Mybatis的SqlSession运行原理

前言
SqlSession是Mybatis最重要的构建之一,可以简单的认为Mybatis一系列的配置目的是生成类似JDBC生成的Connection对象的SqlSession对象,这样才能与数据库开启“沟通”,通过SqlSession可以实现增删改查(当然现在更加推荐是使用Mapper接口形式),那么它是如何执行实现的,这就是本文所介绍的东西,其中会涉及到简单的源码讲解。
了解SqlSession的运作原理是学习Mybatis插件的必经之路,因为Mybatis的插件会在SqlSession运行过程中“插入”运行,如果没有很好理解的话,Mybatis插件可能会覆盖相应的源码造成严重的问题。鉴于此,本文将尽量详细介绍SqlSession运作原理!

1、SqlSession简单介绍

(1)SqlSession简单原理介绍
SqlSession提供select/insert/update/delete方法,在旧版本中使用使用SqlSession接口的这些方法,但是新版的Mybatis中就会建议使用Mapper接口的方法。
映射器其实就是一个动态代理对象,进入到MapperMethod的execute方法就能简单找到SqlSession的删除、更新、查询、选择方法,从底层实现来说:通过动态代理技术,让接口跑起来,之后采用命令模式,最后还是采用了SqlSession的接口方法(getMapper()方法等到Mapper)执行SQL查询(也就是说Mapper接口方法的实现底层还是采用SqlSession接口方法实现的)
注:以上虽然只是简单的描述,但实际上源码相对复杂,下面将结合源码进行简单的介绍!
(2)SqlSession重要的四个对象
1)Execute:调度执行StatementHandler、ParmmeterHandler、ResultHandler执行相应的SQL语句;
2)StatementHandler:使用数据库中Statement(PrepareStatement)执行操作,即底层是封装好了的prepareStatement;
3)ParammeterHandler:处理SQL参数;
4)ResultHandler:结果集ResultSet封装处理返回。

2、SqlSession四大对象

(1)Execute执行器

执行器起到至关重要的作用,它是真正执行Java与数据库交互的东西,参与了整个SQL查询执行过程中。
1)主要有三种执行器:简易执行器SIMPLE(不配置就是默认执行器)、REUSE是一种重用预处理语句、BATCH批量更新、批量专用处理器
package org.apache.ibatis.session;

/**
* @author Clinton Begin
*/
publicenum ExecutorType {
 SIMPLE, REUSE, BATCH
}

2)执行器作用:Executor会先调用StatementHandler的prepare()方法预编译SQL语句,同时设置一些基本的运行参数,然后调用StatementHandler的parameterize()方法(实际上是启用了ParameterHandler设置参数)设置参数,resultHandler再组装查询结果返回调用者完成一次查询完成预编译,简单总结起来就是即先预编译SQL语句,之后设置参数(跟JDBC的prepareStatement过程类似)最后如果有查询结果就会组装返回。
首先,以SimpleExecutor为例,查看源码我们得到如下几点重要知识点:
第一:Executor通过Configuration对象中newExecutor()方法中选择相应的执行器生成
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);
   } elseif (ExecutorType.REUSE == executorType) {
     executor = new ReuseExecutor(this, transaction);
   } else {
     executor = new SimpleExecutor(this, transaction);
   }
   if (cacheEnabled) {
     executor = new CachingExecutor(executor);
   }
   executor = (Executor) interceptorChain.pluginAll(executor);
   return executor;
 }
(注:最后interceptorChain.pluginAll()中执行层层动态代理,最后在可以在调用真正的Executor前可以修改插件代码,这也就是为什么学会Mybatis的插件必须要知道SqlSession的运行过程)
第二:在执行器中StatementHandler是根据Configuration构建的
publicSimpleExecutor(Configuration configuration, Transaction transaction){
   super(configuration, transaction);
 }

 @Override
 publicintdoUpdate(MappedStatement ms, Object parameter)throws SQLException {
   Statement stmt = null;
   try {
     Configuration configuration = ms.getConfiguration();
     StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(this, ms, parameter, RowBounds.DEFAULT, null, null);
     stmt = prepareStatement(handler, ms.getStatementLog());
     return handler.update(stmt);
   } finally {
     closeStatement(stmt);
   }
 }
第三:Executor会执行StatementHandler的prepare()方法进行预编译—->填入connection对象等参数—->再调用parameterize()方法设置参数—->完成预编译
private Statement prepareStatement(StatementHandler handler, Log statementLog)throws SQLException {
   Statement stmt;
   Connection connection = getConnection(statementLog);
   stmt = handler.prepare(connection, transaction.getTimeout());
   handler.parameterize(stmt);
   return stmt;
}
总结以上绘制简单思维图如下:
      Mybatis的SqlSession运行原理

(2)StatementHanlder数据库会话器

1)作用:简单来说就是专门处理数据库会话。详细来说就是进行预编译并且调用ParameterHandler的setParameters()方法设置参数。
2)数据库会话器主要有三种:SimpleStatementHandler、PrepareStatementHandler、CallableStatementHandler,分别对应Executor的三种执行器(SIMPLE、REUSE、BATCH)
我们从上述Executor的prepareStatement()方法中调用了StatementHandler的parameterize()开始一步步地查看源码,如下得到几点重要的知识点:
第一:StatementHandler的生成是由Configuration方法中newStatementHandler()方法生成的,但是正在创建的是实现了StatementHandler接口的RoutingStatementHandler对象
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);
   statementHandler = (StatementHandler) interceptorChain.pluginAll(statementHandler);
   return statementHandler;
}
第二:RoutingStatementHandler的通过适配器模式找到对应(根据上下文)的StatementHandler执行的,并且有SimpleStatementHandler、PrepareStatementHandler、CallableStatementHandler,分别对应Executor的三种执行器(SIMPLE、REUSE、BATCH)
publicRoutingStatementHandler(Executor executor, MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {

   switch (ms.getStatementType()) {
     case STATEMENT:
       delegate = new SimpleStatementHandler(executor, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
       break;
     case PREPARED:
       delegate = new PreparedStatementHandler(executor, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
       break;
     case CALLABLE:
       delegate = new CallableStatementHandler(executor, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
       break;
     default:
       thrownew ExecutorException(“Unknown statement type: “ + ms.getStatementType());
}
之后主要以PrepareStatementHandler为例,我们观察到:它是实现BaseStatementHandler接口的,最后BaseStatementHandler又是实现StatementHandler接口的
publicclass PreparedStatementHandler extends BaseStatementHandler
……
publicabstractclass BaseStatementHandler implements StatementHandler
它主要有三种方法:prepare、parameterize和query,我们查看源码:
第三:在BaseStatementHandler中重写prepare()方法,instantiateStatement()方法完成预编译,之后设置一些基础配置(获取最大行数,超时)
@Override
public Statement prepare(Connection connection, Integer transactionTimeout)throws SQLException {
   ErrorContext.instance().sql(boundSql.getSql());
   Statement statement = null;
   try {
     statement = instantiateStatement(connection);
     setStatementTimeout(statement, transactionTimeout);
     setFetchSize(statement);
     return statement;
   } catch (SQLException e) {
     closeStatement(statement);
     throw e;
   } catch (Exception e) {
     closeStatement(statement);
     thrownew ExecutorException(“Error preparing statement.  Cause: “ + e, e);
   }
}
第四:instantiateStatement()预编译实际上也是使用了JDBC的prepareStatement()完成预编译
@Override
protected Statement instantiateStatement(Connection connection) throws SQLException {
   String sql = boundSql.getSql();
   if (mappedStatement.getKeyGenerator() instanceof Jdbc3KeyGenerator) {
     String[] keyColumnNames = mappedStatement.getKeyColumns();
     if (keyColumnNames == null) {
       return connection.prepareStatement(sql, PreparedStatement.RETURN_GENERATED_KEYS);
     } else {
       return connection.prepareStatement(sql, keyColumnNames);
     }
   } elseif (mappedStatement.getResultSetType() != null) {
     return connection.prepareStatement(sql, mappedStatement.getResultSetType().getValue(), ResultSet.CONCUR_READ_ONLY);
   } else {
     return connection.prepareStatement(sql);
   }
}
第五:在prepareStatement中重写parameterize()方法。prepare()预编译完成之后,Executor会调用parameterize()方法(在上面的Executor部分中已经做了介绍),实际上是调用ParameterHandler的setParameters()方法
@Override
publicvoidparameterize(Statement statement)throws SQLException {
   parameterHandler.setParameters((PreparedStatement) statement);
}

(3)ParameterHandler参数处理器

作用:对预编译中参数进行设置,如果有配置typeHandler,自然会对注册的typeHandler对参数进行处理
查看并学习源码,得到以下几点重要知识点:
第一:Mybatis提供了ParamterHandler的默认实现类DefalutParameterHandler
Mybatis的SqlSession运行原理
publicinterfaceParameterHandler{

 Object getParameterObject();

 voidsetParameters(PreparedStatement ps)
     throws SQLException;

}
(其中:getParameterObject是返回参数对象,setParameters()是设置预编译参数)
第二:从parameterObject中取到参数,然后使用typeHandler(注册在Configuration中)进行参数处理:

@Override
publicvoidsetParameters(PreparedStatement ps) {
   ErrorContext.instance().activity(“setting parameters”).object(mappedStatement.getParameterMap().getId());
   List<ParameterMapping> 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;
         String propertyName = parameterMapping.getProperty();
         if (boundSql.hasAdditionalParameter(propertyName)) { // issue #448 ask first for additional params
           value = boundSql.getAdditionalParameter(propertyName);
         } elseif (parameterObject == null) {
           value = null;
         } elseif (typeHandlerRegistry.hasTypeHandler(parameterObject.getClass())) {
           value = parameterObject;
         } else {
           MetaObject metaObject = configuration.newMetaObject(parameterObject);
           value = metaObject.getValue(propertyName);
         }
         TypeHandler typeHandler = parameterMapping.getTypeHandler();
         JdbcType jdbcType = parameterMapping.getJdbcType();
         if (value == null && jdbcType == null) {
           jdbcType = configuration.getJdbcTypeForNull();
         }
         try {
           typeHandler.setParameter(ps, i + 1, value, jdbcType);
         } catch (TypeException e) {
           thrownew TypeException(“Could not set parameters for mapping: “ + parameterMapping + “. Cause: “ + e, e);
         } catch (SQLException e) {
           thrownew TypeException(“Could not set parameters for mapping: “ + parameterMapping + “. Cause: “ + e, e);
         }
       }
     }
   }
}


(4)ResultSetHandler结果集处理器

作用:很简单,就是组装结果返回结果集
第一:ResultSetHandler接口,handlerResultSets()是包装并返回结果集的,handleOutputParameters()是处理存储过程输出参数的
publicinterfaceResultSetHandler{

 <E> List<E> handleResultSets(Statement stmt)throws SQLException;

 <E> Cursor<E> handleCursorResultSets(Statement stmt)throws SQLException;

 voidhandleOutputParameters(CallableStatement cs)throws SQLException;

}

第二:Mybatis提供了默认的ResultSetHandler实现类DefaultResultSetHandler,其中重点是handlerResultSets()的实现,但是其实现过程比较复杂,这里不过多介绍(emmmmm….个人目前能力还达理解,仍需努力)
Mybatis的SqlSession运行原理
第三:在Executor中doQuery()方法返回了封装的结果集
@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();
     StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(wrapper, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
     stmt = prepareStatement(handler, ms.getStatementLog());
     return handler.<E>query(stmt, resultHandler);
   } finally {
     closeStatement(stmt);
   }
}
第四:实际上是返回结果是调用了resultSetHandler的handleResultSets()方法
@Override
public <E> List<E> query(Statement statement, ResultHandler resultHandler)throws SQLException {
   PreparedStatement ps = (PreparedStatement) statement;
   ps.execute();
   return resultSetHandler.<E> handleResultSets(ps);
}


3、SqlSession运行总结

(1)文字总结

SqlSession的运行主要是依靠Executor执行器调用(调度)StatementHandler、parameterHanlder、ResultSetHandler,Executor首先通过创建StamentHandler执行预编译并设置参数运行,而整个过程需要如下几步才能完成:

private Statement prepareStatement(StatementHandler handler, Log statementLog)throws SQLException {
   Statement stmt;
   Connection connection = getConnection(statementLog);
   stmt = handler.prepare(connection, transaction.getTimeout());
   handler.parameterize(stmt);
   return stmt;
}

1)prepare预编译SQL
由适配模式生成的RoutingStatementHandler根据上下文选择生成三种相应的XXXStatementHandler;
在生成的XXXStatementHandler内部instantiateStatement()方法执行底层JDBC的prepareStatement()方法完成预编译
2)parameterize设置参数
默认是DefaultParameterHandler(实现了parameterHandler接口)中setParameter()方法完成参数配置,其中参数从ParameterObject中取出,交给typeHandler处理
3)doUpdate/doQuery执行SQL
返回的结果通过默认的DefaultResultSetHandler(实现了ResultSetHandler接口)封装

(2)运行图总结

1)SqlSession内部总运行图
 Mybatis的SqlSession运行原理
2)prepare()方法运行图: 
Mybatis的SqlSession运行原理
3)parameterize()方法运行图 
Mybatis的SqlSession运行原理
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