【Spring源码】- 08 扩展点之mybatis集成

Reactor2020

发布于 2023-03-22 18:58:03

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发布于 2023-03-22 18:58:03

文章被收录于专栏：【云原生 • Prometheus】【云原生 • Prometheus】

概述

mybatis将与spring集成的代码拆分到了mybatis-spring模块，避免mybatis与spring之间的耦合，如果你只需要纯粹的使用mybatis api，就避免了必须将spring依赖也耦合进来的问题。mybatis使用中一般是将Sql语句写在xml文件中，为方便操作，我们会创建一个Mapper接口文件进行映射，mybatis提供了采用动态代理方式对Mapper接口类进行包装，这样我们就可以像使用普通对象一样执行各种方法调用。

mybatis和spring集成的一个核心任务就是将这些动态代理包装的Mapper对象注入到IoC容器中，这样其它Bean就可以方便的使用如@Autowired等方式进行依赖注入。

MapperScannerConfigurer

需要将mybatis生成的动态代理对象注入到IoC容器中，自然我们想到之前的BeanFactoryPostProcessor的子类BeanDefinitionRegistryPostProcessor这个扩展类。MapperScannerConfigurer就是实现了BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口，然后在该接口中通过类扫描器scanner进行扫描注册。

public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) {
 if (this.processPropertyPlaceHolders) {
     processPropertyPlaceHolders();
    }

    ClassPathMapperScanner scanner = new ClassPathMapperScanner(registry);
    scanner.setAddToConfig(this.addToConfig);
    scanner.setAnnotationClass(this.annotationClass);
    scanner.setMarkerInterface(this.markerInterface);
    scanner.setSqlSessionFactory(this.sqlSessionFactory);
    scanner.setSqlSessionTemplate(this.sqlSessionTemplate);
    scanner.setSqlSessionFactoryBeanName(this.sqlSessionFactoryBeanName);//指定引用的SqlSessionFactory
    scanner.setSqlSessionTemplateBeanName(this.sqlSessionTemplateBeanName);
    scanner.setResourceLoader(this.applicationContext);
    scanner.setBeanNameGenerator(this.nameGenerator);
    scanner.registerFilters();
    //basePackage指定扫描Mapper接口包路径
    scanner.scan(StringUtils.tokenizeToStringArray(this.basePackage, ConfigurableApplicationContext.CONFIG_LOCATION_DELIMITERS));
}

ClassPathMapperScanner这个就是继承之前介绍过的Spring中ClassPathBeanDefinitionScanner类扫描器进行了扩展，它可以实现将包路径下至少含有一个方法的接口类注册到IoC中。

这里有个问题：注册进入的BeanDefinition中beanClass指向的都是接口，到后续创建对象时会存在问题，接口是没法创建实例的。所以，ClassPathMapperScanner扫描器在注册完成后，又会对BeanDefinition进行处理。处理逻辑位于ClassPathMapperScanner#processBeanDefinitions()方法中，其核心逻辑见下：

private void processBeanDefinitions(Set<BeanDefinitionHolder> beanDefinitions) {
    GenericBeanDefinition definition;
    for (BeanDefinitionHolder holder : beanDefinitions) {
      definition = (GenericBeanDefinition) holder.getBeanDefinition();
      String beanClassName = definition.getBeanClassName();

      definition.getConstructorArgumentValues().addGenericArgumentValue(beanClassName); // issue #59
      definition.setBeanClass(this.mapperFactoryBeanClass);
   ...
    }
}

其中最重要的一条语句：definition.setBeanClass(this.mapperFactoryBeanClass)，偷偷的将BeanDefinition的beanClass替换成了MapperFactoryBean，而不再指向Mapper接口类。同时将Mapper接口类作为参数传入到了MapperFactoryBean中，即调用下面构造方法：

public MapperFactoryBean(Class<T> mapperInterface) {
    this.mapperInterface = mapperInterface;
}

MapperFactoryBean实现了FactoryBean接口，这样实际上它是通过getObject()方法获取到对象然后注入到IoC容器中。而在getObject()方法中，我们就可以使用mybatis api获取到Mapper接口类的动态代理对象：SqlSession#getMapper()

public T getObject() throws Exception {
    return getSqlSession().getMapper(this.mapperInterface);
}

上面我们分析了如何将Mapper接口类注入到IoC容器中的实现思路，现在总结下主要有：

基于BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口实现扩展，然后动态向IoC容器中注入Bean；
在注入时，会使用到ClassPathMapperScanner类扫描器将所有的Mapper接口类解析成BeanDefinition集合注入；
为了解决接口不能创建对象问题，再注入后又将BeanDefinition的beanClass替换成FactoryBean的实现类：MapperFactoryBean，在该实现类中通过mybatis api：SqlSession#getMapper()获取到Mapper接口的动态代理类

扩展点引入

通过MapperScannerConfigurer，解决了如何将Mapper接口类注入到IoC容器的问题，现在还有另外一个问题，这个扩展点只有注册到Spring中才会起作用，那又如何将其注册到Spring中呢？

方式一：最直接方式就是直接创建MapperScannerConfigurer类型的Bean实例，比如：

<bean class="org.mybatis.spring.mapper.MapperScannerConfigurer">
    <property name="basePackage" value="org.simon.demo01.mapper" />
    <property name="sqlSessionFactoryBeanName" value="sqlSessionFactory"/>
</bean>

这种方式是最简单直接的，但是使用角度来说不方便，所以，mybatis-spring-1.2新增了两种方式：<mybatis-scan>标签方式和@MapperScan注解方式。

首先来看下<mybatis:scan>标签方式，添加mybatis的schema，然后就可以使用<mybatis:scan base-package="org.simon.demo01.mapper"/>:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
        xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
       xmlns:mybatis="http://mybatis.org/schema/mybatis-spring"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context
        http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd
        http://mybatis.org/schema/mybatis-spring
        http://mybatis.org/schema/mybatis-spring.xsd">

    <!-- 自动扫描 -->
    <context:component-scan base-package="org.simon.demo01" />

    <bean id="dataSource" class="com.zaxxer.hikari.HikariDataSource" destroy-method="close">
        <property name="jdbcUrl" value="jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mybatis?serverTimezone=Asia/Shanghai" />
        <property name="username" value="root" />
        <property name="password" value="123456" />
    </bean>

    <bean id="sqlSessionFactory" class="org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean">
        <property name="dataSource" ref="dataSource" />
        <property name="mapperLocations" value="classpath:mapper/*.xml"></property>
    </bean>

    <mybatis:scan base-package="org.simon.demo01.mapper"/>

</beans>

后台处理类NamespaceHandler给<scan>标签注册解析器MapperScannerBeanDefinitionParser：

public class NamespaceHandler extends NamespaceHandlerSupport {

  @Override
  public void init() {
    registerBeanDefinitionParser("scan", new MapperScannerBeanDefinitionParser());
  }

}

再看下MapperScannerBeanDefinitionParser解析器：

protected AbstractBeanDefinition parseInternal(Element element, ParserContext parserContext) {
    BeanDefinitionBuilder builder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(MapperScannerConfigurer.class);

    ClassLoader classLoader = ClassUtils.getDefaultClassLoader();

    builder.addPropertyValue("processPropertyPlaceHolders", true);
    try {
      String annotationClassName = element.getAttribute(ATTRIBUTE_ANNOTATION);
      if (StringUtils.hasText(annotationClassName)) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Class<? extends Annotation> annotationClass = (Class<? extends Annotation>) classLoader
            .loadClass(annotationClassName);
        builder.addPropertyValue("annotationClass", annotationClass);
      }
      String markerInterfaceClassName = element.getAttribute(ATTRIBUTE_MARKER_INTERFACE);
      if (StringUtils.hasText(markerInterfaceClassName)) {
        Class<?> markerInterface = classLoader.loadClass(markerInterfaceClassName);
        builder.addPropertyValue("markerInterface", markerInterface);
      }
      String nameGeneratorClassName = element.getAttribute(ATTRIBUTE_NAME_GENERATOR);
      if (StringUtils.hasText(nameGeneratorClassName)) {
        Class<?> nameGeneratorClass = classLoader.loadClass(nameGeneratorClassName);
        BeanNameGenerator nameGenerator = BeanUtils.instantiateClass(nameGeneratorClass, BeanNameGenerator.class);
        builder.addPropertyValue("nameGenerator", nameGenerator);
      }
      String mapperFactoryBeanClassName = element.getAttribute(ATTRIBUTE_MAPPER_FACTORY_BEAN_CLASS);
      if (StringUtils.hasText(mapperFactoryBeanClassName)) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Class<? extends MapperFactoryBean> mapperFactoryBeanClass = (Class<? extends MapperFactoryBean>) classLoader
            .loadClass(mapperFactoryBeanClassName);
        builder.addPropertyValue("mapperFactoryBeanClass", mapperFactoryBeanClass);
      }
    } catch (Exception ex) {
      XmlReaderContext readerContext = parserContext.getReaderContext();
      readerContext.error(ex.getMessage(), readerContext.extractSource(element), ex.getCause());
    }

    builder.addPropertyValue("sqlSessionTemplateBeanName", element.getAttribute(ATTRIBUTE_TEMPLATE_REF));
    builder.addPropertyValue("sqlSessionFactoryBeanName", element.getAttribute(ATTRIBUTE_FACTORY_REF));
    builder.addPropertyValue("lazyInitialization", element.getAttribute(ATTRIBUTE_LAZY_INITIALIZATION));
    builder.addPropertyValue("basePackage", element.getAttribute(ATTRIBUTE_BASE_PACKAGE));

    return builder.getBeanDefinition();
  }

最关键的就是第一句BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(MapperScannerConfigurer.class);，又是将MapperScannerConfigurer动态注入到Spring中，下面一堆都是解析标签属性进行依赖注入。

再来看下@MapperScan注解方式，如：@MapperScan(basePackages = "org.simon.demo01.mapper")：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
@Import(MapperScannerRegistrar.class)
public @interface MapperScan {
}

@MapperScan注解上面使用了使用了一种非常常见的扩展方式：@Import扩展。通过@Import注解，引入了MapperScannerRegistrar，它是ImportBeanDefinitionRegistrar类型，通常和@Import注解组合使用，实现动态注入功能：

 @Override
  public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
    //获取注解上属性
    AnnotationAttributes mapperScanAttrs = AnnotationAttributes
        .fromMap(importingClassMetadata.getAnnotationAttributes(MapperScan.class.getName()));
    if (mapperScanAttrs != null) {
      registerBeanDefinitions(mapperScanAttrs, registry, generateBaseBeanName(importingClassMetadata, 0));
    }
  }

  void registerBeanDefinitions(AnnotationAttributes annoAttrs, BeanDefinitionRegistry registry, String beanName) {
    //创建一个MapperScannerConfigurer的BeanDefinition
    BeanDefinitionBuilder builder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(MapperScannerConfigurer.class);

    /**
     * 下面就是解析注解属性值，通过PropertyValue方式进行依赖注入到Bean中
     */
    builder.addPropertyValue("processPropertyPlaceHolders", true);

    Class<? extends Annotation> annotationClass = annoAttrs.getClass("annotationClass");
    if (!Annotation.class.equals(annotationClass)) {
      builder.addPropertyValue("annotationClass", annotationClass);
    }

    Class<?> markerInterface = annoAttrs.getClass("markerInterface");
    if (!Class.class.equals(markerInterface)) {
      builder.addPropertyValue("markerInterface", markerInterface);
    }

    ...//各种依赖注入


    builder.addPropertyValue("basePackage", StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(basePackages));

    //将生成的BeanDefinition注册到IoC中
    registry.registerBeanDefinition(beanName, builder.getBeanDefinition());

}

方法中同样有BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(MapperScannerConfigurer.class)这句，动态的将MapperScannerConfigurer注入到Spring中，然后是一堆的解析注解属性进行依赖注入，这样通过@Import+ImportBeanDefinitionRegistrar动态注入，就实现了将MapperScannerConfigurer扩展点注册到Spring中。

SpringBoot自动装配

不论是通过<mybatis:scan>标签方式，还是@MapperScan注解方式，这些是常规的第三方模块与Spring进行集成方式。这种集成方式比较繁琐的是：你不光要通过<mybatis:scan>或@MapperScan注解将第三方集成进来，你还需要初始化一些依赖对象，比如这里的DataSource、SqlSessionFactory等。当一个项目集成了很多第三方模块时，每个模块都这样搞一下，配置的工作量就大了，比如最常使用的ssm集成配，传统Spring集成要搞一大堆配置。

所以，SpringBoot提出了一个比较优秀的思想：自动装配。需要什么模块直接把依赖添加进来，自动完成装配，对于个性化可以在属性文件中进行配置，从使用角度来说，即插即用，不需要有太多的编码。第三方程序和spring就像完全融入一体一样，简化项目构建时集成成本，也降低项目配置的复杂性，所以SpringBoot会被越来越多的项目所采用，进而也推动微服务的兴起。

在SpringBoot中使用mybatis，直接依赖mybatis-spring-boot-starter，它会把mybatis、mybatis-spring和mybatis-spring-boot-autoconfigure三个依赖包都添加进来。前面两个依赖包好理解，这里关键是第三个依赖包，就是通过它实现了mybatis自动装配功能。下面我们来看下SpringBoot是如何实现mybatis的主动装配。

1、首先，定义一个mybatis主动装配配置类，如下：

@org.springframework.context.annotation.Configuration
@ConditionalOnClass({ SqlSessionFactory.class, SqlSessionFactoryBean.class })
@ConditionalOnSingleCandidate(DataSource.class)
@EnableConfigurationProperties(MybatisProperties.class)
@AutoConfigureAfter({ DataSourceAutoConfiguration.class, MybatisLanguageDriverAutoConfiguration.class })
public class MybatisAutoConfiguration implements InitializingBean {

  public MybatisAutoConfiguration(MybatisProperties properties, ObjectProvider<Interceptor[]> interceptorsProvider,
      ObjectProvider<TypeHandler[]> typeHandlersProvider, ObjectProvider<LanguageDriver[]> languageDriversProvider,
      ResourceLoader resourceLoader, ObjectProvider<DatabaseIdProvider> databaseIdProvider,
      ObjectProvider<List<ConfigurationCustomizer>> configurationCustomizersProvider) {
 ...
  }

  @Bean
  @ConditionalOnMissingBean
  public SqlSessionFactory sqlSessionFactory(DataSource dataSource) throws Exception {
    SqlSessionFactoryBean factory = new SqlSessionFactoryBean();
    factory.setDataSource(dataSource);
    factory.setVfs(SpringBootVFS.class);
    if (StringUtils.hasText(this.properties.getConfigLocation())) {
      factory.setConfigLocation(this.resourceLoader.getResource(this.properties.getConfigLocation()));
    }
    applyConfiguration(factory);
    ...//省略一堆配置
    if (factoryPropertyNames.contains("defaultScriptingLanguageDriver")) {
      factory.setDefaultScriptingLanguageDriver(defaultLanguageDriver);
    }

    return factory.getObject();
  }


  @Bean
  @ConditionalOnMissingBean
  public SqlSessionTemplate sqlSessionTemplate(SqlSessionFactory sqlSessionFactory) {
    ExecutorType executorType = this.properties.getExecutorType();
    if (executorType != null) {
      return new SqlSessionTemplate(sqlSessionFactory, executorType);
    } else {
      return new SqlSessionTemplate(sqlSessionFactory);
    }
  }

  
  public static class AutoConfiguredMapperScannerRegistrar implements BeanFactoryAware, ImportBeanDefinitionRegistrar {

    private BeanFactory beanFactory;

    @Override
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {

      if (!AutoConfigurationPackages.has(this.beanFactory)) {
        logger.debug("Could not determine auto-configuration package, automatic mapper scanning disabled.");
        return;
      }

      logger.debug("Searching for mappers annotated with @Mapper");

      List<String> packages = AutoConfigurationPackages.get(this.beanFactory);
      if (logger.isDebugEnabled()) {
        packages.forEach(pkg -> logger.debug("Using auto-configuration base package '{}'", pkg));
      }

      BeanDefinitionBuilder builder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(MapperScannerConfigurer.class);
      builder.addPropertyValue("processPropertyPlaceHolders", true);
      builder.addPropertyValue("annotationClass", Mapper.class);
      builder.addPropertyValue("basePackage", StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(packages));
      BeanWrapper beanWrapper = new BeanWrapperImpl(MapperScannerConfigurer.class);
      Stream.of(beanWrapper.getPropertyDescriptors())
          .filter(x -> x.getName().equals("lazyInitialization")).findAny()
          .ifPresent(x -> builder.addPropertyValue("lazyInitialization", "${mybatis.lazy-initialization:false}"));
      registry.registerBeanDefinition(MapperScannerConfigurer.class.getName(), builder.getBeanDefinition());
    }

    @Override
    public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) {
      this.beanFactory = beanFactory;
    }

  }


  @org.springframework.context.annotation.Configuration
  @Import(AutoConfiguredMapperScannerRegistrar.class)
  @ConditionalOnMissingBean({ MapperFactoryBean.class, MapperScannerConfigurer.class })
  public static class MapperScannerRegistrarNotFoundConfiguration implements InitializingBean {
  }
}

这里主要利用MapperScannerRegistrarNotFoundConfiguration类上的@Import(AutoConfiguredMapperScannerRegistrar.class)引入，然后在AutoConfiguredMapperScannerRegistrar中BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(MapperScannerConfigurer.class)这句又是动态注入MapperScannerConfigurer。不过，主动装配配置类中，还会把相关的依赖也一起创建、初始化，比如：SqlSessionFactory、SqlSessionTemplate。

@EnableConfigurationProperties(MybatisProperties.class)把mybatis相关配置引入进来，这样在创建、初始化过程中的定制需求就可以通过配置修改。

2、有了这个主动装配配置类还不行，下一步就是看如何让主动装配配置类生效。SpringBoot提供了SpringFactoriesLoader工厂加载机制，类似于JDK中的SPI机制，实现将模块META-INF/spring.factories文件中配置注入到Spring容器中。mybatis-spring-boot-autoconfigure模块下META-INF/spring.factories文件中就有MybatisAutoConfiguration：

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
org.mybatis.spring.boot.autoconfigure.MybatisLanguageDriverAutoConfiguration,\
org.mybatis.spring.boot.autoconfigure.MybatisAutoConfiguration

3、使用时依赖添加进来，配置下属性，就可以直接使用，基本不再需要编码：

mybatis.mapper-locations: classpath:mapper/*Mapper.xml
mybatis.type-aliases-package: com.example.demo.entity

总结

从上面来看，mybatis和spring集成的关键的是将mybatis-spring模块下MapperScannerConfigurer集成进来，因为，它是一个BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型的扩展，内部通过自定义scanner扫描Mapper接口自动注册到IoC容器中，这一点在各种集成方式中是统一一样的。不同点在于：MapperScannerConfigurer扩展类是如何被引入的。传统的Spring方式通过@Mapper注解或<mybatis:scan>自定义标签实现，但是对于一些依赖对象还是需要手工创建，比较繁琐；而SpringBoot利用自动装配，让第三方模块集成变成了一个插件，即插即用，无需太多编码。