Mybatis(底层初始化原理)

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-03-22 15:39 232阅读 0赞

对于任何框架而言，在使用前都要进行一系列的初始化，MyBatis也不例外。本章将通过以下几点详细介绍MyBatis的初始化过程。

1. MyBatis的初始化做了什么

2. MyBatis基于XML配置文件创建Configuration对象的过程

3. 手动加载XML配置文件创建Configuration对象完成初始化，创建并使用SqlSessionFactory对象

4. 涉及到的设计模式

## **一、 MyBatis的初始化做了什么** ##

任何框架的初始化，无非是加载自己运行时所需要的配置信息。MyBatis的配置信息，大概包含以下信息，其高层级结构如下：

**1 configuration 配置**

× properties 属性  
        × settings 设置  
        × typeAliases 类型命名  
        × typeHandlers 类型处理器  
        × objectFactory 对象工厂  
        × plugins 插件  
        × environments 环境  
        × environment 环境变量  
        × transactionManager 事务管理器  
        × dataSource 数据源

**2 映射器**

MyBatis的上述配置信息会配置在XML配置文件中，那么，这些信息被加载进入MyBatis内部，MyBatis是怎样维护的呢？

MyBatis采用了一个非常直白和简单的方式---使用 org.apache.ibatis.session.Configuration 对象作为一个所有配置信息的容器，Configuration对象的组织结构和XML配置文件的组织结构几乎完全一样（当然，Configuration对象的功能并不限于此，它还负责创建一些MyBatis内部使用的对象，如Executor等，这将在后续的文章中讨论）。如下图所示：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2J1Z19yZW1vdmVy_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

MyBatis根据初始化好Configuration信息，这时候用户就可以使用MyBatis进行数据库操作了。

可以这么说，MyBatis初始化的过程，就是创建 Configuration对象的过程。

MyBatis的初始化可以有两种方式：

(1)基于XML配置文件：基于XML配置文件的方式是将MyBatis的所有配置信息放在XML文件中，MyBatis通过加载并XML配置文件，将配置文信息组装成内部的Configuration对象;

(2)基于Java API：这种方式不使用XML配置文件，需要MyBatis使用者在Java代码中，手动创建Configuration对象，然后将配置参数set 进入Configuration对象中.

接下来我们将通过 基于XML配置文件方式的MyBatis初始化，深入探讨MyBatis是如何通过配置文件构建Configuration对象，并使用它的。

## **二、MyBatis基于XML配置文件创建Configuration对象的过程** ##

现在就从使用MyBatis的简单例子入手，深入分析一下MyBatis是怎样完成初始化的，都初始化了什么。看以下代码：

String resource = "mybatis-config.xml";
    InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
    SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
    SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
    List list = sqlSession.selectList("com.foo.bean.BlogMapper.queryAllBlogInfo");

有过MyBatis使用经验的读者会知道，上述语句的作用是执行com.foo.bean.BlogMapper.queryAllBlogInfo 定义的SQL语句，返回一个List结果集。总的来说，上述代码经历了mybatis初始化 -->创建SqlSession -->执行SQL语句 返回结果三个过程。

上述代码的功能是根据配置文件mybatis-config.xml  配置文件，创建SqlSessionFactory对象，然后产生SqlSession，执行SQL语句。而mybatis的初始化就发生在第三句：SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);  现在就让我们看看第三句到底发生了什么。

### **MyBatis初始化基本过程：** ###

SqlSessionFactoryBuilder根据传入的数据流生成Configuration对象，然后根据Configuration对象创建默认的SqlSessionFactory实例。

初始化的基本过程如下序列图所示：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2J1Z19yZW1vdmVy_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

由上图所示，mybatis初始化要经过简单的以下几步：

1. 调用SqlSessionFactoryBuilder对象的build(inputStream)方法；

2. SqlSessionFactoryBuilder会根据输入流inputStream等信息创建XMLConfigBuilder对象;

3. SqlSessionFactoryBuilder调用XMLConfigBuilder对象的parse()方法；

4. XMLConfigBuilder对象返回Configuration对象；

5. SqlSessionFactoryBuilder根据Configuration对象创建一个DefaultSessionFactory对象；

6. SqlSessionFactoryBuilder返回 DefaultSessionFactory对象给Client，供Client使用。

SqlSessionFactoryBuilder相关的代码如下所示：

public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream)
    {
       return build(inputStream, null, null);
    }
    public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream, String environment, Properties properties)
    {
       try
       {
           //2. 创建XMLConfigBuilder对象用来解析XML配置文件，生成Configuration对象
           XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, environment, properties);
           //3. 将XML配置文件内的信息解析成Java对象Configuration对象
           Configuration config = parser.parse();
           //4. 根据Configuration对象创建出SqlSessionFactory对象
           return build(config);
       }
       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.
           }
       }
    }
    //从此处可以看出，MyBatis内部通过Configuration对象来创建SqlSessionFactory,用户也可以自己通过API构造好Configuration对象，调用此方法创建SqlSessionFactory
    public SqlSessionFactory build(Configuration config)
    {
       return new DefaultSqlSessionFactory(config);
    }

上述的初始化过程中，涉及到了以下几个对象：

SqlSessionFactoryBuilder ： SqlSessionFactory的构造器，用于创建SqlSessionFactory，采用了Builder设计模式;

Configuration ：该对象是mybatis-config.xml文件中所有mybatis配置信息;

SqlSessionFactory：SqlSession工厂类，以工厂形式创建SqlSession对象，采用了Factory工厂设计模式;

XmlConfigParser ：负责将mybatis-config.xml配置文件解析成Configuration对象，共SqlSessonFactoryBuilder使用，创建SqlSessionFactory.

**创建Configuration对象的过程**

接着上述的 MyBatis初始化基本过程讨论，当SqlSessionFactoryBuilder执行build()方法，调用了XMLConfigBuilder的parse()方法，然后返回了Configuration对象。那么parse()方法是如何处理XML文件，生成Configuration对象的呢？

1. XMLConfigBuilder会将XML配置文件的信息转换为Document对象，而XML配置定义文件DTD转换成XMLMapperEntityResolver对象，然后将二者封装到XpathParser对象中，XpathParser的作用是提供根据Xpath表达式获取基本的DOM节点Node信息的操作。如下图所示：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2J1Z19yZW1vdmVy_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2J1Z19yZW1vdmVy_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

2.  之后XMLConfigBuilder调用parse()方法：会从XPathParser中取出 <configuration>节点对应的Node对象，然后解析此Node节点的子Node：properties, settings, typeAliases,typeHandlers, objectFactory, objectWrapperFactory, plugins, environments,databaseIdProvider, mappers

public Configuration parse()
       {
           if (parsed)
           {
               throw new BuilderException("Each XMLConfigBuilder can only be used once.");
           }
           parsed = true;
           //源码中没有这一句，只有 parseConfiguration(parser.evalNode("/configuration"));
           //为了让读者看得更明晰，源码拆分为以下两句
           XNode configurationNode = parser.evalNode("/configuration");
           parseConfiguration(configurationNode);
           return configuration;
       }
       /*
       解析 "/configuration"节点下的子节点信息，然后将解析的结果设置到Configuration对象中
       */
     private void parseConfiguration(XNode root) {
       try {
         //1.首先处理properties 节点  
         propertiesElement(root.evalNode("properties")); //issue #117 read properties first
         //2.处理typeAliases
         typeAliasesElement(root.evalNode("typeAliases"));
         //3.处理插件
         pluginElement(root.evalNode("plugins"));
         //4.处理objectFactory
         objectFactoryElement(root.evalNode("objectFactory"));
         //5.objectWrapperFactory
         objectWrapperFactoryElement(root.evalNode("objectWrapperFactory"));
         //6.settings
         settingsElement(root.evalNode("settings"));
         //7.处理environments
         environmentsElement(root.evalNode("environments")); // read it after objectFactory and objectWrapperFactory issue #631
         //8.database
         databaseIdProviderElement(root.evalNode("databaseIdProvider"));
         //9. typeHandlers
         typeHandlerElement(root.evalNode("typeHandlers"));
         //10 mappers
         mapperElement(root.evalNode("mappers"));
       } catch (Exception e) {
         throw new BuilderException("Error parsing SQL Mapper Configuration. Cause: " + e, e);
       }
     }

注意：在上述代码中，还有一个非常重要的地方，就是解析XML配置文件子节点<mappers>的方法mapperElements(root.evalNode("mappers")), 它将解析我们配置的Mapper.xml配置文件，Mapper配置文件可以说是MyBatis的核心，MyBatis的特性和理念都体现在此Mapper的配置和设计上，我们将在后续的文章中讨论它，敬请期待～

3.  然后将这些值解析出来设置到Configuration对象中。

解析子节点的过程这里就不一一介绍了，用户可以参照MyBatis源码仔细揣摩，我们就看上述的environmentsElement(root.evalNode("environments")); 方法是如何将environments的信息解析出来，设置到Configuration对象中的：

/*
      解析environments节点，并将结果设置到Configuration对象中
      注意：创建envronment时，如果SqlSessionFactoryBuilder指定了特定的环境（即数据源）；
            则返回指定环境（数据源）的Environment对象，否则返回默认的Environment对象；
            这种方式实现了MyBatis可以连接多数据源
    */
    private void environmentsElement(XNode context) throws Exception
    {
       if (context != null)
       {
           if (environment == null)
           {
               environment = context.getStringAttribute("default");
           }
           for (XNode child : context.getChildren())
           {
               String id = child.getStringAttribute("id");
               if (isSpecifiedEnvironment(id))
               {
                   //1.创建事务工厂 TransactionFactory
                   TransactionFactory txFactory = transactionManagerElement(child.evalNode("transactionManager"));
                   DataSourceFactory dsFactory = dataSourceElement(child.evalNode("dataSource"));
                   //2.创建数据源DataSource
                   DataSource dataSource = dsFactory.getDataSource();
                   //3. 构造Environment对象
                   Environment.Builder environmentBuilder = new Environment.Builder(id)
                   .transactionFactory(txFactory)
                   .dataSource(dataSource);
                   //4. 将创建的Envronment对象设置到configuration 对象中
                   configuration.setEnvironment(environmentBuilder.build());
               }
           }
       }
    }
    private boolean isSpecifiedEnvironment(String id)
    {
       if (environment == null)
       {
           throw new BuilderException("No environment specified.");
       }
       else if (id == null)
       {
           throw new BuilderException("Environment requires an id attribute.");
       }
       else if (environment.equals(id))
       {
           return true;
       }
       return false;
    }

4.  返回Configuration对象

我们将上述的MyBatis初始化基本过程的序列图细化。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2J1Z19yZW1vdmVy_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

## **三、手动加载XML配置文件创建Configuration对象完成初始化，创建并使用SqlSessionFactory对象** ##

我们可以使用XMLConfigBuilder手动解析XML配置文件来创建Configuration对象，代码如下：

String resource = "mybatis-config.xml";
    InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
    //手动创建XMLConfigBuilder，并解析创建Configuration对象
    XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, null,null);
    Configuration configuration=parse();
    //使用Configuration对象创建SqlSessionFactory
    SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(configuration);
    //使用MyBatis
    SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
    List list = sqlSession.selectList("com.foo.bean.BlogMapper.queryAllBlogInfo");

## **四、涉及到的设计模式** ##

初始化的过程涉及到创建各种对象，所以会使用一些创建型的设计模式。在初始化的过程中，Builder模式运用的比较多。

### Builder模式应用1： SqlSessionFactory的创建 ###

对于创建SqlSessionFactory时，会根据情况提供不同的参数，其参数组合可以有以下几种：

![20190129095648101.png][]

由于构造时参数不定，可以为其创建一个构造器Builder，将SqlSessionFactory的构建过程和表示分开：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2J1Z19yZW1vdmVy_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

MyBatis将SqlSessionFactoryBuilder和SqlSessionFactory相互独立。

### Builder模式应用2： 数据库连接环境Environment对象的创建 ###

在构建Configuration对象的过程中，XMLConfigParser解析 mybatis XML配置文件节点<environment>节点时，会有以下相应的代码：

private void environmentsElement(XNode context) throws Exception {
       if (context != null) {
         if (environment == null) {
           environment = context.getStringAttribute("default");
         }
         for (XNode child : context.getChildren()) {
           String id = child.getStringAttribute("id");
           //是和默认的环境相同时，解析之
           if (isSpecifiedEnvironment(id)) {
             TransactionFactory txFactory = transactionManagerElement(child.evalNode("transactionManager"));
             DataSourceFactory dsFactory = dataSourceElement(child.evalNode("dataSource"));
             DataSource dataSource = dsFactory.getDataSource();
    
             //使用了Environment内置的构造器Builder，传递id 事务工厂和数据源
             Environment.Builder environmentBuilder = new Environment.Builder(id)
                 .transactionFactory(txFactory)
                 .dataSource(dataSource);
             configuration.setEnvironment(environmentBuilder.build());
           }
         }
       }
     }

在Environment内部，定义了静态内部Builder类：

public final class Environment {
     private final String id;
     private final TransactionFactory transactionFactory;
     private final DataSource dataSource;
    
     public Environment(String id, TransactionFactory transactionFactory, DataSource dataSource) {
       if (id == null) {
         throw new IllegalArgumentException("Parameter 'id' must not be null");
       }
       if (transactionFactory == null) {
           throw new IllegalArgumentException("Parameter 'transactionFactory' must not be null");
       }
       this.id = id;
       if (dataSource == null) {
         throw new IllegalArgumentException("Parameter 'dataSource' must not be null");
       }
       this.transactionFactory = transactionFactory;
       this.dataSource = dataSource;
     }
    
     public static class Builder {
         private String id;
         private TransactionFactory transactionFactory;
         private DataSource dataSource;
    
       public Builder(String id) {
         this.id = id;
       }
    
       public Builder transactionFactory(TransactionFactory transactionFactory) {
         this.transactionFactory = transactionFactory;
         return this;
       }
    
       public Builder dataSource(DataSource dataSource) {
         this.dataSource = dataSource;
         return this;
       }
    
       public String id() {
         return this.id;
       }
    
       public Environment build() {
         return new Environment(this.id, this.transactionFactory, this.dataSource);
       }
    
     }
    
     public String getId() {
       return this.id;
     }
    
     public TransactionFactory getTransactionFactory() {
       return this.transactionFactory;
     }
    
     public DataSource getDataSource() {
       return this.dataSource;
     }
    
    }

以上就是MyBatis的初始化过程.

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2J1Z19yZW1vdmVy_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220322/d095f15504044d15bcd2dbd4efef715c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2J1Z19yZW1vdmVy_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220322/d8bd85f117b34254a90c918eea33003c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2J1Z19yZW1vdmVy_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220322/42189b5224904dcab92478698e140414.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2J1Z19yZW1vdmVy_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20220322/2e9c547abfb845819d7c079a78ac190e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2J1Z19yZW1vdmVy_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20220322/355a4b78f5d44285a8229acbda12ca28.png
[20190129095648101.png]: /images/20220322/2488017e708d4d65be81311d8d61cde8.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2J1Z19yZW1vdmVy_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20220322/43864c4acf3e47c68713ec9c01b447b2.png