Java面试04-mybatis工作原理

Java面试04-mybatis工作原理

Java面试04-mybatis工作原理、

Mybatis工作原理也是面试的一大考点,必须要对其非常清晰,这样才能怼回去。本文建立在Spring+SpringMVC+Mybatis整合的项目之上。

我将其工作原理分为六个部分:

  1. 读取核心配置文件并返回InputStream流对象。
  2. 根据InputStream流对象解析出Configuration对象,然后创建SqlSessionFactory工厂对象
  3. 根据一系列属性从SqlSessionFactory工厂中创建SqlSession
  4. SqlSession中调用Executor执行数据库操作&&生成具体SQL指令
  5. 对执行结果进行二次封装
  6. 提交与事务

先给大家看看我的实体类:

/**
 * 图书实体
 */
public class Book {

    private long bookId;// 图书ID

    private String name;// 图书名称

    private int number;// 馆藏数量

        getter and setter ...
}

1. 读取核心配置文件

1.1 配置文件mybatis-config.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE configuration
  PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"
  "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd">
<configuration>
    <environments default="development">
        <environment id="development">
            <transactionManager type="JDBC"/>
            <dataSource type="POOLED">
                <property name="driver" value="com.mysql.jdbc.Driver"/>
                <property name="url" value="jdbc:mysql://xxx.xxx:3306/ssm" />
                <property name="username" value="root"/>
                <property name="password" value="root"/>
            </dataSource>
        </environment>
    </environments>
        <mappers>
        <mapper resource="BookMapper.xml"/>
    </mappers>
</configuration>

当然,还有很多可以在XML 文件中进行配置,上面的示例指出的则是最关键的部分。要注意 XML 头部的声明,用来验证 XML 文档正确性。environment 元素体中包含了事务管理和连接池的配置。mappers 元素则是包含一组 mapper 映射器(这些 mapper 的 XML 文件包含了 SQL 代码和映射定义信息)。

1.2 BookMapper.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mapper
    PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
    "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="Book">
    <!-- 目的:为dao接口方法提供sql语句配置 -->
    <insert id="insert" >
        insert into book (name,number) values (#{name},#{number})
    </insert>
</mapper>

就是一个普通的mapper.xml文件。

1.3 Main方法

从 XML 文件中构建 SqlSessionFactory 的实例非常简单,建议使用类路径下的资源文件进行配置。但是也可以使用任意的输入流(InputStream)实例,包括字符串形式的文件路径或者 file:// 的 URL 形式的文件路径来配置。

MyBatis 包含一个名叫 Resources 的工具类,它包含一些实用方法,可使从 classpath 或其他位置加载资源文件更加容易。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建一个book对象
        Book book = new Book();
        book.setBookId(1006);
        book.setName("Easy Coding");
        book.setNumber(110);
        // 加载配置文件 并构建SqlSessionFactory对象
        String resource = "mybatis-config.xml";
        InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
        SqlSessionFactory factory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
        // 从SqlSessionFactory对象中获取 SqlSession对象
        SqlSession sqlSession = factory.openSession();
        // 执行操作
        sqlSession.insert("insert", book);
        // 提交操作
        sqlSession.commit();
        // 关闭SqlSession
        sqlSession.close();
    }
}

这个代码是根据Mybatis官方提供的一个不使用 XML 构建 SqlSessionFactory的一个Demo改编的。

注意:是官方给的一个不使用 XML 构建 SqlSessionFactory的例子,那么我们就从这个例子中查找入口来分析。

2. 根据配置文件生成SqlSessionFactory工厂对象

2.1 Resources.getResourceAsStream(resource);源码分析

Resources是mybatis提供的一个加载资源文件的工具类。

img
img

我们只看getResourceAsStream方法:

public static InputStream getResourceAsStream(String resource) throws IOException {
    return getResourceAsStream((ClassLoader)null, resource);
}

getResourceAsStream调用下面的方法:

public static InputStream getResourceAsStream(ClassLoader loader, String resource) throws IOException {
    InputStream in = classLoaderWrapper.getResourceAsStream(resource, loader);
    if (in == null) {
        throw new IOException("Could not find resource " + resource);
    } else {
        return in;
    }
}

获取到自身的ClassLoader对象,然后交给ClassLoader(lang包下的)来加载:

InputStream getResourceAsStream(String resource, ClassLoader[] classLoader) {
    ClassLoader[] arr$ = classLoader;
    int len$ = classLoader.length;

    for(int i$ = 0; i$ < len$; ++i$) {
        ClassLoader cl = arr$[i$];
        if (null != cl) {
            InputStream returnValue = cl.getResourceAsStream(resource);
            if (null == returnValue) {
                returnValue = cl.getResourceAsStream("/" + resource);
            }

            if (null != returnValue) {
                return returnValue;
            }
        }
    }

值的注意的是,它返回了一个InputStream对象。

2.2 new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);源码分析

public SqlSessionFactoryBuilder() {
}

所以new SqlSessionFactoryBuilder()只是创建一个对象实例,而没有对象返回(建造者模式),对象的返回交给build()方法。

public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream) {
    return this.build((InputStream)inputStream, (String)null, (Properties)null);
}

这里要传入一个inputStream对象,就是将我们上一步获取到的InputStream对象传入。

public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream, String environment, Properties properties) {
    SqlSessionFactory var5;
    try {
        // 进行XML配置文件的解析
        XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, environment, properties);
        var5 = this.build(parser.parse());
    } catch (Exception var14) {
        throw ExceptionFactory.wrapException("Error building SqlSession.", var14);
    } finally {
        ErrorContext.instance().reset();

        try {
            inputStream.close();
        } catch (IOException var13) {
            ;
        }

    }

    return var5;
}

如何解析的就大概说下,通过Document对象来解析,然后返回InputStream对象,然后交给XMLConfigBuilder构造成org.apache.ibatis.session.Configuration对象,然后交给build()方法构造程SqlSessionFactory:

public SqlSessionFactory build(Configuration config) {
    return new DefaultSqlSessionFactory(config);
}
public DefaultSqlSessionFactory(Configuration configuration) {
    this.configuration = configuration;
}

3. 创建SqlSession

SqlSession 完全包含了面向数据库执行 SQL 命令所需的所有方法。你可以通过 SqlSession 实例来直接执行已映射的 SQL 语句。
public SqlSession openSession() {
    return this.openSessionFromDataSource(this.configuration.getDefaultExecutorType(), (TransactionIsolationLevel)null, false);
}

调用自身的openSessionFromDataSource方法:

  1. getDefaultExecutorType()默认是SIMPLE。
  2. 注意TX等级是 Null, autoCommit是false。
private SqlSession openSessionFromDataSource(ExecutorType execType, TransactionIsolationLevel level, boolean autoCommit) {
    Transaction tx = null;

    DefaultSqlSession var8;
    try {
        Environment environment = this.configuration.getEnvironment();
        // 根据Configuration的Environment属性来创建事务工厂
        TransactionFactory transactionFactory = this.getTransactionFactoryFromEnvironment(environment);
        // 从事务工厂中创建事务,默认等级为null,autoCommit=false
        tx = transactionFactory.newTransaction(environment.getDataSource(), level, autoCommit);
        // 创建执行器
        Executor executor = this.configuration.newExecutor(tx, execType);
        // 根据执行器创建返回对象 SqlSession
        var8 = new DefaultSqlSession(this.configuration, executor, autoCommit);
    } catch (Exception var12) {
        this.closeTransaction(tx);
        throw ExceptionFactory.wrapException("Error opening session.  Cause: " + var12, var12);
    } finally {
        ErrorContext.instance().reset();
    }
    return var8;
}

构建步骤:
Environment>>TransactionFactory+autoCommit+tx-level>>Transaction+ExecType>>Executor+Configuration+autoCommit>>SqlSession

其中,EnvironmentConfiguration中的属性。

4. 调用Executor执行数据库操作&&生成具体SQL指令

在拿到SqlSession对象后,我们调用它的insert方法。
public int insert(String statement, Object parameter) {
    return this.update(statement, parameter);
}

它调用了自身的update(statement, parameter)方法:

public int update(String statement, Object parameter) {
    int var4;
    try {
        this.dirty = true;
        MappedStatement ms = this.configuration.getMappedStatement(statement);
        // wrapCollection(parameter)判断 param对象是否是集合
        var4 = this.executor.update(ms, this.wrapCollection(parameter));
    } catch (Exception var8) {
        throw ExceptionFactory.wrapException("Error updating database.  Cause: " + var8, var8);
    } finally {
        ErrorContext.instance().reset();
    }

    return var4;
}

mappedStatements就是我们平时说的sql映射对象.

源码如下:
protected final Map<String, MappedStatement> mappedStatements;

可见它是一个Map集合,在我们加载xml配置的时候,mapping.xmlnamespaceid信息就会存放为mappedStatementskey,对应的,sql语句就是对应的value.

然后调用BaseExecutor中的update方法:

public int update(MappedStatement ms, Object parameter) throws SQLException {
    ErrorContext.instance().resource(ms.getResource()).activity("executing an update").object(ms.getId());
    if (this.closed) {
        throw new ExecutorException("Executor was closed.");
    } else {
        this.clearLocalCache();
        // 真正做执行操作的方法
        return this.doUpdate(ms, parameter);
    }
}

doUpdate才是真正做执行操作的方法:

public int doUpdate(MappedStatement ms, Object parameter) throws SQLException {
    Statement stmt = null;

    int var6;
    try {
        Configuration configuration = ms.getConfiguration();
        // 创建StatementHandler对象,从而创建Statement对象
        StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(this, ms, parameter, RowBounds.DEFAULT, (ResultHandler)null, (BoundSql)null);
        // 将sql语句和参数绑定并生成SQL指令
        stmt = this.prepareStatement(handler, ms.getStatementLog());
        var6 = handler.update(stmt);
    } finally {
        this.closeStatement(stmt);
    }

    return var6;
}

先来看看prepareStatement方法,看看mybatis是如何将sql拼接合成的:

private Statement prepareStatement(StatementHandler handler, Log statementLog) throws SQLException {
    Connection connection = this.getConnection(statementLog);
    // 准备Statement
    Statement stmt = handler.prepare(connection);
    // 设置SQL查询中的参数值
    handler.parameterize(stmt);
    return stmt;
}

来看看parameterize方法:

public void parameterize(Statement statement) throws SQLException {
    this.parameterHandler.setParameters((PreparedStatement)statement);
}

这里把statement转换程PreparedStatement对象,它比Statement更快更安全。
这都是我们在JDBC中熟用的对象,就不做介绍了,所以也能看出来Mybatis是对JDBC的封装。

从ParameterMapping中读取参数值和类型,然后设置到SQL语句中:

public void setParameters(PreparedStatement ps) {
    ErrorContext.instance().activity("setting parameters").object(this.mappedStatement.getParameterMap().getId());
    List<ParameterMapping> parameterMappings = this.boundSql.getParameterMappings();
    if (parameterMappings != null) {
        for(int i = 0; i < parameterMappings.size(); ++i) {
            ParameterMapping parameterMapping = (ParameterMapping)parameterMappings.get(i);
            if (parameterMapping.getMode() != ParameterMode.OUT) {
                String propertyName = parameterMapping.getProperty();
                Object value;
                if (this.boundSql.hasAdditionalParameter(propertyName)) {
                    value = this.boundSql.getAdditionalParameter(propertyName);
                } else if (this.parameterObject == null) {
                    value = null;
                } else if (this.typeHandlerRegistry.hasTypeHandler(this.parameterObject.getClass())) {
                    value = this.parameterObject;
                } else {
                    MetaObject metaObject = this.configuration.newMetaObject(this.parameterObject);
                    value = metaObject.getValue(propertyName);
                }

                TypeHandler typeHandler = parameterMapping.getTypeHandler();
                JdbcType jdbcType = parameterMapping.getJdbcType();
                if (value == null && jdbcType == null) {
                    jdbcType = this.configuration.getJdbcTypeForNull();
                }

                try {
                    typeHandler.setParameter(ps, i + 1, value, jdbcType);
                } catch (TypeException var10) {
                    throw new TypeException("Could not set parameters for mapping: " + parameterMapping + ". Cause: " + var10, var10);
                } catch (SQLException var11) {
                    throw new TypeException("Could not set parameters for mapping: " + parameterMapping + ". Cause: " + var11, var11);
                }
            }
        }
    }

}

5. 对查询结果二次封装

在doUpdate方法中,解析生成完新的SQL后,然后执行var6 = handler.update(stmt);我们来看看它的源码。
public int update(Statement statement) throws SQLException {
    PreparedStatement ps = (PreparedStatement)statement;
     // 执行sql
    ps.execute();
    // 获取返回值
    int rows = ps.getUpdateCount();
    Object parameterObject = this.boundSql.getParameterObject();
    KeyGenerator keyGenerator = this.mappedStatement.getKeyGenerator();
    keyGenerator.processAfter(this.executor, this.mappedStatement, ps, parameterObject);
    return rows;
}

因为我们是插入操作,返回的是一个int类型的值,所以这里mybatis给我们直接返回int。

如果是query操作,返回的是一个ResultSet,mybatis将查询结果包装程ResultSetWrapper类型,然后一步步对应java类型赋值等…有兴趣的可以自己去看看。

6. 提交与事务

最后,来看看commit()方法的源码。
public void commit() {
    this.commit(false);
}

调用其对象本身的commit()方法:

public void commit(boolean force) {
    try {
        // 是否提交(判断是提交还是回滚)
        this.executor.commit(this.isCommitOrRollbackRequired(force));
        this.dirty = false;
    } catch (Exception var6) {
        throw ExceptionFactory.wrapException("Error committing transaction.  Cause: " + var6, var6);
    } finally {
        ErrorContext.instance().reset();
    }
}

如果dirty是false,则进行回滚;如果是true,则正常提交。

private boolean isCommitOrRollbackRequired(boolean force) {
    return !this.autoCommit && this.dirty || force;
}

调用CachingExecutor的commit方法:

public void commit(boolean required) throws SQLException {
    this.delegate.commit(required);
    this.tcm.commit();
}

调用BaseExecutor的commit方法:

public void commit(boolean required) throws SQLException {
    if (this.closed) {
        throw new ExecutorException("Cannot commit, transaction is already closed");
    } else {
        this.clearLocalCache();
        this.flushStatements();
        if (required) {
            this.transaction.commit();
        }

    }
}

最后调用JDBCTransaction的commit方法:

public void commit() throws SQLException {
    if (this.connection != null && !this.connection.getAutoCommit()) {
        if (log.isDebugEnabled()) {
            log.debug("Committing JDBC Connection [" + this.connection + "]");
        }
        // 提交连接
        this.connection.commit();
    }
}

Demo参考文档

http://www.mybatis.org/mybatis-3/zh/getting-started.html

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