MyBatis源码解析(一)——MyBatis初始化过程解析

1. 准备工作

为了看清楚MyBatis的整个初始化过程,先创建一个简单的Java项目,目录结构如下图所示:

1.1 Product 产品实体类

public class Product {
    private long id;
    private String productName;
    private String productContent;
    private String price;
    private int sort;
    private int falseSales;
    private long category_id;
    private byte type;
    private byte state;
    // PS:省略setter、getter函数
}

1.2 ProductMapper 产品持久化接口

public interface ProductMapper {
    /**
     * 查询所有的产品
     * @return
     */
    List<Product> selectProductList();
}

1.3 ProductMapper.xml 产品映射文件

<?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="team.njupt.mapper.ProductMapper">
    <select id="selectProductList" resultType="team.njupt.entity.Product">
        select * from product
    </select>
</mapper>

1.4 db.properties 数据库配置文件

driver=com.mysql.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/waimai?useUnicode=true&characterEncoding=utf8
username=root
password=xxxxxx

1.5 mybatis.xml MyBatis的配置文件

<?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>
    <properties resource="db.properties">
        <!--<property name="username" value="dev_user"/>-->
        <!--<property name="password" value="F2Fa3!33TYyg"/>-->
    </properties>

    <environments default="development">
        <environment id="development">
            <transactionManager type="JDBC"/>
            <dataSource type="POOLED">
                <property name="driver" value="${driver}"/>
                <property name="url" value="${url}"/>
                <property name="username" value="${username}"/>
                <property name="password" value="${password}"/>
            </dataSource>
        </environment>
    </environments>
    <mappers>
        <mapper resource="team/njupt/mapper/ProductMapper.xml"/>
    </mappers>
</configuration>

1.6 Main 主函数

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        String resource = "mybatis.xml";
        InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
        SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

        SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
        try {
            ProductMapper productMapper = sqlSession.getMapper(ProductMapper.class);
            List<Product> productList = productMapper.selectProductList();
            for (Product product : productList) {
                System.out.printf(product.toString());
            }
        } finally {
            sqlSession.close();
        }
    }
}

2. MyBatis初始化过程

2.1 获取配置文件

当系统初始化时,首先会读取配置文件,并将其解析成InputStream java String resource = "mybatis.xml"; InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);

2.2 创建SqlSessionFactoryBuilder对象

SqlSessionFactoryBuilder的名字中可以看出,SqlSessionFactoryBuilder是用来创建SqlSessionFactory对象的。 来看一下SqlSessionFactoryBuilder源码:

SqlSessionFactoryBuilder中只有一些重载的build函数,这些build函数的入参都是MyBatis配置文件的输入流,返回值都是SqlSessionFactory;由此可见,SqlSessionFactoryBuilder的作用很纯粹,就是用来通过配置文件创建SqlSessionFactory对象的。

2.3 SqlSessionFactory创建过程

下面具体来看一下,build函数是如何创建SqlSessionFactory对象的。

public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream, String environment, Properties properties) {
    try {
      XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, environment, properties);
      return build(parser.parse());
    } catch (Exception e) {
      throw ExceptionFactory.wrapException("Error building SqlSession.", e);
    } finally {
      ErrorContext.instance().reset();
      try {
        inputStream.close();
      } catch (IOException e) {
        // Intentionally ignore. Prefer previous error.
      }
    }
  }

2.3.1 构造XMLConfigBuilder对象

build函数首先会构造一个XMLConfigBuilder对象,从名字上大致可以猜到,该对象是用来解析XML配置文件的。下面来看一下XMLConfigBuilder的体系结构。

  • XMLxxxBuilder是用来解析XML配置文件的,不同类型XMLxxxBuilder用来解析MyBatis配置文件的不同部位。比如:XMLConfigBuilder用来解析MyBatis的配置文件,XMLMapperBuilder用来解析MyBatis中的映射文件(如上文提到的ProductMapper.xml),XMLStatementBuilder用来解析映射文件中的SQL语句。
  • 这些XMLxxxBuilder都有一个共同的父类——BaseBuilder。这个父类维护了一个全局的Configuration对象,MyBatis的配置文件解析后就以Configuration对象的形式存储。
  • 当创建XMLConfigBuilder对象时,就会初始化Configuration对象,并且在初始化Configuration对象的时候,一些别名会被注册到ConfigurationtypeAliasRegistry容器中。 private XMLConfigBuilder(XPathParser parser, String environment, Properties props) { super(new Configuration()); ErrorContext.instance().resource("SQL Mapper Configuration"); this.configuration.setVariables(props); this.parsed = false; this.environment = environment; this.parser = parser; } public Configuration() { typeAliasRegistry.registerAlias("JDBC", JdbcTransactionFactory.class); typeAliasRegistry.registerAlias("MANAGED", ManagedTransactionFactory.class); typeAliasRegistry.registerAlias("JNDI", JndiDataSourceFactory.class); typeAliasRegistry.registerAlias("POOLED", PooledDataSourceFactory.class); typeAliasRegistry.registerAlias("UNPOOLED", UnpooledDataSourceFactory.class); typeAliasRegistry.registerAlias("PERPETUAL", PerpetualCache.class); typeAliasRegistry.registerAlias("FIFO", FifoCache.class); typeAliasRegistry.registerAlias("LRU", LruCache.class); typeAliasRegistry.registerAlias("SOFT", SoftCache.class); typeAliasRegistry.registerAlias("WEAK", WeakCache.class); …… }

2.3.2 解析配置文件

当有了XMLConfigBuilder对象之后,接下来就可以用它来解析配置文件了。

private void parseConfiguration(XNode root) {
    try {
      // 解析<properties>节点
      propertiesElement(root.evalNode("properties"));
      // 解析<settings>节点
      Properties settings = settingsAsProperties(root.evalNode("settings"));
      loadCustomVfs(settings);
      // 解析<typeAliases>节点
      typeAliasesElement(root.evalNode("typeAliases"));
      // 解析<plugins>节点
      pluginElement(root.evalNode("plugins"));
      // 解析<objectFactory>节点
      objectFactoryElement(root.evalNode("objectFactory"));
      objectWrapperFactoryElement(root.evalNode("objectWrapperFactory"));
      // 解析<reflectorFactory>节点
      reflectorFactoryElement(root.evalNode("reflectorFactory"));
      settingsElement(settings);
      // 解析<environments>节点
      environmentsElement(root.evalNode("environments"));
      databaseIdProviderElement(root.evalNode("databaseIdProvider"));
      typeHandlerElement(root.evalNode("typeHandlers"));
      // 解析<mappers>节点
      mapperElement(root.evalNode("mappers"));
    } catch (Exception e) {
      throw new BuilderException("Error parsing SQL Mapper Configuration. Cause: " + e, e);
    }
  }

从上述代码中可以看到,XMLConfigBuilder会依次解析配置文件中的<properties>< settings >< environments>< typeAliases >< plugins >< mappers >等属性。下面介绍下几个重要属性的解析过程。

2.3.2.1 节点的解析过程

  • 节点的定义如下: <properties resource="org/mybatis/example/config.properties"> <property name="username" value="dev_user"/> <property name="password" value="F2Fa3!33TYyg"/> </properties>
  • 节点的解析过程: /** * @Param context <properties>节点 */ private void propertiesElement(XNode context) throws Exception { if (context != null) { // 获取<properties>节点的所有子节点 Properties defaults = context.getChildrenAsProperties(); // 获取<properties>节点上的resource属性 String resource = context.getStringAttribute("resource"); // 获取<properties>节点上的url属性 String url = context.getStringAttribute("url"); // resource和url不能同时存在 if (resource != null && url != null) { throw new BuilderException("The properties element cannot specify both a URL and a resource based property file reference. Please specify one or the other."); } if (resource != null) { // 获取resource属性值对应的properties文件中的键值对,并添加至defaults容器中 defaults.putAll(Resources.getResourceAsProperties(resource)); } else if (url != null) { // 获取url属性值对应的properties文件中的键值对,并添加至defaults容器中 defaults.putAll(Resources.getUrlAsProperties(url)); } // 获取configuration中原本的属性,并添加至defaults容器中 Properties vars = configuration.getVariables(); if (vars != null) { defaults.putAll(vars); } parser.setVariables(defaults); // 将defaults容器添加至configuration中 configuration.setVariables(defaults); } }
    • 首先读取<resources>节点下的所有<resource>节点,并将每个节点的namevalue属性存入Properties中。
    • 然后读取<resources>节点上的resourceurl属性,并获取指定配置文件中的namevalue,也存入Properties中。(PS:由此可知,如果resource节点上定义的属性和properties文件中的属性重名,那么properties文件中的属性值会覆盖resource节点上定义的属性值。)
    • 最终,携带所有属性的Properties对象会被存储在Configuration对象中。

2.3.2.2 节点的解析过程

  • 节点的定义如下:
  <settings>
    <setting name="cacheEnabled" value="true"/>
    <setting name="lazyLoadingEnabled" value="true"/>
    <setting name="multipleResultSetsEnabled" value="true"/>
  </settings>
  • 节点的解析过程: <settings>属性的解析过程和 <properties>属性的解析过程极为类似,这里不再赘述。最终,所有的setting属性都被存储在Configuration对象中。

2.3.2.3 属性的解析过程

<typeAliases>属性的定义方式有如下两种:

  • 方式1: <typeAliases> <typeAlias alias="Author" type="domain.blog.Author"/> <typeAlias alias="Blog" type="domain.blog.Blog"/> </typeAliases>
  • 方式2: <typeAliases> <package name="domain.blog"/> </typeAliases> 采用这种方式时,MyBatis会为指定包下的所有类起一个别名,该别名为首字母小写的类名。 <typeAliases>节点的解析过程如下: private void typeAliasesElement(XNode parent) { if (parent != null) { // 遍历<typeAliases>下的所有子节点 for (XNode child : parent.getChildren()) { // 若当前结点为<package> if ("package".equals(child.getName())) { // 获取<package>上的name属性(包名) String typeAliasPackage = child.getStringAttribute("name"); // 为该包下的所有类起个别名,并注册进configuration的typeAliasRegistry中 configuration.getTypeAliasRegistry().registerAliases(typeAliasPackage); } // 如果当前结点为< typeAlias > else { // 获取alias和type属性 String alias = child.getStringAttribute("alias"); String type = child.getStringAttribute("type"); // 注册进configuration的typeAliasRegistry中 try { Class<?> clazz = Resources.classForName(type); if (alias == null) { typeAliasRegistry.registerAlias(clazz); } else { typeAliasRegistry.registerAlias(alias, clazz); } } catch (ClassNotFoundException e) { throw new BuilderException("Error registering typeAlias for '" + alias + "'. Cause: " + e, e); } } } } }
    • 如果<typeAliases>节点下定义了<package>节点,那么MyBatis会给该包下的所有类起一个别名(以类名首字母小写作为别名)
    • 如果<typeAliases>节点下定义了<typeAlias>节点,那么MyBatis就会给指定的类起指定的别名。
    • 这些别名都会被存入configurationtypeAliasRegistry容器中。

2.3.2.4 节点的解析过程

<mappers>节点的定义方式有如下四种:

  • 方式1: <mappers> <package name="org.mybatis.builder"/> </mappers>
  • 方式2: <mappers> <mapper resource="org/mybatis/builder/AuthorMapper.xml"/> </mappers>
  • 方式3: <mappers> <mapper url="file:///var/mappers/AuthorMapper.xml"/> </mappers>
  • 方式4: <mappers> <mapper class="org.mybatis.builder.AuthorMapper"/> </mappers> <mappers>节点的解析过程如下: private void mapperElement(XNode parent) throws Exception { if (parent != null) { // 遍历<mappers>下所有子节点 for (XNode child : parent.getChildren()) { // 如果当前节点为<package> if ("package".equals(child.getName())) { // 获取<package>的name属性(该属性值为mapper class所在的包名) String mapperPackage = child.getStringAttribute("name"); // 将该包下的所有Mapper Class注册到configuration的mapperRegistry容器中 configuration.addMappers(mapperPackage); } // 如果当前节点为<mapper> else { // 依次获取resource、url、class属性 String resource = child.getStringAttribute("resource"); String url = child.getStringAttribute("url"); String mapperClass = child.getStringAttribute("class"); // 解析resource属性(Mapper.xml文件的路径) if (resource != null && url == null && mapperClass == null) { ErrorContext.instance().resource(resource); // 将Mapper.xml文件解析成输入流 InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource); // 使用XMLMapperBuilder解析Mapper.xml,并将Mapper Class注册进configuration对象的mapperRegistry容器中 XMLMapperBuilder mapperParser = new XMLMapperBuilder(inputStream, configuration, resource, configuration.getSqlFragments()); mapperParser.parse(); } // 解析url属性(Mapper.xml文件的路径) else if (resource == null && url != null && mapperClass == null) { ErrorContext.instance().resource(url); InputStream inputStream = Resources.getUrlAsStream(url); XMLMapperBuilder mapperParser = new XMLMapperBuilder(inputStream, configuration, url, configuration.getSqlFragments()); mapperParser.parse(); } // 解析class属性(Mapper Class的全限定名) else if (resource == null && url == null && mapperClass != null) { // 将Mapper Class的权限定名转化成Class对象 Class<?> mapperInterface = Resources.classForName(mapperClass); // 注册进configuration对象的mapperRegistry容器中 configuration.addMapper(mapperInterface); } else { throw new BuilderException("A mapper element may only specify a url, resource or class, but not more than one."); } } } } }
    • MyBatis会遍历<mappers>下所有的子节点,如果当前遍历到的节点是<package>,则MyBatis会将该包下的所有Mapper Class注册到configurationmapperRegistry容器中。
    • 如果当前节点为<mapper>,则会依次获取resource、url、class属性,解析映射文件,并将映射文件对应的Mapper Class注册到configurationmapperRegistry容器中。

其中,<mapper>节点的解析过程如下:

XMLMapperBuilder mapperParser = new XMLMapperBuilder(inputStream, configuration, resource, configuration.getSqlFragments());
mapperParser.parse();
  • 在解析前,首先需要创建XMLMapperBuilder,创建过程如下: private XMLMapperBuilder(XPathParser parser, Configuration configuration, String resource, Map<String, XNode> sqlFragments) { // 将configuration赋给BaseBuilder super(configuration); // 创建MapperBuilderAssistant对象(该对象为MapperBuilder的协助者) this.builderAssistant = new MapperBuilderAssistant(configuration, resource); this.parser = parser; this.sqlFragments = sqlFragments; this.resource = resource; }
    • 首先会初始化父类BaseBuilder,并将configuration赋给BaseBuilder;
    • 然后创建MapperBuilderAssistant对象,该对象为XMLMapperBuilder的协助者,用来协助XMLMapperBuilder完成一些解析映射文件的动作。
  • 当有了XMLMapperBuilder后,便可进入解析<mapper>的过程: public void parse() { // 若当前的Mapper.xml尚未被解析,则开始解析 // PS:若<mappers>节点下有相同的<mapper>节点,那么就无需再次解析了 if (!configuration.isResourceLoaded(resource)) { // 解析<mapper>节点 configurationElement(parser.evalNode("/mapper")); // 将该Mapper.xml添加至configuration的LoadedResource容器中,下回无需再解析 configuration.addLoadedResource(resource); // 将该Mapper.xml对应的Mapper Class注册进configuration的mapperRegistry容器中 bindMapperForNamespace(); } parsePendingResultMaps(); parsePendingCacheRefs(); parsePendingStatements(); }
  • configurationElement函数 private void configurationElement(XNode context) { try { // 获取<mapper>节点上的namespace属性,该属性必须存在,表示当前映射文件对应的Mapper Class是谁 String namespace = context.getStringAttribute("namespace"); if (namespace == null || namespace.equals("")) { throw new BuilderException("Mapper's namespace cannot be empty"); } // 将namespace属性值赋给builderAssistant builderAssistant.setCurrentNamespace(namespace); // 解析<cache-ref>节点 cacheRefElement(context.evalNode("cache-ref")); // 解析<cache>节点 cacheElement(context.evalNode("cache")); // 解析<parameterMap>节点 parameterMapElement(context.evalNodes("/mapper/parameterMap")); // 解析<resultMap>节点 resultMapElements(context.evalNodes("/mapper/resultMap")); // 解析<sql>节点 sqlElement(context.evalNodes("/mapper/sql")); // 解析sql语句 buildStatementFromContext(context.evalNodes("select|insert|update|delete")); } catch (Exception e) { throw new BuilderException("Error parsing Mapper XML. Cause: " + e, e); } }
  • resultMapElements函数 该函数用于解析映射文件中所有的<resultMap>节点,这些节点会被解析成ResultMap对象,存储在Configuration对象的resultMaps容器中。
    • <resultMap>节点定义如下: <resultMap id="userResultMap" type="User"> <constructor> <idArg column="id" javaType="int"/> <arg column="username" javaType="String"/> </constructor> <result property="username" column="user_name"/> <result property="password" column="hashed_password"/> </resultMap>
    • <resultMap>节点的解析过程: private ResultMap resultMapElement(XNode resultMapNode, List<ResultMapping> additionalResultMappings) throws Exception { ErrorContext.instance().activity("processing " + resultMapNode.getValueBasedIdentifier()); // 获取<ResultMap>上的id属性 String id = resultMapNode.getStringAttribute("id", resultMapNode.getValueBasedIdentifier()); // 获取<ResultMap>上的type属性(即resultMap的返回值类型) String type = resultMapNode.getStringAttribute("type", resultMapNode.getStringAttribute("ofType", resultMapNode.getStringAttribute("resultType", resultMapNode.getStringAttribute("javaType")))); // 获取extends属性 String extend = resultMapNode.getStringAttribute("extends"); // 获取autoMapping属性 Boolean autoMapping = resultMapNode.getBooleanAttribute("autoMapping"); // 将resultMap的返回值类型转换成Class对象 Class<?> typeClass = resolveClass(type); Discriminator discriminator = null; // resultMappings用于存储<resultMap>下所有的子节点 List<ResultMapping> resultMappings = new ArrayList<ResultMapping>(); resultMappings.addAll(additionalResultMappings); // 获取并遍历<resultMap>下所有的子节点 List<XNode> resultChildren = resultMapNode.getChildren(); for (XNode resultChild : resultChildren) { // 若当前节点为<constructor>,则将它的子节点们添加到resultMappings中去 if ("constructor".equals(resultChild.getName())) { processConstructorElement(resultChild, typeClass, resultMappings); } // 若当前节点为<discriminator>,则进行条件判断,并将命中的子节点添加到resultMappings中去 else if ("discriminator".equals(resultChild.getName())) { discriminator = processDiscriminatorElement(resultChild, typeClass, resultMappings); } // 若当前节点为<result>、<association>、<collection>,则将其添加到resultMappings中去 else { // PS:flags仅用于区分当前节点是否是<id>或<idArg>,因为这两个节点的属性名为name,而其他节点的属性名为property List<ResultFlag> flags = new ArrayList<ResultFlag>(); if ("id".equals(resultChild.getName())) { flags.add(ResultFlag.ID); } resultMappings.add(buildResultMappingFromContext(resultChild, typeClass, flags)); } } // ResultMapResolver的作用是生成ResultMap对象,并将其加入到Configuration对象的resultMaps容器中(具体过程见下) ResultMapResolver resultMapResolver = new ResultMapResolver(builderAssistant, id, typeClass, extend, discriminator, resultMappings, autoMapping); try { return resultMapResolver.resolve(); } catch (IncompleteElementException e) { configuration.addIncompleteResultMap(resultMapResolver); throw e; } }

    ResultMapResolver这个类很纯粹,有且仅有一个函数resolve,用于构造ResultMap对象,并将其存入Configuration对象的resultMaps容器中;而这个过程是借助于MapperBuilderAssistant.addResultMap完成的。 public ResultMap resolve() { return assistant.addResultMap(this.id, this.type, this.extend, this.discriminator, this.resultMappings, this.autoMapping); }

  • sqlElement函数 该函数用于解析映射文件中所有的<sql>节点,并将这些节点存储在当前映射文件所对应的XMLMapperBuilder对象的sqlFragments容器中,供解析sql语句时使用。 <sql id="userColumns"> ${alias}.id,${alias}.username,${alias}.password </sql>
  • buildStatementFromContext函数 该函数会将映射文件中的sql语句解析成MappedStatement对象,并存在configurationmappedStatements

2.3.3 创建SqlSessionFactory对象

public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream, String environment, Properties properties) {
  try {
    XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, environment, properties);
    return build(parser.parse());
  } catch (Exception e) {
    throw ExceptionFactory.wrapException("Error building SqlSession.", e);
  } finally {
    ErrorContext.instance().reset();
    try {
      inputStream.close();
    } catch (IOException e) {
      // Intentionally ignore. Prefer previous error.
    }
  }
}

回过头来再看一下SqlSessionFactorybuild函数,刚才说了半天,介绍了XMLConfigBuilder解析映射文件的过程,解析完成之后parser.parse()函数会返回一个包含了映射文件解析结果的configuration对象,紧接着,这个对象将作为参数传递给另一个build函数,如下:

  public SqlSessionFactory build(Configuration config) {
    return new DefaultSqlSessionFactory(config);
  }

这个函数将configuration作为参数,创建了DefaultSqlSessionFactory对象。 DefaultSqlSessionFactory是接口SqlSessionFactory的一个实现类,SqlSessionFactory的体系结构如下图所示:

此时,SqlSessionFactory创建完毕!

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