MyBatis 整体架构【包含 SQL执行流程】

Mybatis 的整体架构分为三层，分别是基础支持层、核心处理层和接口层。基础支持层为核心处理层的功能提供了良好的支撑。

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一、接口层

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在不与 Spring 集成的情况下，使用 MyBatis 执行数据库的操作主要如下： 

InputStream is = Resources.getResourceAsStream("myBatis-config.xml");
SqlSessionFactoryBuilder builder = new SqlSessionFactoryBuilder();
SqlSessionFactory factory = builder.build(is);
sqlSession = factory.openSession();

SqlSession 是 MyBatis 核心接口之一，能够让你执行命令，获取映射，管理事务。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。MyBatis 提供了两个 SqlSession 接口的实现，如下，这里使用工厂模式，其中最常用的是 DefaultSqlSession 实现。
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SqlSessionFactory 负责创建 SqlSession 对象，其中只包含了多个 openSession() 方法的重载，可以通过其参数指定事务的隔离级别、底层使用 Executor 的类型以及是否自动提交事务等方面的配置。在 SqlSession 中定义了常用的数据库操作以及事务相关操作：

package org.apache.ibatis.session;

import java.io.Closeable;
import java.sql.Connection;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import org.apache.ibatis.cursor.Cursor;
import org.apache.ibatis.executor.BatchResult;

public interface SqlSession extends Closeable {

   // 定位到具体的SQL,返回值为查询结果对象
  <T> T selectOne(String statement);

  // 定位到具体的SQL,传入参数
  <T> T selectOne(String statement, Object parameter);

  // 查询结果会有多条返回记录
  <E> List<E> selectList(String statement);

  // 同上
  <E> List<E> selectList(String statement, Object parameter);

  // 返回结果为Map
  <K, V> Map<K, V> selectMap(String statement, String mapKey);
  <K, V> Map<K, V> selectMap(String statement, Object parameter, String mapKey);
  <K, V> Map<K, V> selectMap(String statement, Object parameter, String mapKey, RowBounds rowBounds);

  // 返回游标对象
  <T> Cursor<T> selectCursor(String statement);
  <T> Cursor<T> selectCursor(String statement, Object parameter);
  <T> Cursor<T> selectCursor(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds);

  // 查询结果有此处指定的ResultHandler 对象处理
  void select(String statement, Object parameter, ResultHandler handler);
  void select(String statement, ResultHandler handler);
  void select(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler handler);

   // 执行插入语句
  int insert(String statement);
  int insert(String statement, Object parameter);

  // 执行修改语句
  int update(String statement);
  int update(String statement, Object parameter);
  
  // 执行删除语句
  int delete(String statement);
  int delete(String statement, Object parameter);

  // 提交事务
  void commit();
  void commit(boolean force);

  // 回滚事务
  void rollback();
  void rollback(boolean force);

  // 刷新到数据库
  List<BatchResult> flushStatements();

  // 关闭当前session
  @Override
  void close();

  // 清空缓存
  void clearCache();

  // 获取Configuration 对象
  Configuration getConfiguration();

  // 获取 type 对应的mapper 对象
  <T> T getMapper(Class<T> type);

  // 获取对应的数据库连接
  Connection getConnection();
}

DefaultSqlSession 中的核心字段的含义：使用了策略模式，DefaultSqlSession   扮演了 Context 的角色，而将所有数据库相关的操作全部封装到 Executor 接口实现中，并通过 executor 字段选择不同的 Executor 实现。 

private final Configuration configuration;// Configuration 配置对象
private final Executor executor; //底层以来的 Executor
private final boolean autoCommit; //是否自动提交事务
private boolean dirty; //当前缓存中是否有脏数据
private List<Cursor<?>> cursorList; //统一关闭游标对象

二、核心处理层

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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全部流程，如下：
【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，定义的 <resultMap>节点会被解析成 ResultMap 对象，<result>节点会被解析成 ResultMapping 对象。之后，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。
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【2】SOL 解析与 scripting 模块：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，＜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。
【3】SOL 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（四大核心组件）。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ResultSet 的映射，得到结果对象并返回。如下展示了 MyBatis 执行一条 SQL 的过程：
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【4】插件：MyBatis 自身的功能很强大，但并不能完美适应所有的场景，因此提供了插件接口，可以通过用户自定义的方式对 MyBatis 进行扩展。例如，可以拦截 SQL 语句并对其进行重写。

MyBatis 层级结构各个组件的介绍：
【1】SqlSession：它是 MyBatis 核心 API，主要用来执行命令，获取映射，管理事务。接收开发人员提供 Statement Id 和参数。并返回操作结果。
【2】Executor ：执行器，是 MyBatis 调度的核心，负责 SQL 语句的生成以及查询缓存的维护。
【3】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。
【4】ParameterHandler : 负责对用户传递的参数转换成 JDBC Statement 所需要的参数。
【5】ResultSetHandler : 负责将 JDBC 返回的 ResultSet 结果集对象转换成 List 类型的集合。
【6】TypeHandler : 用于 Java 类型和 JDBC 类型之间的转换。
【7】MappedStatement : 动态 SQL 的封装
【8】SqlSource : 表示从 XML 文件或注释读取的映射语句的内容，它创建将从用户接收的输入参数传递给数据库的 SQL。
【9】Configuration: MyBatis 所有的配置信息都维持在 Configuration 对象之中。

三、基础支持层

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【1】反射模块：该模块对 Java 原生的反射进行了良好的封装，提供了更加简洁的 API，方便上层调用，并且对反射操作进行了一系列优化，例如缓存类的元数据，提高了反射操作的性能。
【2】类型转换模块：MyBatis 为简化配置文件提供了别名机制，该机制是类型转化模块的主要功能之一。另一个功能是 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 类型转化成 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。
【3】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快速定位bug，也可以帮助运维人员快速定位性能瓶颈问题。目前 Java 世界中存在很多优秀的日志框架，例如 Log4j、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。
【4】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它资源资源文件的功能。
【5】解析器模块：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，为处理动态SQL 语句中的占位符提供支持。
【6】数据源模块：开源的数据源都提供了丰富的功能，比如连接池功能，检测连接状态等。选择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有非常主要的帮助。MyBatis 自身提供了相应的数据源实现，也提供了与第三方数据源集成的接口。
【7】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 与Spring 框架集成，并由 Spring框架管理事务。
【8】缓存模块：优化性能时，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。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，能够减少相当一部分数据库的压力。MyBatis 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。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 等缓存产品。
【9】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。开发人员无需编写自定义 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。

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