Mybatis Mapper接口是如何找到实现类的-源码分析
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MyBatis 是一款优秀的持久层框架，它支持定制化 SQL、存储过程以及高级映射。MyBatis 避免了几乎所有的 JDBC 代码和手动设置参数以及获取结果集。我们在使用 Mybaits 进行 ，通常只需要定义几个 Mapper 接口，然后在编写一个 xml 文件，我们在配置文件中写好 sql , Mybatis 帮我们完成 Mapper 接口道具体实现的调用。以及将结果映射到 model bean 中。
我们在项目中所编写的众多的 Mapper 类只是一个接口(interface )，根据 Java 的多态性我们知道，可以使用接口接口作为形参，进而在运行时确定具体实现的对象是什么。但是，对于 Mapper 接口，我们并没有编写其实现类！Mybatis是如何找到其实现类，进而完成具体的 CRUD 方法调用的呢？原理何在？
Mapper 接口是怎么找到实现类的
为了弄清楚 Mapper 接口是如何找到实现类的，我们先回忆一下 Mybatis 是怎么使用的，根据实际的例子，进而一点点的去分析。这里的使用指的是Mybatis 单独使用，而不是整合 spring , 因为整合 spring 的话，还需要涉及 Mapper dao 装载到 spring 容器的问题，spring 帮忙创建数据源配置等问题。
通常我们使用 Mybatis 的主要步骤是：
- 构建 SqlSessionFactory ( 通过 xml 配置文件 , 或者直接编写Java代码)
- 从 SqlSessionFactory 中获取 SqlSession
- 从SqlSession 中获取 Mapper
- 调用 Mapper 的方法 ，例如：blogMapper.selectBlog(int blogId)
从一段代码看起
上面我们概括了使用 Mybatis 的4个步骤。这4个步骤看起来很简单，但是用代码写出来就很多。我们不妨先记着这4个步骤，再去看代码，会容易点。
// 1.
DataSource dataSource = BlogDataSourceFactory.getBlogDataSource();
TransactionFactory transactionFactory = new JdbcTransactionFactory();
Environment environment = new Environment("development", transactionFactory, dataSource);
Configuration configuration = new Configuration(environment);
configuration.addMapper(BlogMapper.class);// 添加Mapper接口
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(configuration);
// 2.
SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
try {
// 3.
BlogMapper mapper = session.getMapper(BlogMapper.class);
// 4.
Blog blog = mapper.selectBlog(1);
} finally {
session.close();
}
在这块代码中，第 1 部分我们使用了 Java 编码的形式来实现 SqlSessionFactory ，也可以使用 xml 。如果使用xml的话，上面的第一部分代码就是这样的：
String resource = "org/mybatis/example/mybatis-config.xml"; // xml内容就不贴了
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
我们本次的目标是弄清楚 “ Mapper 是如何找到实现类的 ”，我们注意上面代码 3 , 4 的位置：
// 3.
BlogMapper mapper = session.getMapper(BlogMapper.class);
// 4.
Blog blog = mapper.selectBlog(1);
这里 mapper 可以调用selectBlog(1) 这个方法，说明 mapper 是个对象，因为对象才具有方法行为实现啊。BlogMapper接口是不能实例化的，更没有具体方法实现。我们并没有定义一个类，让它实现BlogMapper接口，而在这里它只是通过调用session.getMapper() 所得到的。由此，我们可以推断：肯定是session.getMapper() 方法内部产生了BlogMapper的实现类。有什么技术可以根据BlogMapper 接口生成了一个实现类呢？想到这里，对于有动态代理 使用经验的程序员来说，很容易想到，这背后肯定是基于动态代理技术，具体怎么实现的呢？下面我们来根据源码一探究竟。
Mapper 接口的注册
从上面的代码中，我们知道 BlogMapper 接口的实现类是从session.getMapper中得来的，大概是基于动态代理技术实现。我们既然能够从SqlSession中得到BlogMapper接口的，那么我们肯定需要先在哪里把它放进去了，然后 SqlSession 才能生成我们想要的代理类啊。上面代码中有这么一行：
configuration.addMapper(BlogMapper.class);
跟着这个 addMapper 方法的代码实现是这样的：
public <T> void addMapper(Class<T> type) {
mapperRegistry.addMapper(type);
}
我们看到这里 mapper 实际上被添加到 mapperRegissry 中。继续跟进代码：
public class MapperRegistry {
private final Map<Class<?>, MapperProxyFactory<?>> knownMappers
= new HashMap<Class<?>, MapperProxyFactory<?>>();
public <T> void addMapper(Class<T> type) {
if (type.isInterface()) { // 只添加接口
if (hasMapper(type)) { // 不允许重复添加
throw new BindingException("Type " + type + " is already known to the MapperRegistry.");
}
boolean loadCompleted = false;
try {
knownMappers.put(type, new MapperProxyFactory<T>(type)); // 注意这里
MapperAnnotationBuilder parser = new MapperAnnotationBuilder(config, type);
parser.parse();
loadCompleted = true;
} finally {
if (!loadCompleted) {
knownMappers.remove(type);
}
}
}
}
}
看到这里我们知道上面所执行的configuration.addMapper(BlogMapper.class); 其实最终被放到了HashMap中，其名为knownMappers ，knowMappers是MapperRegistry 类的一个私有属性，它是一个HashMap 。其Key 为当前Class对象，value 为一个MapperProxyFactory 实例。
这里我们总结一下： 诸如BlogMapper 之类的Mapper接口被添加到了MapperRegistry 中的一个HashMap中。并以 Mapper 接口的 Class 对象作为 Key , 以一个携带Mapper接口作为属性的MapperProxyFactory 实例作为value 。MapperProxyFacory从名字来看，好像是一个工厂，用来创建Mapper Proxy的工厂。我们继续往下看。
Mapper接口的动态代理类的生成
上面我们已经知道，Mapper 接口被到注册到了MapperRegistry 中——放在其名为knowMappers 的HashMap属性中，我们在调用Mapper接口的方法的时候，是这样的：
BlogMapper mapper = session.getMapper(BlogMapper.class);
这里，我们跟踪一下session.getMapper() 方法的代码实现，这里 SqlSession 是一个接口，他有两个实现类，一个是DefaultSqlSession,另外一个是SqlSessionManager,这里我们用的是DefaultSqlSession. 为什么是DefaultSqlSession呢？因为我们在初始化SqlSessionFactory的时候所调用的SqlSessionFactoryBuilder的build()方法里边配置的就是DefaultSqlSession, 所以，我们进入到DefaultSession类中，看看它对session.getMapper(BlogMapper.class)是怎么实现的：
public class DefaultSqlSession implements SqlSession {
private Configuration configuration;
@Override
public <T> T getMapper(Class<T> type) {
return configuration.<T>getMapper(type, this); //最后会去调用MapperRegistry.getMapper
}
}
如代码所示，这里的 getMapper 调用了 configuration.MapperRegistry,而此前我们已经知道，MapperRegistry是存放了一个HashMap的，我们继续跟踪进去看看，那么这里的get，肯定是从这个hashMap中取数据。我们来看看代码：
public class MapperRegistry {
private final Map<Class<?>, MapperProxyFactory<?>> knownMappers = new HashMap<Class<?>, MapperProxyFactory<?>>();// Mapper 映射
public <T> T getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession) {
final MapperProxyFactory<T> mapperProxyFactory =
(MapperProxyFactory<T>) knownMappers.get(type);
try {
return mapperProxyFactory.newInstance(sqlSession); // 重点看这里
} catch (Exception e) {
}
}
}
我们调用的session.getMapper(BlogMapper.class);最终会到达上面这个方法，这个方法，根据BlogMapper的class对象,以它为key在knowMappers 中找到了对应的value —— MapperProxyFactory(BlogMapper) 对象，然后调用这个对象的newInstance()方法。根据这个名字，我们就能猜到这个方法是创建了一个对象，代码是这样的：
public class MapperProxyFactory<T> { //映射器代理工厂
private final Class<T> mapperInterface;
private Map<Method, MapperMethod> methodCache = new ConcurrentHashMap<Method, MapperMethod>();
public MapperProxyFactory(Class<T> mapperInterface) {
this.mapperInterface = mapperInterface;
}
// 删除部分代码，便于阅读
@SuppressWarnings("unchecked")
protected T newInstance(MapperProxy<T> mapperProxy) {
//使用了JDK自带的动态代理生成映射器代理类的对象
return (T) Proxy.newProxyInstance(
mapperInterface.getClassLoader(),
new Class[] { mapperInterface },
mapperProxy);
}
public T newInstance(SqlSession sqlSession) {
final MapperProxy<T> mapperProxy = new MapperProxy<T>(sqlSession, mapperInterface, methodCache);
return newInstance(mapperProxy);
}
}
看到这里，就清楚了，最终是通过Proxy.newProxyInstance产生了一个BlogMapper的代理对象。Mybatis 为了完成 Mapper 接口的实现，运用了代理模式。具体是使用了JDK动态代理，这个Proxy.newProxyInstance方法生成代理类的三个要素是：
- ClassLoader —— 指定当前接口的加载器即可
- 当前被代理的接口是什么 —— 这里就是 BlogMapper
- 代理类是什么 —— 这里就是 MapperProxy
代理模式中，代理类(MapperProxy)中才真正的完成了方法调用的逻辑。我们贴出MapperProxy的代码，如下：
public class MapperProxy<T> implements InvocationHandler, Serializable {// 实现了InvocationHandler
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
//代理以后，所有Mapper的方法调用时，都会调用这个invoke方法
if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {
try {
return method.invoke(this, args); // 注意1
} catch (Throwable t) {
throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);
}
}
final MapperMethod mapperMethod = cachedMapperMethod(method); // 使用了缓存
//执行CURD
return mapperMethod.execute(sqlSession, args); // 注意2
}
}
我们调用的 Blog blog = mapper.selectBlog(1); 实际上最后是会调用这个MapperProxy的invoke方法。这段代码中，if 语句先判断，我们想要调用的方法是否来自Object类，这里的意思就是，如果我们调用toString()方法，那么是不需要做代理增强的，直接还调用原来的method.invoke()就行了。只有调用selectBlog()之类的方法的时候，才执行增强的调用——即mapperMethod.execute(sqlSession, args);这一句代码逻辑。
而mapperMethod.execute(sqlSession, args);这句最终就会执行增删改查了，代码如下：
public Object execute(SqlSession sqlSession, Object[] args) {
Object result;
if (SqlCommandType.INSERT == command.getType()) { //insert 处理，调用SqlSession的insert
Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
result = rowCountResult(sqlSession.insert(command.getName(), param));
} else if (SqlCommandType.UPDATE == command.getType()) { // update
Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
result = rowCountResult(sqlSession.update(command.getName(), param));
} else if (SqlCommandType.DELETE == command.getType()) { // delete
Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
result = rowCountResult(sqlSession.delete(command.getName(), param));
} else if (SqlCommandType.SELECT == command.getType()) {
// 删除部分代码
} else {
throw new BindingException("Unknown execution method for: " + command.getName());
}
// 删除部分代码
return result;
}
再往下一层，就是执行JDBC那一套了，获取链接，执行，得到ResultSet，解析ResultSet映射成JavaBean。
至此，我们已经摸清楚了Blog blog = mapper.selectBlog(1); 中，BlogMapper接口调用到得到数据库数据过程中，Mybaitis 是如何为接口生成实现类的，以及在哪里出发了最终的CRUD调用。实际上，如果我们在调用Blog blog = mapper.selectBlog(1);之前，把从slqSession中得到的 mapper 对象打印出来就会看到，输出大概是这样的：
com.sun.proxy.$Proxy17
动态代理没错吧，Java动态代理实在是太美妙了。
总结
上面我们用层层深入的方式摸清楚了 Mapper接口是如何找到实现类的。我们分析了 Mapper接口是如何注册的，Mapper接口是如何产生动态代理对象的，Maper接口方法最终是如何执行的。总结起来主要就是这几个点：
1. Mapper 接口在初始SqlSessionFactory 注册的。
2. Mapper 接口注册在了名为 MapperRegistry 类的 HashMap中， key = Mapper class value = 创建当前Mapper的工厂。
3. Mapper 注册之后，可以从SqlSession中get
4. SqlSession.getMapper 运用了 JDK动态代理，产生了目标Mapper接口的代理对象。
5. 动态代理的 代理类是 MapperProxy ，这里边最终完成了增删改查方法的调用。
