【四、】Mybatis SQL执行流程解析
一、 SQL执行原理
接下来我们看看SQL语句的具体执行过程是怎么样的
List<User> list = mapper.selectUserList();
由于所有的Mapper都是JDK动态代理对象，所以任意的方法都是执行触发管理类MapperProxy的invoke()方法
1、 MapperProxy.invoke()
我们直接进入到invoke方法中
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
try {
// toString hashCode equals getClass等方法，无需走到执行SQL的流程
if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {
return method.invoke(this, args);
} else {
// 提升获取 mapperMethod 的效率，到 MapperMethodInvoker（内部接口） 的 invoke
// 普通方法会走到 PlainMethodInvoker（内部类） 的 invoke
return cachedInvoker(method).invoke(proxy, method, args, sqlSession);
}
} catch (Throwable t) {
throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);
}
}
然后进入到PlainMethodInvoker的invoke方法
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args, SqlSession sqlSession) throws Throwable {
// SQL执行的真正起点
return mapperMethod.execute(sqlSession, args);
}
2、 mapperMethod.execute()
public Object execute(SqlSession sqlSession, Object[] args) {
Object result;
switch (command.getType()) { // 根据SQL语句的类型调用SqlSession对应的方法
case INSERT: {
// 通过 ParamNameResolver 处理args[] 数组 将用户传入的实参和指定参数名称关联起来
Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
// sqlSession.insert(command.getName(), param) 调用SqlSession的insert方法
// rowCountResult 方法会根据 method 字段中记录的方法的返回值类型对结果进行转换
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()) {
// 返回值为空 且 ResultSet通过 ResultHandler处理的方法
executeWithResultHandler(sqlSession, args);
result = null;
} else if (method.returnsMany()) {
result = executeForMany(sqlSession, args);
} else if (method.returnsMap()) {
result = executeForMap(sqlSession, args);
} else if (method.returnsCursor()) {
result = executeForCursor(sqlSession, args);
} else {
// 返回值为 单一对象的方法
Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
// 普通 select 语句的执行入口 >>
result = sqlSession.selectOne(command.getName(), param);
if (method.returnsOptional()
&& (result == null || !method.getReturnType().equals(result.getClass()))) {
result = Optional.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;
}
在这一步，根据不同的type（INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT）和返回类型：
1）调用convertArgsToSqlCommandParam()将方法参数转换为SQL的参数。
2）调用sqlSession的insert()、update()、delete()、selectOne ()方法。我们以查询为例，会走到selectOne()方法。
Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
result = sqlSession.selectOne(command.getName(), param);
3、 sqlSession.selectOne
这里来到了对外的接口的默认实现类DefaultSqlSession。
selectOne()最终也是调用了selectList()
@Override
public <T> T selectOne(String statement, Object parameter) {
// 来到了 DefaultSqlSession
// Popular vote was to return null on 0 results and throw exception on too many.
List<T> list = this.selectList(statement, parameter);
if (list.size() == 1) {
return list.get(0);
} else if (list.size() > 1) {
throw new TooManyResultsException("Expected one result (or null) to be returned by selectOne(), but found: " + list.size());
} else {
return null;
}
}
在SelectList()中，我们先根据command name（Statement ID）从Configuration中拿到MappedStatement。ms里面有xml中增删改查标签配置的所有属性，包括id、statementType、sqlSource、useCache、入参、出参等等
@Override
public <E> List<E> selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds) {
try {
MappedStatement ms = configuration.getMappedStatement(statement);
// 如果 cacheEnabled = true（默认），Executor会被 CachingExecutor装饰
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();
}
}
然后执行了Executor的query()方法。
Executor是第二步openSession的时候创建的，创建了执行器基本类型之后，依次执行了二级缓存装饰，和插件包装。
所以，如果有被插件包装，这里会先走到插件的逻辑。如果没有显式地在settings中配置cacheEnabled=false，再走到CachingExecutor的逻辑，然后会走到BaseExecutor的query()方法。
插件后面讲，这里先跳过。
4、 CachingExecutor.query()
@Override
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
// 获取SQL
BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameterObject);
// 创建CacheKey：什么样的SQL是同一条SQL？ >>
CacheKey key = createCacheKey(ms, parameterObject, rowBounds, boundSql);
return query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}
二级缓存的CacheKey是怎么构成的呢？或者说，什么样的查询才能确定是同一个查询呢？
在BaseExecutor的createCacheKey方法中，用到了六个要素：
cacheKey.update(ms.getId()); // com.msb.mapper.BlogMapper.selectBlogById
cacheKey.update(rowBounds.getOffset()); // 0
cacheKey.update(rowBounds.getLimit()); // 2147483647 = 2^31-1
cacheKey.update(boundSql.getSql());
cacheKey.update(value);
cacheKey.update(configuration.getEnvironment().getId());
也就是说，方法相同、翻页偏移相同、SQL相同、参数值相同、数据源环境相同，才会被认为是同一个查询。
CacheKey的实际值举例（toString()生成的），debug可以看到：
-1381545870:4796102018:com.msb.mapper.BlogMapper.selectBlogById:0:2147483647:select * from blog where bid = ?:1:development
注意看一下CacheKey的属性，里面有一个List按顺序存放了这些要素。
private static final int DEFAULT_MULTIPLIER = 37;
private static final int DEFAULT_HASHCODE = 17;
private final int multiplier;
private int hashcode;
private long checksum;
private int count;
private List<Object> updateList
怎么比较两个CacheKey是否相等呢？如果一上来就是依次比较六个要素是否相等，要比较6次，这样效率不高。有没有更高效的方法呢？继承Object的每个类，都有一个hashCode ()方法，用来生成哈希码。它是用来在集合中快速判重的。
在生成CacheKey的时候（update方法），也更新了CacheKey的hashCode，它是用乘法哈希生成的（基数baseHashCode=17，乘法因子multiplier=37）。
hashcode = multiplier * hashcode + baseHashCode;
Object中的hashCode()是一个本地方法，通过随机数算法生成（OpenJDK8 ，默认，可以通过-XX:hashCode修改）。CacheKey中的hashCode()方法进行了重写，返回自己生成的hashCode。
为什么要用37作为乘法因子呢？跟String中的31类似。
CacheKey中的equals也进行了重写，比较CacheKey是否相等。
@Override
public boolean equals(Object object) {
if (this == object) {
return true;
}
if (!(object instanceof CacheKey)) {
return false;
}
final CacheKey cacheKey = (CacheKey) object;
if (hashcode != cacheKey.hashcode) {
return false;
}
if (checksum != cacheKey.checksum) {
return false;
}
if (count != cacheKey.count) {
return false;
}
for (int i = 0; i < updateList.size(); i++) {
Object thisObject = updateList.get(i);
Object thatObject = cacheKey.updateList.get(i);
if (!ArrayUtil.equals(thisObject, thatObject)) {
return false;
}
}
return true;
}
如果哈希值（乘法哈希）、校验值（加法哈希）、要素个数任何一个不相等，都不是同一个查询，最后才循环比较要素，防止哈希碰撞。
CacheKey生成之后，调用另一个query()方法。
5、 BaseExecutor.query方法
@Override
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql)
throws SQLException {
Cache cache = ms.getCache();
// cache 对象是在哪里创建的？ XMLMapperBuilder类 xmlconfigurationElement()
// 由 标签决定
if (cache != null) {
// flushCache="true" 清空一级二级缓存 >>
flushCacheIfRequired(ms);
if (ms.isUseCache() && resultHandler == null) {
ensureNoOutParams(ms, boundSql);
// 获取二级缓存
// 缓存通过 TransactionalCacheManager、TransactionalCache 管理
@SuppressWarnings("unchecked")
List<E> list = (List<E>) tcm.getObject(cache, key);
if (list == null) {
list = delegate.query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
// 写入二级缓存
tcm.putObject(cache, key, list); // issue #578 and #116
}
return list;
}
}
// 走到 SimpleExecutor | ReuseExecutor | BatchExecutor
return delegate.query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
// 异常体系之 ErrorContext
ErrorContext.instance().resource(ms.getResource()).activity("executing a query").object(ms.getId());
if (closed) {
throw new ExecutorException("Executor was closed.");
}
if (queryStack == 0 && ms.isFlushCacheRequired()) {
// flushCache="true"时，即使是查询，也清空一级缓存
clearLocalCache();
}
List<E> list;
try {
// 防止递归查询重复处理缓存
queryStack++;
// 查询一级缓存
// ResultHandler 和 ResultSetHandler的区别
list = resultHandler == null ? (List<E>) localCache.getObject(key) : null;
if (list != null) {
handleLocallyCachedOutputParameters(ms, key, parameter, boundSql);
} else {
// 真正的查询流程
list = queryFromDatabase(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}
} finally {
queryStack--;
}
if (queryStack == 0) {
for (DeferredLoad deferredLoad : deferredLoads) {
deferredLoad.load();
}
// issue #601
deferredLoads.clear();
if (configuration.getLocalCacheScope() == LocalCacheScope.STATEMENT) {
// issue #482
clearLocalCache();
}
}
return list;
}
private <E> List<E> queryFromDatabase(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
List<E> list;
// 先占位
localCache.putObject(key, EXECUTION_PLACEHOLDER);
try {
// 三种 Executor 的区别，看doUpdate
// 默认Simple
list = doQuery(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
} finally {
// 移除占位符
localCache.removeObject(key);
}
// 写入一级缓存
localCache.putObject(key, list);
if (ms.getStatementType() == StatementType.CALLABLE) {
localOutputParameterCache.putObject(key, parameter);
}
return list;
}
6、 SimpleExecutor.doQuery方法
@Override
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();
// 注意，已经来到SQL处理的关键对象 StatementHandler >>
StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(wrapper, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
// 获取一个 Statement对象
stmt = prepareStatement(handler, ms.getStatementLog());
// 执行查询
return handler.query(stmt, resultHandler);
} finally {
// 用完就关闭
closeStatement(stmt);
}
}
在configuration.newStatementHandler()中，new一个StatementHandler，先得到RoutingStatementHandler。
RoutingStatementHandler里面没有任何的实现，是用来创建基本的StatementHandler的。这里会根据MappedStatement里面的statementType决定StatementHandler的类型。默认是PREPARED（STATEMENT、PREPARED、CALLABLE）。
public RoutingStatementHandler(Executor executor, MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {
// StatementType 是怎么来的？ 增删改查标签中的 statementType="PREPARED"，默认值 PREPARED
switch (ms.getStatementType()) {
case STATEMENT:
delegate = new SimpleStatementHandler(executor, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
break;
case PREPARED:
// 创建 StatementHandler 的时候做了什么？ >>
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());
}
}
StatementHandler里面包含了处理参数的ParameterHandler和处理结果集的ResultSetHandler。
这两个对象都是在上面new的时候创建的。
protected BaseStatementHandler(Executor executor, MappedStatement mappedStatement, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {
this.configuration = mappedStatement.getConfiguration();
this.executor = executor;
this.mappedStatement = mappedStatement;
this.rowBounds = rowBounds;
this.typeHandlerRegistry = configuration.getTypeHandlerRegistry();
this.objectFactory = configuration.getObjectFactory();
if (boundSql == null) { // issue #435, get the key before calculating the statement
generateKeys(parameterObject);
boundSql = mappedStatement.getBoundSql(parameterObject);
}
this.boundSql = boundSql;
// 创建了四大对象的其它两大对象 >>
// 创建这两大对象的时候分别做了什么？
this.parameterHandler = configuration.newParameterHandler(mappedStatement, parameterObject, boundSql);
this.resultSetHandler = configuration.newResultSetHandler(executor, mappedStatement, rowBounds, parameterHandler, resultHandler, boundSql);
}
这三个对象都是可以被插件拦截的四大对象之一，所以在创建之后都要用拦截器进行包装的方法。
public ParameterHandler newParameterHandler(MappedStatement mappedStatement, Object parameterObject, BoundSql boundSql) {
ParameterHandler parameterHandler = mappedStatement.getLang().createParameterHandler(mappedStatement, parameterObject, boundSql);
// 植入插件逻辑（返回代理对象）
parameterHandler = (ParameterHandler) interceptorChain.pluginAll(parameterHandler);
return parameterHandler;
}
public ResultSetHandler newResultSetHandler(Executor executor, MappedStatement mappedStatement, RowBounds rowBounds, ParameterHandler parameterHandler,
ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {
ResultSetHandler resultSetHandler = new DefaultResultSetHandler(executor, mappedStatement, parameterHandler, resultHandler, boundSql, rowBounds);
// 植入插件逻辑（返回代理对象）
resultSetHandler = (ResultSetHandler) interceptorChain.pluginAll(resultSetHandler);
return resultSetHandler;
}
public StatementHandler newStatementHandler(Executor executor, MappedStatement mappedStatement, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {
StatementHandler statementHandler = new RoutingStatementHandler(executor, mappedStatement, parameterObject, rowBounds, resultHandler, boundSql);
// 植入插件逻辑（返回代理对象）
statementHandler = (StatementHandler) interceptorChain.pluginAll(statementHandler);
return statementHandler;
}
创建Statement
用new出来的StatementHandler创建Statement对象。
执行查询操作,如果有插件包装，会先走到被拦截的业务逻辑。
// 执行查询
return handler.query(stmt, resultHandler);
进入到PreparedStatementHandler中处理
@Override
public List query(Statement statement, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
PreparedStatement ps = (PreparedStatement) statement;
// 到了JDBC的流程
ps.execute();
// 处理结果集
return resultSetHandler.handleResultSets(ps);
}
执行PreparedStatement的execute()方法，后面就是JDBC包中的PreparedStatement的执行了。
ResultSetHandler处理结果集，如果有插件包装，会先走到被拦截的业务逻辑。
总结：调用代理对象执行SQL操作的流程
7、 MyBatis核心对象
| 对象 | 相关对象 | 作用 |
|---|---|---|
| Configuration | MapperRegistry TypeAliasRegistry TypeHandlerRegistry |
包含了MyBatis的所有的配置信息 |
| SqlSession | SqlSessionFactory DefaultSqlSession |
对操作数据库的增删改查的API进行了封装，提供给应用层使用 |
| Executor | BaseExecutor SimpleExecutor BatchExecutor ReuseExecutor |
MyBatis执行器，是MyBatis 调度的核心，负责SQL语句的生成和查询缓存的维护 |
| StatementHandler | BaseStatementHandler SimpleStatementHandler PreparedStatementHandler CallableStatementHandler |
封装了JDBC Statement操作，负责对JDBC statement 的操作，如设置参数、将Statement结果集转换成List集合 |
| ParameterHandler | DefaultParameterHandler | 把用户传递的参数转换成JDBC Statement 所需要的参数 |
| ResultSetHandler | DefaultResultSetHandler | 把JDBC返回的ResultSet结果集对象转换成List类型的集合 |
| MapperProxy | MapperProxyFactory | 触发管理类，用于代理Mapper接口方法 |
| MappedStatement | SqlSource BoundSql |
MappedStatement维护了一条 |