你知道 MyBatis 分页插件的原理吗？

亦凉 2021-07-31 12:45 443阅读 0赞

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作者：祖大俊

原文：my.oschina.net/zudajun/blog/745232

PageHelper是一款好用的开源免费的Mybatis第三方物理分页插件，其实我并不想加上好用两个字，但是为了表扬插件作者开源免费的崇高精神，我毫不犹豫的加上了好用一词作为赞美。

原本以为分页插件，应该是很简单的，然而PageHelper比我想象的要复杂许多，它做的很强大，也很彻底，强大到使用者可能并不需要这么多功能，彻底到一参可以两用。但是，我认为，作为分页插件，完成物理分页任务是根本，其它的很多智能并不是必要的，保持它够傻够憨，专业术语叫stupid，简单就是美。

我们将简单介绍PageHelper的基本使用和配置参数的含义，重点分析PageHelper作为Mybatis分页插件的实现原理。

### 1. PageHelper的maven依赖及插件配置 ###

<dependency>	
        <groupId>com.github.pagehelper</groupId>	
        <artifactId>pagehelper</artifactId>	
        <version>4.1.6</version>	
    </dependency>

PageHelper除了本身的jar包外，它还依赖了一个叫jsqlparser的jar包，使用时，我们不需要单独指定jsqlparser的maven依赖，maven的间接依赖会帮我们引入。

<plugin interceptor="com.github.pagehelper.PageHelper">	
        <property name="dialect" value="mysql" />	
        	
        	
        	
        <property name="offsetAsPageNum" value="false" />	
        	
        	
        <property name="rowBoundsWithCount" value="true" />	
    •	
        	
        	
    •	
        	
        	
        	
        <property name="reasonable" value="true" />	
        	
        	
        	
        	
    </plugin>

上面是PageHelper官方给的配置和注释，虽然写的很多，不过确实描述的很明白。

**dialect：**标识是哪一种数据库，设计上必须。

**offsetAsPageNum：**将RowBounds第一个参数offset当成pageNum页码使用，这就是上面说的一参两用，个人觉得完全没必要，offset = pageSize \* pageNum就搞定了，何必混用参数呢？

**rowBoundsWithCount：**设置为true时，使用RowBounds分页会进行count查询，个人觉得完全没必要，实际开发中，每一个列表分页查询，都配备一个count数量查询即可。

**reasonable**：value=true时，pageNum小于1会查询第一页，如果pageNum大于pageSize会查询最后一页 ，个人认为，参数校验在进入Mybatis业务体系之前，就应该完成了，不可能到达Mybatis业务体系内参数还带有非法的值。

这么一来，我们只需要记住 dialect = mysql 一个参数即可，其实，还有下面几个相关参数可以配置。

**autoDialect**：true or false，是否自动检测dialect。

**autoRuntimeDialect**：true or false，多数据源时，是否自动检测dialect。

**closeConn**：true or false，检测完dialect后，是否关闭Connection连接。

上面这3个智能参数，不到万不得已，我们不应该在系统中使用，我们只需要一个dialect = mysql 或者 dialect = oracle就够了，如果系统中需要使用，还是得问问自己，是否真的非用不可。

### 2. PageHelper源码分析 ###

@Intercepts(@Signature(type = Executor.class, method = "query", args = {MappedStatement.class, Object.class, RowBounds.class, ResultHandler.class}))	
    public class PageHelper implements Interceptor {	
        //sql工具类	
        private SqlUtil sqlUtil;	
        //属性参数信息	
        private Properties properties;	
        //配置对象方式	
        private SqlUtilConfig sqlUtilConfig;	
        //自动获取dialect,如果没有setProperties或setSqlUtilConfig，也可以正常进行	
        private boolean autoDialect = true;	
        //运行时自动获取dialect	
        private boolean autoRuntimeDialect;	
        //多数据源时，获取jdbcurl后是否关闭数据源	
        private boolean closeConn = true;	
        //缓存	
        private Map<String, SqlUtil> urlSqlUtilMap = new ConcurrentHashMap<String, SqlUtil>();	
        private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();	
    // ...	
    }

上面是官方源码以及源码所带的注释，我们再补充一下。

SqlUtil：数据库类型专用sql工具类，一个数据库url对应一个SqlUtil实例，SqlUtil内有一个Parser对象，如果是mysql，它是MysqlParser，如果是oracle，它是OracleParser，这个Parser对象是SqlUtil不同实例的主要存在价值。执行count查询、设置Parser对象、执行分页查询、保存Page分页对象等功能，均由SqlUtil来完成。

SqlUtilConfig：Spring Boot中使用，忽略。

autoRuntimeDialect：多个数据源切换时，比如mysql和oracle数据源同时存在，就不能简单指定dialect，这个时候就需要运行时自动检测当前的dialect。

Map<String, SqlUtil> urlSqlUtilMap：它就用来缓存autoRuntimeDialect自动检测结果的，key是数据库的url，value是SqlUtil。由于这种自动检测只需要执行1次，所以做了缓存。

ReentrantLock lock：这个lock对象是比较有意思的现象，urlSqlUtilMap明明是一个同步ConcurrentHashMap，又搞了一个lock出来同步ConcurrentHashMap做什么呢？是否是画蛇添足？在《Java并发编程实战》一书中有详细论述，简单的说，ConcurrentHashMap可以保证put或者remove方法一定是线程安全的，但它不能保证put、get、remove的组合操作是线程安全的，为了保证组合操作也是线程安全的，所以使用了lock。

com.github.pagehelper.PageHelper.java源码。

// Mybatis拦截器方法 	
       public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {	
            if (autoRuntimeDialect) {	
                // 多数据源	
                SqlUtil sqlUtil = getSqlUtil(invocation);	
                return sqlUtil.processPage(invocation);	
            } else {	
                // 单数据源	
                if (autoDialect) {	
                    initSqlUtil(invocation);	
                }	
                // 指定了dialect	
                return sqlUtil.processPage(invocation);	
            }	
        }	
        public synchronized void initSqlUtil(Invocation invocation) {	
            if (this.sqlUtil == null) {	
                this.sqlUtil = getSqlUtil(invocation);	
                if (!autoRuntimeDialect) {	
                    properties = null;	
                    sqlUtilConfig = null;	
                }	
                autoDialect = false;	
            }	
        }	
        public void setProperties(Properties p) {	
            checkVersion();	
            //多数据源时，获取jdbcurl后是否关闭数据源	
            String closeConn = p.getProperty("closeConn");	
            //解决#97	
            if(StringUtil.isNotEmpty(closeConn)){	
                this.closeConn = Boolean.parseBoolean(closeConn);	
            }	
            //初始化SqlUtil的PARAMS	
            SqlUtil.setParams(p.getProperty("params"));	
            //数据库方言	
            String dialect = p.getProperty("dialect");	
            String runtimeDialect = p.getProperty("autoRuntimeDialect");	
            if (StringUtil.isNotEmpty(runtimeDialect) && runtimeDialect.equalsIgnoreCase("TRUE")) {	
                this.autoRuntimeDialect = true;	
                this.autoDialect = false;	
                this.properties = p;	
            } else if (StringUtil.isEmpty(dialect)) {	
                autoDialect = true;	
                this.properties = p;	
            } else {	
                autoDialect = false;	
                sqlUtil = new SqlUtil(dialect);	
                sqlUtil.setProperties(p);	
            }	
        }	
    •	
        public SqlUtil getSqlUtil(Invocation invocation) {	
            MappedStatement ms = (MappedStatement) invocation.getArgs()[0];	
            //改为对dataSource做缓存	
            DataSource dataSource = ms.getConfiguration().getEnvironment().getDataSource();	
            String url = getUrl(dataSource);	
            if (urlSqlUtilMap.containsKey(url)) {	
                return urlSqlUtilMap.get(url);	
            }	
            try {	
                lock.lock();	
                if (urlSqlUtilMap.containsKey(url)) {	
                    return urlSqlUtilMap.get(url);	
                }	
                if (StringUtil.isEmpty(url)) {	
                    throw new RuntimeException("无法自动获取jdbcUrl，请在分页插件中配置dialect参数!");	
                }	
                String dialect = Dialect.fromJdbcUrl(url);	
                if (dialect == null) {	
                    throw new RuntimeException("无法自动获取数据库类型，请通过dialect参数指定!");	
                }	
                SqlUtil sqlUtil = new SqlUtil(dialect);	
                if (this.properties != null) {	
                    sqlUtil.setProperties(properties);	
                } else if (this.sqlUtilConfig != null) {	
                    sqlUtil.setSqlUtilConfig(this.sqlUtilConfig);	
                }	
                urlSqlUtilMap.put(url, sqlUtil);	
                return sqlUtil;	
            } finally {	
                lock.unlock();	
            }	
        }

**autoRuntimeDialect：**多数据源，会创建多个SqlUtil。

**autoDialect：**单数据源，只会创建1个SqlUtil。单数据源时，也可以当做多数据源来使用。

指定了dialect：只会创建1个SqlUtil。

### 3. PageSqlSource ###

public abstract class PageSqlSource implements SqlSource {	
     /**	
         * 获取正常的BoundSql	
         *	
         * @param parameterObject	
         * @return	
         */	
        protected abstract BoundSql getDefaultBoundSql(Object parameterObject);	
    •	
        /**	
         * 获取Count查询的BoundSql	
         * @param parameterObject	
         * @return	
         */	
        protected abstract BoundSql getCountBoundSql(Object parameterObject);	
    •	
        /**	
         * 获取分页查询的BoundSql	
         * @param parameterObject	
         * @return	
         */	
        protected abstract BoundSql getPageBoundSql(Object parameterObject);	
    •	
        /**	
         * 获取BoundSql	
         * @param parameterObject	
         * @return	
         */	
        @Override	
        public BoundSql getBoundSql(Object parameterObject) {	
            Boolean count = getCount();	
            if (count == null) {	
                return getDefaultBoundSql(parameterObject);	
            } else if (count) {	
                return getCountBoundSql(parameterObject);	
            } else {	
                return getPageBoundSql(parameterObject);	
            }	
        }	
    }

getDefaultBoundSql：获取原始的未经改造的BoundSql。

getCountBoundSql：不需要写count查询，插件根据分页查询sql，智能的为你生成的count查询BoundSql。

getPageBoundSql：获取分页查询的BoundSql。

举例：

DefaultBoundSql：	
    select stud_id as studId , name, email, dob, phone 	
    from students	
    CountBoundSql：	
    select count(0) from students --由PageHelper智能完成	
    PageBoundSql：	
    select stud_id as studId , name, email, dob, phone 	
    from students limit ?, ?

![640?wx\_fmt=jpeg][640_wx_fmt_jpeg 1]

public class PageStaticSqlSource extends PageSqlSource {	
        private String sql;	
        private List<ParameterMapping> parameterMappings;	
        private Configuration configuration;	
        private SqlSource original;	
    •	
        @Override	
        protected BoundSql getDefaultBoundSql(Object parameterObject) {	
            String tempSql = sql;	
            String orderBy = PageHelper.getOrderBy();	
            if (orderBy != null) {	
                tempSql = OrderByParser.converToOrderBySql(sql, orderBy);	
            }	
            return new BoundSql(configuration, tempSql, parameterMappings, parameterObject);	
        }	
    •	
        @Override	
        protected BoundSql getCountBoundSql(Object parameterObject) {	
            // localParser指的就是MysqlParser或者OracleParser	
            // localParser.get().getCountSql(sql)，可以根据原始的sql，生成一个count查询的sql	
            return new BoundSql(configuration, localParser.get().getCountSql(sql), parameterMappings, parameterObject);	
        }	
    •	
        @Override	
        protected BoundSql getPageBoundSql(Object parameterObject) {	
            String tempSql = sql;	
            String orderBy = PageHelper.getOrderBy();	
            if (orderBy != null) {	
                tempSql = OrderByParser.converToOrderBySql(sql, orderBy);	
            }	
            // getPageSql可以根据原始的sql，生成一个带有分页参数信息的sql，比如 limit ?, ?	
            tempSql = localParser.get().getPageSql(tempSql);	
            // 由于sql增加了分页参数的？号占位符，getPageParameterMapping()就是在原有List<ParameterMapping>基础上，增加两个分页参数对应的ParameterMapping对象，为分页参数赋值使用	
            return new BoundSql(configuration, tempSql, localParser.get().getPageParameterMapping(configuration, original.getBoundSql(parameterObject)), parameterObject);	
        }	
    }

假设List<ParameterMapping>原来的size=2，添加分页参数后，其size=4，具体增加多少个，看分页参数的？号数量。

其他PageSqlSource，原理和PageStaticSqlSource一模一样。

解析sql，并增加分页参数占位符，或者生成count查询的sql，都依靠Parser来完成。

### **4. com.github.pagehelper.parser.Parser** ###

![640?wx\_fmt=jpeg][640_wx_fmt_jpeg 2]

public class MysqlParser extends AbstractParser {	
        @Override	
        public String getPageSql(String sql) {	
            StringBuilder sqlBuilder = new StringBuilder(sql.length() + 14);	
            sqlBuilder.append(sql);	
            sqlBuilder.append(" limit ?,?");	
            return sqlBuilder.toString();	
        }	
    •	
        @Override	
        public Map<String, Object> setPageParameter(MappedStatement ms, Object parameterObject, BoundSql boundSql, Page<?> page) {	
            Map<String, Object> paramMap = super.setPageParameter(ms, parameterObject, boundSql, page);	
            paramMap.put(PAGEPARAMETER_FIRST, page.getStartRow());	
            paramMap.put(PAGEPARAMETER_SECOND, page.getPageSize());	
            return paramMap;	
        }	
    }

我们可以清楚的看到，MysqlParser是如何添加分页占位符和分页参数的

public abstract class AbstractParser implements Parser, Constant {	
        public String getCountSql(final String sql) {	
            return sqlParser.getSmartCountSql(sql);	
        }	
    }

生成count sql，则是前文提到的jsqlparser工具包来完成的，是另外一个开源的sql解析工具包。

### 5. SqlUtil.doProcessPage()分页查询 ###

// PageSqlSource装饰原SqlSource   	
    public void processMappedStatement(MappedStatement ms) throws Throwable {	
            SqlSource sqlSource = ms.getSqlSource();	
            MetaObject msObject = SystemMetaObject.forObject(ms);	
            SqlSource pageSqlSource;	
            if (sqlSource instanceof StaticSqlSource) {	
                pageSqlSource = new PageStaticSqlSource((StaticSqlSource) sqlSource);	
            } else if (sqlSource instanceof RawSqlSource) {	
                pageSqlSource = new PageRawSqlSource((RawSqlSource) sqlSource);	
            } else if (sqlSource instanceof ProviderSqlSource) {	
                pageSqlSource = new PageProviderSqlSource((ProviderSqlSource) sqlSource);	
            } else if (sqlSource instanceof DynamicSqlSource) {	
                pageSqlSource = new PageDynamicSqlSource((DynamicSqlSource) sqlSource);	
            } else {	
                throw new RuntimeException("无法处理该类型[" + sqlSource.getClass() + "]的SqlSource");	
            }	
            msObject.setValue("sqlSource", pageSqlSource);	
            //由于count查询需要修改返回值，因此这里要创建一个Count查询的MS	
            msCountMap.put(ms.getId(), MSUtils.newCountMappedStatement(ms));	
        }	
    •	
    // 执行分页查询	
    private Page doProcessPage(Invocation invocation, Page page, Object[] args) throws Throwable {	
            //保存RowBounds状态	
            RowBounds rowBounds = (RowBounds) args[2];	
            //获取原始的ms	
            MappedStatement ms = (MappedStatement) args[0];	
            //判断并处理为PageSqlSource	
            if (!isPageSqlSource(ms)) {	
                processMappedStatement(ms);	
            }	
            //设置当前的parser，后面每次使用前都会set，ThreadLocal的值不会产生不良影响	
            ((PageSqlSource)ms.getSqlSource()).setParser(parser);	
            try {	
                //忽略RowBounds-否则会进行Mybatis自带的内存分页	
                args[2] = RowBounds.DEFAULT;	
                //如果只进行排序 或 pageSizeZero的判断	
                if (isQueryOnly(page)) {	
                    return doQueryOnly(page, invocation);	
                }	
    •	
                //简单的通过total的值来判断是否进行count查询	
                if (page.isCount()) {	
                    page.setCountSignal(Boolean.TRUE);	
                    //替换MS	
                    args[0] = msCountMap.get(ms.getId());	
                    //查询总数	
                    Object result = invocation.proceed();	
                    //还原ms	
                    args[0] = ms;	
                    //设置总数	
                    page.setTotal((Integer) ((List) result).get(0));	
                    if (page.getTotal() == 0) {	
                        return page;	
                    }	
                } else {	
                    page.setTotal(-1l);	
                }	
                //pageSize>0的时候执行分页查询，pageSize<=0的时候不执行相当于可能只返回了一个count	
                if (page.getPageSize() > 0 &&	
                        ((rowBounds == RowBounds.DEFAULT && page.getPageNum() > 0)	
                                || rowBounds != RowBounds.DEFAULT)) {	
                    //将参数中的MappedStatement替换为新的qs	
                    page.setCountSignal(null);	
                    BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(args[1]);	
                    args[1] = parser.setPageParameter(ms, args[1], boundSql, page);	
                    page.setCountSignal(Boolean.FALSE);	
                    //执行分页查询	
                    Object result = invocation.proceed();	
                    //得到处理结果	
                    page.addAll((List) result);	
                }	
            } finally {	
                ((PageSqlSource)ms.getSqlSource()).removeParser();	
            }	
    •	
            //返回结果	
            return page;	
        }

源码中注意关键的四点即可：	
    
    	
    1、msCountMap.put(ms.getId(), MSUtils.newCountMappedStatement(ms))，	
    创建count查询的MappedStatement对象，并缓存于msCountMap。	
    2、如果count=true，则执行count查询，结果total值保存于page对象中，继续执行分页查询。	
    3、执行分页查询，将查询结果保存于page对象中，page是一个ArrayList对象。	
    4、args[2] = RowBounds.DEFAULT，改变Mybatis原有分页行为；	
    args[1] = parser.setPageParameter(ms, args[1], boundSql, page)，改变原有参数列表（增加分页参数）。

6. PageHelper的两种使用方式

第一种、直接通过RowBounds参数完成分页查询 。

List<Student> list = studentMapper.find(new RowBounds(0, 10));	
    Page page = ((Page) list;

第二种、PageHelper.startPage()静态方法

//获取第1页，10条内容，默认查询总数count	
        PageHelper.startPage(1, 10);	
    //紧跟着的第一个select方法会被分页	
        List<Country> list = studentMapper.find();	
        Page page = ((Page) list;

注：返回结果list，已经是Page对象，Page对象是一个ArrayList。

原理：使用ThreadLocal来传递和保存Page对象，每次查询，都需要单独设置PageHelper.startPage()方法。

public class SqlUtil implements Constant {	
        private static final ThreadLocal<Page> LOCAL_PAGE = new ThreadLocal<Page>();	
    }

本文中经常提到的count查询，其实是PageHelper帮助我们生成的一个MappedStatement内存对象，它可以免去我们在XXXMapper.xml内单独声明一个sql count查询，我们只需要写一个sql分页业务查询即可。

PageHelper使用建议（性能最好）：

1、明确指定dialect

2、明确编写sql分页业务和与它对应的count查询，别图省事。

**推****荐****阅****读**

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