Mybatis源码学习之整体架构（一）

小咪咪 2022-05-23 05:58 247阅读 0赞

### 简述 ###

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关于ORM的定义，我们引用了一下百度百科给出的定义，总体来说ORM就是提供给开发人员API，方便操作关系型数据库的，封装了对数据库操作的过程，同时提供对象与数据之间的映射功能，解放了开发人员对访问数据库交互的维护，大大提高工作效率。

我们以传统JDBC编程中的查询操作为例进行说明，其主要步骤如下：

（1）注册数据库驱动类，明确指定数据库URL地址、数据库用户名、密码等连接信息。

（2）通过DriverManager打开数据库连接。

（3）通过数据库连接创建Statement对象。

（4）通过Statement对象执行SQL语句，得到ResultSet对象。

ORM框架的主要功能就是根据映射配置文件，完成数据在对象模型与关系模型之间的映射，同时也屏蔽了上述重复的代码，只暴露简单的API供开发人员使用。  
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### mybatis 整体架构 ###

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#### 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。

**反射模块：** MyBatis中专门提供了反射模块，该模块对Java原生的反射进行了良好的封装，提供了更加简洁易用的API，方便上层使调用，并且对反射操作进行了一系列优化，例如缓存了类的元数据，提高了反射操作的性能。

**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。

**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。

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

**解析器模块：** 解析器模块的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。

**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、检测连接状态等，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也提供了与第三方数据源集成的接口，这些功能都位于数据源模块之中。

**事务管理：** 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，

**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、合理地使用缓存可以将一部分数据库请求拦截在缓存这一层。 MyBatis中提供了一级缓存和二级缓存，而这两级缓存都是依赖于基础支持层中的缓存模块实现的。这里需要注意的是，MyBatis中自带的这两级缓存与MyBatis以及整个应用是运行在同一个JVM中的，共享同一块堆内存。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、Memcache等三方缓存产品。

**Binding模块：** 在调用SqlSession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。

### 核心处理层 ###

在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涉及的全部流程。

**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，定义的＜resultMap＞节点（即ResultSet的映射规则）会被解析成ResultMap对象；定义的＜result＞节点（即属性映射）会被解析成ResultMapping对象。然后，利用该Configuration对象创建SqlSessionFactory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。

**SQL解析与scripting模块**

MyBatis实现动态拼接SQL语句的功能，提供了多种动态SQL语句对应的节点，例如，＜where＞节点、＜if＞节点、＜foreach＞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。

**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ParameterHandler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。

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**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，需要了解MyBatis内部的原理，这样才能编写出安全、高效的插件。

### 接口层 ###

接口层相对简单，其核心是SqlSession接口，该接口中定义了MyBatis暴露给应用程序调用的API，也就是上层应用与MyBatis交互的桥梁。接口层在接收到调用请求时，会调用核心处理层的相应模块来完成具体的数据库操作。

> 接下来本人对mybatis源码的学习也会围绕其整体架构的模块，由浅入深的学习其思想及编码风格，希望通过对mybatis源码的学习打开自己对常用开源框架源码持续学习的大门，希望自己能一直将源码学习坚持下去，多学习成熟开源框架的设计思想，编码风格，从中汲取丰富的知识，进一步提高本人的编程思想及编码能力。

参考资料：

[《Mybatis 技术内幕》][Mybatis]

[《Mybatis 官方文档》][Mybatis 1]

[image]: http://om6hv2adi.bkt.clouddn.com/orm_baidu.png
[image 1]: http://om6hv2adi.bkt.clouddn.com/mybatis_orm.png
[image 2]: http://om6hv2adi.bkt.clouddn.com/mybatis_structure.png
[image 3]: http://om6hv2adi.bkt.clouddn.com/mybatis_sql.png
[Mybatis]: https://www.amazon.cn/dp/B073LWG7F7/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1528023257&sr=8-1&keywords=mybatis技术内幕
[Mybatis 1]: http://www.mybatis.org/mybatis-3/