们进入代码中：

• org.apache.ibatis.session.Configuration#getMapper

@Override
public <T> T getMapper(Class<T> type) {
return getConfiguration().getMapper(type, this);
}

继续走到Configuration方法里，Configuration是mybatis所有配置相关的地方，mybatis-cfg.xml、UserMapper.xml等文件都会被预先加载到Configuration里。

• org.apache.ibatis.session.Configuration#getMapper

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

这时候，我们发现Configuration里面出现了一个mapperRegistry，翻译过来可以理解为mapper的注册器，其实在加载UserMapper.xml的时候，我们就需要在mapperRegistry里面进行注册，所有，我们可以从这里面进行获取。继续走~

• org.apache.ibatis.binding.MapperRegistry#getMapper

public <T> T getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession) {
 
        //获取mapper代理工厂
        final MapperProxyFactory<T> mapperProxyFactory = (MapperProxyFactory<T>) 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);
        }
    }

ok，这里分为了两步：

• knownMappers.get(type);
• 获取已知的加载过的mapper中获取出mapper代理工厂
• mapperProxyFactory.newInstance(sqlSession);
• 代理工厂生成动态代理返回

我们一步步分析，别急，knownMappers其实是个map，根据userMapper.class获取MapperProxyFactory：

Map<Class<?>, MapperProxyFactory<?>> knownMappers

所以knownMappers必然是源码前面的步骤中set进去的。我们先找找，到底是哪里set进去的。找呀找，找到这里：

• org.apache.ibatis.builder.xml.XMLMapperBuilder#bindMapperForNamespace

private void bindMapperForNamespace() {
        String namespace = builderAssistant.getCurrentNamespace();
        if (namespace != null) {
            Class<?> boundType = null;
            try {
                //反射生成namespace的对象
                boundType = Resources.classForName(namespace);
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // ignore, bound type is not required
            }
 
            if (boundType != null) {
                if (!configuration.hasMapper(boundType)) {
                    // Spring may not know the real resource name so we set a flag
                    // to prevent loading again this resource from the mapper interface
                    // look at MapperAnnotationBuilder#loadXmlResource
                    configuration.addLoadedResource("namespace:" + namespace);// namespace:com.lfq.UserMapper
                    configuration.addMapper(boundType);
                }
            }
        }
    }

我们看这个boundType，是通过Resources.classForName(namespace);生成的class，Resources.classForName底层其实就是调用Class.forName生成的反射对象，而参数是namespace，namespacne不正是com.lfq.UserMapper嘛：

<mapper namespace="com.lfq.UserMapper">

完美！！Class.forName（com.lfq.UserMapper）生成反射对象。论证了我们第一点猜想。生成的boundType在被configuration.addMapper(boundType)；所以就有了：

• org.apache.ibatis.session.Configuration#addMapper

public <T> void addMapper(Class<T> type) {
        mapperRegistry.addMapper(type);
    }

• org.apache.ibatis.binding.MapperRegistry#addMapper

public <T> void addMapper(Class<T> type) {
        if (type.isInterface()) {
            if (hasMapper(type)) {
                throw new BindingException("Type " + type + " is already known to the MapperRegistry.");
            }
            boolean loadCompleted = false;
            try {
/**
 * TODO 将mapper接口包装成mapper代理
 * 原创：公众号：java思维导图
 */
                knownMappers.put(type, new MapperProxyFactory<>(type));
//解析接口上的注解或者加载mapper配置文件生成mappedStatement（com/lfq/UserMapper.java）
                MapperAnnotationBuilder parser = new MapperAnnotationBuilder(config, type);
// 开始解析
                parser.parse();
// 加载完成标记
                loadCompleted = true;
            } finally {
                if (!loadCompleted) {
                    knownMappers.remove(type);
                }
            }
        }
    }

上面的代码，就给我论证了这个MapperProxyFactory是哪里来的，MapperProxyFactory里面其实就一个参数mapperInterface，就是反射生成的这个对象。ok，第一个猜想已经论证完毕，接着我们看刚才说到的第二点：动态代理。

回到mapperProxyFactory.newInstance(sqlSession); 这个MapperProxyFactory就是我们刚刚new出来的，我们打开newInstance方法看看：

• org.apache.ibatis.binding.MapperProxyFactory#newInstance(MapperProxy)

public T newInstance(SqlSession sqlSession) {
        //MapperProxy为InvocationHandler的实现类
        final MapperProxy<T> mapperProxy = new MapperProxy<>(sqlSession, mapperInterface, methodCache);
        //真实生成代理
        return newInstance(mapperProxy);
    }
 
    protected T newInstance(MapperProxy<T> mapperProxy) {
        //采用JDK自带的Proxy代理模式生成
        return (T) Proxy.newProxyInstance(mapperInterface.getClassLoader(), new Class[]{mapperInterface}, mapperProxy);
    }

终于在里面看到Proxy.newProxyInstance了，好激动呀。又论证了第二点的动态代理猜想 上面代码中，首先把sqlSession, mapperInterface, methodCache三个参数封装到MapperProxy中，而MapperProxy是实现了InvocationHandler接口的方法，因此动态代理被调用的时候，会进入到MapperProxy的invoke方法中。

sqlSession是必须的，因为操作数据库需要用到sqlsession。具体invoke里面的内容，我们不做多分析啦，刚兴趣的同学自己去看下源码哈。可以猜想：找到对应的sql，然后执行sql操作，哈哈哈。

4 总结

1. 通过 @MapperScan(“com.xxx.dao”) 并将它们的beanClass设置为 MapperFactoryBean
2. MapperFactoryBean 实现了 spring 的 FactoryBean 接口，俗称工厂Bean
3. 当我们通过 @Autowired 注入Dao接口时，返回的对象就是 MapperFactoryBean 这个工厂Bean中的 getObject() 方法对象
4. getObject 是通过JDK动态代理，返回了一个Dao接口的代理对象 MapperProxy

好啦，今天的内容就到这里啦~