MyBatis初始化原理

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：

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
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：
在这里插入图片描述
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：

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
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。

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：
在这里插入图片描述
由上图所示，mybatis初始化要经过简单的以下几步：

调用SqlSessionFactoryBuilder对象的build(inputStream)方法；
SqlSessionFactoryBuilder会根据输入流inputStream等信息创建XMLConfigBuilder对象;
SqlSessionFactoryBuilder调用XMLConfigBuilder对象的parse()方法；
XMLConfigBuilder对象返回Configuration对象；
SqlSessionFactoryBuilder根据Configuration对象创建一个DefaultSessionFactory对象；
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，供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？

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：

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

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;
}

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，

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");

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（建造者）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：

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：

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;
  }
}