Mybatis插件机制详解

Bug开发工程师

发布于 2018-07-23 18:41:04

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发布于 2018-07-23 18:41:04

作者：曹金桂
原文：https://www.jianshu.com/p/7c7b8c2c985d

概述

Mybatis插件又称拦截器，本篇文章中出现的拦截器都表示插件。

Mybatis采用责任链模式，通过动态代理组织多个插件（拦截器），通过这些插件可以改变Mybatis的默认行为（诸如SQL重写之类的），由于插件会深入到Mybatis的核心，因此在编写自己的插件前最好了解下它的原理，以便写出安全高效的插件。

MyBatis 允许你在已映射语句执行过程中的某一点进行拦截调用。默认情况下，MyBatis 允许使用插件来拦截的方法调用包括：

Executor (update, query, flushStatements, commit, rollback, getTransaction, close, isClosed)
ParameterHandler (getParameterObject, setParameters)
ResultSetHandler (handleResultSets, handleOutputParameters)
StatementHandler (prepare, parameterize, batch, update, query)

总体概括为：

拦截执行器的方法
拦截参数的处理
拦截结果集的处理
拦截Sql语法构建的处理

Mybatis是通过动态代理的方式实现拦截的，阅读此篇文章需要先对Java的动态代理机制有所了解。

Mybatis四大接口

既然Mybatis是对四大接口进行拦截的，那我们先要知道Mybatis的四大接口是哪些： Executor, StatementHandler, ResultSetHandler, ParameterHandler。

上图Mybatis框架的整个执行过程。Mybatis插件能够对这四大对象进行拦截，可以说包含到了Mybatis一次SQL执行的所有操作。可见Mybatis的的插件很强大。

Executor是 Mybatis的内部执行器，它负责调用StatementHandler操作数据库，并把结果集通过 ResultSetHandler进行自动映射，另外，他还处理了二级缓存的操作。从这里可以看出，我们也是可以通过插件来实现自定义的二级缓存的。
StatementHandler是Mybatis直接和数据库执行sql脚本的对象。另外它也实现了Mybatis的一级缓存。这里，我们可以使用插件来实现对一级缓存的操作(禁用等等)。
ParameterHandler是Mybatis实现Sql入参设置的对象。插件可以改变我们Sql的参数默认设置。
ResultSetHandler是Mybatis把ResultSet集合映射成POJO的接口对象。我们可以定义插件对Mybatis的结果集自动映射进行修改。

插件Interceptor

Mybatis的插件实现要实现Interceptor接口，我们看下这个接口定义的方法。

public interface Interceptor {   
   Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable;       
   Object plugin(Object target);    
   void setProperties(Properties properties);
}

这个接口只声明了三个方法：

setProperties方法是在Mybatis进行配置插件的时候可以配置自定义相关属性，即：接口实现对象的参数配置。
plugin方法是插件用于封装目标对象的，通过该方法我们可以返回目标对象本身，也可以返回一个它的代理，可以决定是否要进行拦截进而决定要返回一个什么样的目标对象，官方提供了示例：return Plugin.wrap(target, this)。
intercept方法就是要进行拦截的时候要执行的方法。

理解这个接口的定义，先要知道java动态代理机制。plugin接口即返回参数target对象(Executor/ParameterHandler/ResultSetHander/StatementHandler)的代理对象。在调用对应对象的接口的时候，可以进行拦截并处理。

Mybatis四大接口对象创建方法

Mybatis的插件是采用对四大接口的对象生成动态代理对象的方法来实现的。那么现在我们看下Mybatis是怎么创建这四大接口对象的。

public Executor newExecutor(Transaction transaction, ExecutorType executorType) {
   //确保ExecutorType不为空(defaultExecutorType有可能为空)
   executorType = executorType == null ? defaultExecutorType : executorType;
   executorType = executorType == null ? ExecutorType.SIMPLE : executorType;
   Executor executor;   if (ExecutorType.BATCH == executorType) {
      executor = new BatchExecutor(this, transaction);
   } else if (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;
}

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;
}

public ParameterHandler newParameterHandler(MappedStatement mappedStatement, Object parameterObject, BoundSql boundSql) {
   ParameterHandler parameterHandler = mappedStatement.getLang().createParameterHandler(mappedStatement, parameterObject, boundSql);
   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);
   resultSetHandler = (ResultSetHandler) interceptorChain.pluginAll(resultSetHandler);
   return resultSetHandler;
}

查看源码可以发现， Mybatis框架在创建好这四大接口对象的实例后，都会调用InterceptorChain.pluginAll()方法。InterceptorChain对象是插件执行链对象，看源码就知道里面维护了Mybatis配置的所有插件(Interceptor)对象。

// target  --> Executor/ParameterHandler/ResultSetHander/StatementHandler
public Object pluginAll(Object target) {
   for (Interceptor interceptor : interceptors) {
      target = interceptor.plugin(target);
   }
   return target;
}

其实就是按顺序执行我们插件的plugin方法，一层一层返回我们原对象(Executor/ParameterHandler/ResultSetHander/StatementHandler)的代理对象。当我们调用四大接口的方法的时候，实际上是调用代理对象的相应方法，代理对象又会调用四大接口的实例。

Plugin对象

我们知道，官方推荐插件实现plugin方法为：Plugin.wrap(target, this);

public static Object wrap(Object target, Interceptor interceptor) {
   // 获取插件的Intercepts注解
   Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap = getSignatureMap(interceptor);
   Class<?> type = target.getClass();
   Class<?>[] interfaces = getAllInterfaces(type, signatureMap);
   if (interfaces.length > 0) {
      return Proxy.newProxyInstance(type.getClassLoader(), interfaces, new Plugin(target, interceptor, signatureMap));
   }
   return target;
}

这个方法其实是Mybatis简化我们插件实现的工具方法。其实就是根据当前拦截的对象创建了一个动态代理对象。代理对象的InvocationHandler处理器为新建的Plugin对象。

插件配置注解@Intercepts

Mybatis的插件都要有Intercepts注解来指定要拦截哪个对象的哪个方法。我们知道，Plugin.warp方法会返回四大接口对象的代理对象(通过new Plugin()创建的IvocationHandler处理器)，会拦截所有的执行方法。在代理对象执行对应方法的时候，会调用InvocationHandler处理器的invoke方法。Mybatis中利用了注解的方式配置指定拦截哪些方法。具体如下：

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
   try {
      Set<Method> methods = signatureMap.get(method.getDeclaringClass());
      if (methods != null && methods.contains(method)) {
         return interceptor.intercept(new Invocation(target, method, args));
      }
      return method.invoke(target, args);
   } catch (Exception e) {
      throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(e);
   }
}

可以看到，只有通过Intercepts注解指定的方法才会执行我们自定义插件的intercept方法。未通过Intercepts注解指定的将不会执行我们的intercept方法。

官方插件开发方式

@Intercepts({@Signature(type = Executor.class, method = "query",
        args = {MappedStatement.class, Object.class, RowBounds.class, ResultHandler.class})})
public class TestInterceptor implements Interceptor {
   public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
     Object target = invocation.getTarget(); //被代理对象
     Method method = invocation.getMethod(); //代理方法
     Object[] args = invocation.getArgs(); //方法参数
     // do something ...... 方法拦截前执行代码块
     Object result = invocation.proceed();
     // do something .......方法拦截后执行代码块
     return result;
   }
   public Object plugin(Object target) {
     return Plugin.wrap(target, this);
   }
}

以上就是Mybatis官方推荐的插件实现的方法，通过Plugin对象创建被代理对象的动态代理对象。可以发现，Mybatis的插件开发还是很简单的。

自定义开发方式

Mybatis的插件开发通过内部提供的Plugin对象可以很简单的开发。只有理解了插件实现原理，对应不采用Plugin对象我们一样可以自己实现插件的开发。下面是我个人理解之后的自己实现的一种方式。

public class TestInterceptor implements Interceptor {
    public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
        Object target = invocation.getTarget(); //被代理对象
        Method method = invocation.getMethod(); //代理方法
        Object[] args = invocation.getArgs(); //方法参数
        // do something ...... 方法拦截前执行代码块
        Object result = invocation.proceed();
        // do something .......方法拦截后执行代码块
        return result;
    }
    public Object plugin(final Object target) {
        return Proxy.newProxyInstance(Interceptor.class.getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                return intercept(new Invocation(target, method, args));
            }
        });
    }
    public void setProperties(Properties properties) {
    }
}

当然，Mybatis插件的那这个时候Intercepts的注解起不到作用了。

小结

我们在MyBatis配置了一个插件，在运行发生了什么

所有可能被拦截的处理类都会生成一个代理
处理类代理在执行对应方法时，判断要不要执行插件中的拦截方法
执行插接中的拦截方法后，推进目标的执行

如果有N个插件，就有N个代理，每个代理都要执行上面的逻辑。这里面的层层代理要多次生成动态代理，是比较影响性能的。虽然能指定插件拦截的位置，但这个是在执行方法时动态判断，初始化的时候就是简单的把插件包装到了所有可以拦截的地方。

因此，在编写插件时需注意以下几个原则：

不编写不必要的插件；
实现plugin方法时判断一下目标类型，是本插件要拦截的对象才执行Plugin.wrap方法，否者直接返回目标本身，这样可以减少目标被代理的次数。

// 假如我们只要拦截Executor对象，那么我们应该这么做
public Object plugin(final Object target) {
   if (target instanceof Executor) {
      return Plugin.wrap(target, this);
   } else {
      return target;
   }
}

Mybatis插件很强大，可以对Mybatis框架进行很大的扩展。当然，如果你不理解Mybatis插件的原理，开发起来只能是模拟两可。在实际开发过程中，我们可以参考别人写的插件。下面是一个Mybatis分页的插件，可以为以后开发做参考。

/**
 * Mybatis - 通用分页插件（如果开启二级缓存需要注意）
 */
@Intercepts({@Signature(type = StatementHandler.class, method = "prepare", args = {Connection.class}),
        @Signature(type = ResultSetHandler.class, method = "handleResultSets", args = {Statement.class})})
@Log4j
public class PageHelper implements Interceptor {

    public static final ThreadLocal<Page> localPage = new ThreadLocal<Page>();

    /**
     * 开始分页
     *
     * @param pageNum
     * @param pageSize
     */
    public static void startPage(int pageNum, int pageSize) {
        localPage.set(new Page(pageNum, pageSize));
    }

    /**
     * 结束分页并返回结果，该方法必须被调用，否则localPage会一直保存下去，直到下一次startPage
     *
     * @return
     */
    public static Page endPage() {
        Page page = localPage.get();
        localPage.remove();
        return page;
    }

    public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
        if (localPage.get() == null) {
            return invocation.proceed();
        }
        if (invocation.getTarget() instanceof StatementHandler) {
            StatementHandler statementHandler = (StatementHandler) invocation.getTarget();
            MetaObject metaStatementHandler = SystemMetaObject.forObject(statementHandler);
            // 分离代理对象链(由于目标类可能被多个插件拦截，从而形成多次代理，通过下面的两次循环
            // 可以分离出最原始的的目标类)
            while (metaStatementHandler.hasGetter("h")) {
                Object object = metaStatementHandler.getValue("h");
                metaStatementHandler = SystemMetaObject.forObject(object);
            }
            // 分离最后一个代理对象的目标类
            while (metaStatementHandler.hasGetter("target")) {
                Object object = metaStatementHandler.getValue("target");
                metaStatementHandler = SystemMetaObject.forObject(object);
            }
            MappedStatement mappedStatement = (MappedStatement) metaStatementHandler.getValue("delegate.mappedStatement");
            //分页信息if (localPage.get() != null) {
            Page page = localPage.get();
            BoundSql boundSql = (BoundSql) metaStatementHandler.getValue("delegate.boundSql");
            // 分页参数作为参数对象parameterObject的一个属性
            String sql = boundSql.getSql();
            // 重写sql
            String pageSql = buildPageSql(sql, page);
            //重写分页sql
            metaStatementHandler.setValue("delegate.boundSql.sql", pageSql);
            Connection connection = (Connection) invocation.getArgs()[0];
            // 重设分页参数里的总页数等
            setPageParameter(sql, connection, mappedStatement, boundSql, page);
            // 将执行权交给下一个插件
            return invocation.proceed();
        } else if (invocation.getTarget() instanceof ResultSetHandler) {
            Object result = invocation.proceed();
            Page page = localPage.get();
            page.setResult((List) result);
            return result;
        }
        return null;
    }

    /**
     * 只拦截这两种类型的
     * <br>StatementHandler
     * <br>ResultSetHandler
     *
     * @param target
     * @return
     */
    public Object plugin(Object target) {
        if (target instanceof StatementHandler || target instanceof ResultSetHandler) {
            return Plugin.wrap(target, this);
        } else {
            return target;
        }
    }

    public void setProperties(Properties properties) {

    }

    /**
     * 修改原SQL为分页SQL
     *
     * @param sql
     * @param page
     * @return
     */
    private String buildPageSql(String sql, Page page) {
        StringBuilder pageSql = new StringBuilder(200);
        pageSql.append("select * from (");
        pageSql.append(sql);
        pageSql.append(" ) temp limit ").append(page.getStartRow());
        pageSql.append(" , ").append(page.getPageSize());
        return pageSql.toString();
    }

    /**
     * 获取总记录数
     *
     * @param sql
     * @param connection
     * @param mappedStatement
     * @param boundSql
     * @param page
     */
    private void setPageParameter(String sql, Connection connection, MappedStatement mappedStatement,
                                  BoundSql boundSql, Page page) {
        // 记录总记录数
        String countSql = "select count(0) from (" + sql + ") temp";
        PreparedStatement countStmt = null;
        ResultSet rs = null;
        try {
            countStmt = connection.prepareStatement(countSql);
            BoundSql countBS = new BoundSql(mappedStatement.getConfiguration(), countSql,
                    boundSql.getParameterMappings(), boundSql.getParameterObject());
            setParameters(countStmt, mappedStatement, countBS, boundSql.getParameterObject());
            rs = countStmt.executeQuery();
            int totalCount = 0;
            if (rs.next()) {
                totalCount = rs.getInt(1);
            }
            page.setTotal(totalCount);
            int totalPage = totalCount / page.getPageSize() + ((totalCount % page.getPageSize() == 0) ? 0 : 1);
            page.setPages(totalPage);
        } catch (SQLException e) {
            log.error("Ignore this exception", e);
        } finally {
            try {
                rs.close();
            } catch (SQLException e) {
                log.error("Ignore this exception", e);
            }
            try {
                countStmt.close();
            } catch (SQLException e) {
                log.error("Ignore this exception", e);
            }
        }
    }

    /**
     * 代入参数值
     *
     * @param ps
     * @param mappedStatement
     * @param boundSql
     * @param parameterObject
     * @throws SQLException
     */
    private void setParameters(PreparedStatement ps, MappedStatement mappedStatement, BoundSql boundSql,
                               Object parameterObject) throws SQLException {
        ParameterHandler parameterHandler = new DefaultParameterHandler(mappedStatement, parameterObject, boundSql);
        parameterHandler.setParameters(ps);
    }

    @Data //采用lombok插件编译
    public static class Page<E> {
        private int pageNum;
        private int pageSize;
        private int startRow;
        private int endRow;
        private long total;
        private int pages;
        private List<E> result;

        public Page(int pageNum, int pageSize) {
            this.pageNum = pageNum;
            this.pageSize = pageSize;
            this.startRow = pageNum > 0 ? (pageNum - 1) * pageSize : 0;
            this.endRow = pageNum * pageSize;
        }

    }
}

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原始发表：2018-07-03，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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