1.MyBatis 功能架构

1.1 MyBatis 功能结构图 

MyBatis的整体分为三层,分别是基础支持层,核心处理层和接口层,如图所示

1.2 基础支持层

基础支持层包含整个MyBatis的基础模块,这些模块为核心处理层的功能提供了良好的支撑,下面简单描述下各个模块。

1.2.1 数据源模块

数据源是实际开发中常用的组件之一,现在开源的数据源都提供了比较丰富的功能,例如连接池功能、检测链接状态等,选择性能优秀的数据源组件对于提升ORM框架乃至整个应用的性能都是非常重要的。MyBatis自身提供了相应的数据源实现。当然MyBatis也提供了与第三方接口数据源集成的接口,这些功能都位于数据源模块之中。

1.2.2 事务管理模块

MyBatis对数据库中的事务进行了抽象,其自身提供了相应的事务接口和简单的实现,在很多场景中,MyBatis会与Spring框架集成,并由Spring框架管理事务相关配置。

1.2.3 缓存模块

在优化系统性能时,优化数据库性能是非常重要的一个环节,而添加缓存则是优化数据库时最有效的手段之一。正确、合理的使用缓存可以将一部分数据库请求拦截在缓存这一层,这就能够减少相当一部分数据库的压力。

MyBatis中提供了一级缓存和二级缓存,而这两级缓存都依赖于基础支持层中的缓存模块实现,这里需要读者注意的是MyBatis中自带的两级缓存以及整个应用是运行在一个JVM中的,共享一块堆内存,如果这两级缓存中的数据量较大,则可能影响系统中其他功能的运行,所以当需要缓存大量数据时,优先考虑使用Redis、Mongodb、Memcache等缓存产品。

1.2.4 Binding模块

在调用 SqISession 相应方法执行数据库操作时,需要指定映射文件中定义的 SQL 节点,如果出现拼写错误,我们只能在运行时才能发现相应的 异常 。 为了尽早发现这种错误, MyBatis 通过 Binding 模块将用户自定义的 Mapper 接 口与映射配置文件关联起来,系统可以通过调用自定义 Mapper 接口中的方法执行相应的 SQL 语句完成数据库操作,从而避免上述问题。值得读者注意的是,开发人员无须编写自定义 Mapper接口的实现, MyBatis会自动为 其创建动态代理对象。在有些场景中,自定义 Mapper接口可以完全代替映射配置文件, 但有的映射规则和 SQL 语句的定义还是写在映射配置文件中比较方便,例如动态 SQL 语句的定义 。

1.2.5 反射模块

Java中的反射功能虽然强大,但对大多数开发人员来说,写出高质量的反射代码还是有一定难度的。MyBatis中专门提供了反射模块,该模块对Java原生的反射进行了一系列优化,例如缓存了类的元数据,提高了反射的性能。

1.2.6 类型转换模块

MyBatis 为简化配置文件提供了别名机制 , 该机制是类型转换模 块的主要功能之一 。 类型转换模块的另一个功能是实现 JDBC 类型与 Java 类型之间的 转换,该功能在为 SQL 语句绑定实参以及 映射查询结果集 时都会涉及。在为 SQL 语 句绑定实参时, 会将数据由 Java类型转换成 JDBC 类型;而在映射结果集时,会将数 据由 JDBC类型转换成 Java类型。

1.2.7 日志模块

无论在开发测试环境中,还是在线上生产环境中,日志在整个系统中的地位都是非常重要的。良好的日志功能可以帮助开发人员和测试人员快速定位 Bug代码,也可以帮助运维人员快速定位性能瓶颈、等问题 。 目前的 Java 世界中存在很多优秀的日志框架,例如 Log4j、 Log4j2, slf4j等。 MyBatis作为一个设计优良的框架,除了提供详细的日志输出信息,还要能够集成多种日志框架,其日志模块的 一个主要功能就是集成第三方日志框架。

1.2.8 资源加载模块

资源加载模块主要是对类加载器进行封装,确定类的使用顺序,并提供了加载类文件以及其他资源文件的功能。

1.2.9 解析器模块

解析器模块主要提供了两个功能:一个功能是对XPath进行封装,为MyBatis初始化时解析mybatis-config.xml配置文件以及映射配置文件提供支持;另一个功能是为处理动态sql语句中的占位符提供支持。

1.3 核心处理层

在MyBatis的核心处理层中实现了MyBatis的核心处理流程,其中包括MyBatis的初始化以及完成一次数据库操作的全部流程,而这些都是基于基础支持层实现的。

1.3.1 配置解析

在 MyBatis 初始化过程中,会加载 mybatis-config.xml 配置文件、映射配置文件以及 Mapper 接口中的注解信息,解析后的配置信息会形成相应的对象并保存到 Configuration 对象中 。例如,节点(即ResultSet 的映射规则) 会被解析成 ResultMap 对象,定义的节点(即属性映射)会被解析成 ResultMapping对象。之后,利用该 Configuration对象创SqlSessionFactor对象。待 MyBatis 初始化之后,开发人员可以通过初始化得到SqlSessionFactory创建 SqlSession 对象并完成数据库操作。

1.3.2 参数映射-SQL解析

拼凑 SQL 语句是一件烦琐且易出错的过程,为了将开发人员从这项枯燥无趣的工作中解脱出来,MyBatis实现动态SQL语句的功能,提供了多种动态 SQL语句对应的节点, 例如,节点、节点、节点等 。通过这些节点的组合使用,开发人员可以写出几乎满足所有需求的动态 SQL语句。   MyBatis 中的scripting模块会根据用户传入的实参,解析映射文件中定义的动态SQL节点,并形成数据库可执行的SQL 语句 。之后会处理 SQL 语句中的占位符,绑定用户传入的实参。

1.3.3 SQL执行

SQL语句的执行涉及多个组件,其中比较重要的是Executor、StatementHandler、ParameterHandler和ResultSetHandler。Executor主要负责维护一级缓存和二级缓存,并提供事务管理的相关操作,它会将数据库相关操作委托给StatementHandler完成。StatementHandler首先通过ParamHandler完成SQL语句的实参绑定,然后通过java.sql.Statement对象执行SQL语句并得到结果集,最后通过ResultSetHandler完成结果集的映射,得到结果对象并返回。如图展示一条sql的执行过程:

1.3.4 插件

Mybatis 自身的功能虽然强大,但是并不能完美切 合所有 的应用场景,因此 MyBatis 提供了插件接口,我们可以通过添加用户自定义插件的方式对 MyBatis 进行扩展。用 户自定义插件也可以改变 Mybatis 的默认行为 ,例如,我们可以 拦截 SQL 语句并对其 进行重写。由于用户自定义插件会影响 MyBatis 的核心行为,在使用自定义插件之前, 开发人员需要了解 MyBatis 内部的原理,这样才能编写出安全、高效的插件。

 

2.MyBatis运行流程

  • 加载配置
    从配置文件或注解获取配置信息并加载成MappedStatement对象,此对象=传入参数的映射配置+要执行的Sql语句+结果的映射配置
  • SQL解析
    API接口层接收调用请求时,根据传入的Sql的Id找到对应的MappedStatement,再根据传入的参数对象解析MappedStatement,获得最终要执行的Sql语句和参数
  • SQL执行
    获取数据库连接,执行Sql解析获得的Sql语句和参数,并返回结果
  • 结果映射
    将数据库返回结果按映射配置转换成需要的数据类型并返回

3.MyBatis主要构件

  • SqlSession:作为MyBatis工作的主要顶层API,表示和数据库交互的会话,完成必要数据库增删改查功能
  • Executor:MyBatis执行器,是MyBatis 调度的核心,负责SQL语句的生成和查询缓存的维护
  • StatementHandler:封装了JDBC Statement操作,负责对JDBC statement 的操作,如设置参数、将Statement结果集转换成List集合
  • ParameterHandler:负责对用户传递的参数转换成JDBC Statement 所需要的参数
  • ResultSetHandler:负责将JDBC返回的ResultSet结果集对象转换成List类型的集合
  • TypeHandler:负责java数据类型和jdbc数据类型之间的映射和转换
  • MappedStatement:MappedStatement维护了一条<select|update|delete|insert>节点的封装, 封装完成后加入Configuration
  • SqlSource:负责根据用户传递的parameterObject,动态地生成SQL语句,将信息封装到BoundSql对象中,并返回
  • BoundSql:表示动态生成的SQL语句以及相应的参数信息
  • Configuration:MyBatis所有的配置信息都维持在Configuration对象之中。

MyBatis主要组件及其相互关系