从 Spring 集成 MyBatis 到浅析 Java 动态代理

因为 MyBatis 的易上手性和可控性,使得它成为了 ORM框架中的首选。近日新起了一个项目,所以重新搭建了一下 Spring-mybatis, 下面是搭建笔记和从 Spring-mybatis源码分析其如何使用 Java动态代理,希望对大家有帮助。

Spring 集成 Mybatis

Spring 集成 Mybatis的方式有很多种,大家耳熟能详的 xml配置方式或者本文的采用的方式: 首先需要添加 MyBatis的和 MyBatis-Spring的依赖,本文使用的 Spring-mybatis版本是1.3.1。在 mvnrepository里面我们可以找到当前 Spring-mybatis依赖的 springmybatis版本,最好是选择匹配的版本以避免处理不必要的兼容性问题。因为 MyBatis-Spring中对 mybatis的依赖选择了 provided模式,所以我们不得不额外添加 mybatis依赖,依赖配置如下。

<dependency>    <groupId>org.mybatis</groupId>    <artifactId>mybatis-spring</artifactId>    <version>1.3.1</version></dependency><dependency>      <groupId>org.mybatis</groupId>      <artifactId>mybatis</artifactId>      <version>3.4.1</version></dependency>

接下来会我们要创建工厂bean,放置下面的代码在 Spring 的 XML 配置文件中:

<bean id="sqlSessionFactory" class="org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean">  <property name="dataSource" ref="dataSource" /></bean>

这个工厂需要一个 DataSource,就是我们熟知的数据源了。这里我们选择了阿里的 Druid,同样我们需要引入两个配置

<dependency> <groupId>mysql</groupId> <artifactId>mysql-connector-java</artifactId> <version>5.1.41</version></dependency><dependency> <groupId>com.alibaba</groupId> <artifactId>druid</artifactId> <version>1.1.2</version></dependency>

添加 Spring配置如下

<bean id="dataSource" class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource" init-method="init" destroy-method="close">        <!-- 基本属性 url、user、password -->        <property name="url">            <value><![CDATA[${db.url}]]></value>        </property>        <property name="username" value="${db.username}"/>        <property name="password" value="${db.password}"/>               <!-- 省略其他配置 -->   </bean>

接下来我们要编写数据库访问对象,大多数人会把它叫做 DAO或者 Repository,在这里其被称为

Mapper,也是因为它的实现方式所决定。要注意的是所指定的映射器类必须是一个接口,而不是具体的实现类。这便因为 Mybatis的内部实现使用的是 Java动态代理,而 Java动态代理只支持接口,关于 动态代理我们下文有更详细的描述。

public interface UserMapper {  @Select("SELECT * FROM users WHERE id = #{userId}")  User getUser(@Param("userId") String userId);} 

接下来可以使用 MapperFactoryBean,像下面这样来把接口加入到 Spring 中,这样就把 UserMapperSessionFactory关联到一起了,原来使用 xml配置的时候还需要Dao继承 SqlSessionDaoSupport才能注入 SessionFactory,这种方式直接通过 Java动态代理SqlSessionFactory代理给了 UserMapper,使得我们直接使用 UserMapper即可。配置如下。

<bean id="userMapper" class="org.mybatis.spring.mapper.MapperFactoryBean">  <property name="mapperInterface" value="org.mybatis.spring.sample.mapper.UserMapper" />  <property name="sqlSessionFactory" ref="sqlSessionFactory" /></bean>

这样我们已经完成了90%,就差调用了,前提是你 Spring环境是OK的。调用 MyBatis 数据方法现在只需一行代码:

public class FooServiceImpl implements FooService {private UserMapper userMapper;public void setUserMapper(UserMapper userMapper) {  this.userMapper = userMapper;}public User doSomeBusinessStuff(String userId) {  return this.userMapper.getUser(userId);}

那么问题又来了,每次写一个DAO都需要为其写一个 Bean配置,那不是累死?于是我们又寻找另一种方案,代替手动声明 *MapperMapperScannerConfigurer的出现解决了这个问题, 它会根据你配置的包路径自动的扫描类文件并自动将它们创建成 MapperFactoryBean,可以在 Spring 的配置中添加如下代码:

<bean class="org.mybatis.spring.mapper.MapperScannerConfigurer">  <property name="basePackage" value="com.github.codedrinker.mapper" /></bean>

basePackage属性是让你为映射器接口文件设置基本的包路径。你可以使用分号或逗号作为分隔符设置多于一个的包路径。这个时候如果想自定义 sqlSessionFactory可以添加如下配置:

<property name="sqlSessionFactoryBeanName" value="sqlSessionFactory" />

这样以后还有一点点小瑕疵,如果我们数据的 column名字是 _连接的,那么它不会那么聪明自动转换为驼峰的变量,所以我们需要对 SqlSessionFactoryBean做如下配置,但是在1.3.0以后才可以通过xml配置,如果用早起版本的需要注意了。

<bean id="sqlSessionFactory" class="org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean">  <property name="dataSource" ref="dataSource" />  <property name="configuration">    <bean class="org.apache.ibatis.session.Configuration">      <property name="mapUnderscoreToCamelCase" value="true"/>    </bean>  </property></bean>

至此关于 SpringMyBatis的配置已经全部结束,后面我们会简单说下 SpringMyBatis中的动态代理。

浅析 Java 动态代理

JDK自带的动态代理需要了解InvocationHandler接口和Proxy类,他们都是在java.lang.reflect包下。 InvocationHandler是代理实例的调用处理程序实现的接口。每个代理实例都具有一个关联的 InvocationHandler。对代理实例调用方法时,这个方法会调用 InvocationHandlerinvoke方法。 Proxy提供静态方法用于创建动态代理类和实例,同时后面自动生成的代理类都是 Proxy对象。下面我们直接通过代码来分析 Java动态代理InvocationInterceptor实现 InvocationHandler接口,用于处理具体的代理逻辑。

/** * Created by codedrinker on 12/10/2017. */public class InvocationInterceptor implements InvocationHandler {    private Object target;    public InvocationInterceptor(Object target) {        this.target = target;    }    @Override    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {        System.out.println("before user create");        method.invoke(target, args);        System.out.println("end user create");        return null;    }}

UserUserImpl是被代理对象的接口和类

/** * Created by codedrinker on 12/10/2017. */public interface User {    void create();}
/** * Created by codedrinker on 12/10/2017. */public class UserImpl implements User {    @Override    public void create() {        System.out.println("create user");    }}

DynamicProxyTest是测试类,用于创建 InvocationInterceptorProxy类以便测试。

/** * Created by codedrinker on 12/10/2017. */public class DynamicProxyTest {    public static void main(String[] args) {        User target = new UserImpl();        InvocationInterceptor invocationInterceptor = new InvocationInterceptor(target);        User proxyInstance = (User) Proxy.newProxyInstance(UserImpl.class.getClassLoader(),                UserImpl.class.getInterfaces(),                invocationInterceptor);        proxyInstance.create();    }}

输入结果如下:

before user createcreate userend user create

很明显,我们通过proxyInstance这个代理类进行方法调用的时候,会在方法调用前后进行输出打印,这样就简单的实现了一个 Java动态代理例子。动态代理不仅仅是打印输出这么简单,我们可以通过它打印日志,打开关闭事务, 权限检查了等等。当然它更是许多框架的钟爱,就如下文我们要说的 MyBatisJava动态代理的实现。再多说一句 SpringAOP也是使用动态代理实现的,当然它同时使用了 Java动态代理CGLib两种方式。不过 CGLIB不是本文要讨论的范围。 注意观察的同学看到上面代码的时候可能发现 invoke方法的 proxy参数并没有被使用,笔者查阅了一些相关文档也没有找到合理的说法,只能在源码中看看究竟喽,笔者当前的JDK版本是1.8。我们从入口开始, Proxy.newProxyInstance:

/* * Look up or generate the designated proxy class. */@CallerSensitivepublic static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,                                      Class<?>[] interfaces,                                      InvocationHandler h)    throws IllegalArgumentException{    Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);}

如上代码由此可见,它调用了 getProxyClass0来获取 ProxyClass,那我们继续往下看。

private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,                                           Class<?>... interfaces) {    if (interfaces.length > 65535) {        throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");    }    //If the proxy class defined by the given loader implementing    //the given interfaces exists, this will simply return the cached copy;    //otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory    return proxyClassCache.get(loader, interfaces);}

其实上面写的已经很简单了,如果存在就在 proxyClassCache里面获取到,如果不存在就使用 ProxyClassFactory创建一个。当然我们如果看一下 proxyClassCache变量的话其也是 ProxyClassFactory对象。

   private static final WeakCache<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>        proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory());

那么我们直接就去查看 ProxyClassFactory的实现问题不就解决了吗?

    private static final class ProxyClassFactory        implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>    {        // prefix for all proxy class names        private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";        //next number to use for generation of unique proxy class names        private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();        @Override        public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {            String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;            /*             * Generate the specified proxy class.             */            byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(                proxyName, interfaces, accessFlags);        }    }

由上代码便一目了然了,为什么我们 Debug的时候 Proxy对象是 $Proxy0,是因为他通过 $ProxyAtomicLong拼起来的类名,其实这不是重点。重点是 ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName,interfaces,accessFlags)。这就是生成 class的地方,它把所有的条件组合好,生成 class文件,然后再加载到内存里面以供使用。有兴趣的同学可以继续往深处查看。而我们需要做的是获取到他生成的字节码,看一下里面到底是什么?当 saveGeneratedFilestrue的时候会保存 class文件,所以我们在 DynamicProxyTestmain函数添加一行即可:

System.setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");

通过 Debug我们可以发现,它存储 class文件的路径是 com/sun/proxy/$Proxy0.class,所以直接在我们项目的目录下面就能找到它,然后通过 Idea打开便得到如下代码:

public final class $Proxy0 extends Proxy implements User {    private static Method m1;    private static Method m2;    private static Method m3;    private static Method m0;    public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws  {        super(var1);    }    public final boolean equals(Object var1) throws  {        try {            return ((Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[]{var1})).booleanValue();        } catch (RuntimeException | Error var3) {            throw var3;        } catch (Throwable var4) {            throw new UndeclaredThrowableException(var4);        }    }    public final String toString() throws  {        try {            return (String)super.h.invoke(this, m2, (Object[])null);        } catch (RuntimeException | Error var2) {            throw var2;        } catch (Throwable var3) {            throw new UndeclaredThrowableException(var3);        }    }    public final void create() throws  {        try {            super.h.invoke(this, m3, (Object[])null);        } catch (RuntimeException | Error var2) {            throw var2;        } catch (Throwable var3) {            throw new UndeclaredThrowableException(var3);        }    }    public final int hashCode() throws  {        try {            return ((Integer)super.h.invoke(this, m0, (Object[])null)).intValue();        } catch (RuntimeException | Error var2) {            throw var2;        } catch (Throwable var3) {            throw new UndeclaredThrowableException(var3);        }    }    static {        try {            m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[]{Class.forName("java.lang.Object")});            m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);            m3 = Class.forName("local.dynimicproxy.User").getMethod("create", new Class[0]);            m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);        } catch (NoSuchMethodException var2) {            throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());        } catch (ClassNotFoundException var3) {            throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());        }    }}

这样好多问题就迎刃而解。 为什么 Java动态代理必须是接口,因为生成的类要去实现这个接口。 invoke方法的 proxy是干嘛的,通过 super.h.invoke(this,m3,(Object[])null);我们可以发现传递给 invoke方法的就是 Proxy本身。 同时 Proxy类也通过反射实现了 toString, equals,和 hashcode等方法。 自此关于 Java动态代理的讲解已经告段落,下面让我们简单看一下 Spring-mybatis中关于 Java动态代理的使用。

Java动态代理在Spring-mybatis中的实现

关于 Spring-mybatis的实现我们得从 MapperScannerConfigurer说起,首先 MapperScannerConfigurer实现了 BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口。而 BeanDefinitionRegistryPostProcessor依赖于 Spring框架,简单的说 BeanDefinitionRegistryPostProcessor使得我们可以将 BeanDefinition添加到 BeanDefinitionRegistry中,而 BeanDefinition描述了一个Bean实例所拥有的实例、结构参数和参数值,简单点说拥有它就可以实例化 Bean了。 BeanDefinitionRegistryPostProcessorpostProcessBeanDefinitionRegistry方法在 Bean被定义但还没被创建的时候执行,所以 Spring-mybatis也是借助了这一点。需要想需要更深入的了解可以查看 Spring的生命周期。

public class MapperScannerConfigurer implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor, InitializingBean, ApplicationContextAware, BeanNameAware {  /**   * {@inheritDoc}   *    * @since 1.0.2   */  @Override  public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) {    ClassPathMapperScanner scanner = new ClassPathMapperScanner(registry);    scanner.scan(StringUtils.tokenizeToStringArray(this.basePackage, ConfigurableApplicationContext.CONFIG_LOCATION_DELIMITERS));  }

由上代码我们可以看到在 postProcessBeanDefinitionRegistry里面得到 registry然后使用 ClassPathMapperScanner开始扫描包路径得到的 Bean并且注册到 registry里面。我们接着往里面看。

@Overridepublic Set<BeanDefinitionHolder> doScan(String... basePackages) {Set<BeanDefinitionHolder> beanDefinitions = super.doScan(basePackages);if (beanDefinitions.isEmpty()) {  logger.warn("No MyBatis mapper was found in '" + Arrays.toString(basePackages) + "' package. Please check your configuration.");} else {  processBeanDefinitions(beanDefinitions);}return beanDefinitions;}

ClassPathMapperScanner继承了 SpringClassPathBeanDefinitionScanner所以调用父类的 doScan方法就可以加载 Bean然后再通过 processBeanDefinitions方法加工成 MyBatis需要的 Bean

private void processBeanDefinitions(Set<BeanDefinitionHolder> beanDefinitions) {    GenericBeanDefinition definition;    for (BeanDefinitionHolder holder : beanDefinitions) {      definition = (GenericBeanDefinition) holder.getBeanDefinition();      definition.setBeanClass(this.mapperFactoryBean.getClass());    }  }

如上代码循环了所有由 Spring容器解析出来的 beanDefinitions然后把他们的 BeanClass修改为 mapperFactoryBean,这就进入了行文的重点。我们翻看到 MapperFactoryBean:

@Overrideprotected void checkDaoConfig() {super.checkDaoConfig();notNull(this.mapperInterface, "Property 'mapperInterface' is required");Configuration configuration = getSqlSession().getConfiguration();if (this.addToConfig && !configuration.hasMapper(this.mapperInterface)) {  try {    configuration.addMapper(this.mapperInterface);  } catch (Exception e) {    logger.error("Error while adding the mapper '" + this.mapperInterface + "' to configuration.", e);    throw new IllegalArgumentException(e);  } finally {    ErrorContext.instance().reset();  }}}

其调用了 ConfigurationaddMapper方法,这样就把 Bean交给 MyBatis管理了。那么 checkDaoConfig是什么时候调用的呢?我们翻看其父类 DaoSupport可以看到:

public abstract class DaoSupport implements InitializingBean {    @Override  public final void afterPropertiesSet() throws IllegalArgumentException, BeanInitializationException {    checkDaoConfig();  }}

因为 DaoSupport实现了 InitializingBean并重写 afterPropertiesSet方法,了解 Spring生命周期的同学知道 afterPropertiesSet方法会在资源加载完以后,初始化bean之前执行。我们继续查看 addMapper方法。

public <T> void addMapper(Class<T> type) {    if (type.isInterface()) {      if (hasMapper(type)) {        throw new BindingException("Type " + type + " is already known to the MapperRegistry.");      }      boolean loadCompleted = false;      try {        knownMappers.put(type, new MapperProxyFactory<T>(type));        // It's important that the type is added before the parser is run        // otherwise the binding may automatically be attempted by the        // mapper parser. If the type is already known, it won't try.        MapperAnnotationBuilder parser = new MapperAnnotationBuilder(config, type);        parser.parse();        loadCompleted = true;      } finally {        if (!loadCompleted) {          knownMappers.remove(type);        }      }    }}

addMapper方法最终创建了 MapperProxyFactory对象,在 MapperProxyFactory里面我们两眼泪汪汪地发现了似曾相识的代码:

protected T newInstance(MapperProxy<T> mapperProxy) {    return (T) Proxy.newProxyInstance(mapperInterface.getClassLoader(), new Class[] { mapperInterface }, mapperProxy);}public T newInstance(SqlSession sqlSession) {    final MapperProxy<T> mapperProxy = new MapperProxy<T>(sqlSession, mapperInterface, methodCache);    return newInstance(mapperProxy);}

MapperProxy实现了 InvocationHandler方法,最终实现对 Bean的代理,同时获取到上下文的 sqlSession以供使用。具体生成过程我们不再累述,直接通过其源码结束本篇文章:

public class MapperProxy<T> implements InvocationHandler, Serializable {  private static final long serialVersionUID = -6424540398559729838L;  private final SqlSession sqlSession;  private final Class<T> mapperInterface;  private final Map<Method, MapperMethod> methodCache;  public MapperProxy(SqlSession sqlSession, Class<T> mapperInterface, Map<Method, MapperMethod> methodCache) {    this.sqlSession = sqlSession;    this.mapperInterface = mapperInterface;    this.methodCache = methodCache;  }  @Override  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {    try {      if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {        return method.invoke(this, args);      } else if (isDefaultMethod(method)) {        return invokeDefaultMethod(proxy, method, args);      }    } catch (Throwable t) {      throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);    }    final MapperMethod mapperMethod = cachedMapperMethod(method);    return mapperMethod.execute(sqlSession, args);  }}

原文发布于微信公众号 - Java架构沉思录(code-thinker)

原文发表时间:2019-05-31

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