mybatis-spring原理解析

前言

Mybatis是目前主流的Java ORM框架之一。
mybatis-spring包则是为了让Mybatis更好得整合进Spring的衍生产品。
本文就从Mybatis和mybatis-spring源码着手，以目前较为流行的用法，探究Mybatis的工作原理以及mybatis-spring是如何做到“迎合”Spring的。

一切都从配置开始

首先在pom.xml文件中引入Mybatis包和mybatis-spring包（如果是SpringBoot，引入mybatis-spring-boot-starter即可）：

<dependency>
  <groupId>org.mybatis</groupId>
  <artifactId>mybatis</artifactId>
  <version>3.5.1</version>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.mybatis</groupId>
  <artifactId>mybatis-spring</artifactId>
  <version>2.0.1</version>
</dependency>

然后在Spring的配置xml文件中声明以下bean：

<bean id="mySqlSessionFactory" class="org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean">
<property name="configLocation" value="classpath:mybatis-config.xml" />
      <property name="mapperLocations" >
          <list>
              <value>classpath*:xxx/*.xml</value>
          </list>
      </property>
      <property name="dataSource" ref="myDataSource" />
  </bean>
  <bean class="org.mybatis.spring.mapper.MapperScannerConfigurer">
      <property name="sqlSessionFactoryBeanName" value="mySqlSessionFactory" />
      <property name="basePackage" value="com.xxx.xxx.mapper" />
  </bean>

下面我们研究每个配置的作用，进而了解mybatis-spring的工作方式。

SqlSessionFactoryBean

一个FactoryBean，负责创建SqlSessionFactory，而SqlSessionFactory是创建SqlSession的工厂类。

它在初始化时会解析基本配置和XML映射文件，然后全部封装到一个Configuration对象中。创建出的SqlSessionFactory是DefaultSqlSessionFactory对象，持有这个Configuration对象。

一般来说一个应用只需要创建一个SqlSessionFactory。

这里重点关注下XML映射文件的解析，确切的说应该是解析的结果如何处理（毕竟解析的过程太复杂）。

private void configurationElement(XNode context) {
  try {
    String namespace = context.getStringAttribute("namespace");
    if (namespace == null || namespace.equals("")) {
      throw new BuilderException("Mapper's namespace cannot be empty");
    }
    builderAssistant.setCurrentNamespace(namespace);
    cacheRefElement(context.evalNode("cache-ref"));
    cacheElement(context.evalNode("cache"));
    parameterMapElement(context.evalNodes("/mapper/parameterMap"));
    resultMapElements(context.evalNodes("/mapper/resultMap"));
    sqlElement(context.evalNodes("/mapper/sql"));
    buildStatementFromContext(context.evalNodes("select|insert|update|delete"));
  } catch (Exception e) {
    throw new BuilderException("Error parsing Mapper XML. The XML location is '" + resource + "'. Cause: " + e, e);
  }
}

常用的几个节点：

• parameterMap节点解析成ParameterMap对象保存在Configuration的parameterMaps属性中；
• resultMap节点解析成ResultMap对象保存在Configuration的resultMaps属性中；
• select|insert|update|delete节点解析成MappedStatement保存在Configuration的mappedStatements属性中。

光解析完还不够，还得和映射接口关联起来。XML文件的mapper节点会有namespace属性，它的值就是映射接口的全类名。根据全类名获取到Class对象，然后Configuration对象中的MapperRegistry属性负责注册该类，就是将类对象和由它初始化的MapperProxyFactory对象组成键值对放入knownMappers属性。后面创建映射接口的实现类对象时会用到。

总结下SqlSessionFactoryBean的作用，就是创建一个SqlSessionFactory类型的单例，持有所有的配置信息和解析结果。

MapperScannerConfigurer

实现了BeanDefinitionRegistryPostProcessor，负责扫描指定包下的映射接口并向容器中注册对应的bean。

注册过程中有一些细节需要提一下，注册的bean的beanClass并不是映射接口本身，而统一是MapperFactoryBean。同时MapperScannerConfigurer创建时传入的sqlSessionFactoryBeanName所代表的SqlSessionFactory会设置到这些bean中去。

MapperFactoryBean

一个FactoryBean，负责创建对应映射接口的实现类对象，这个实现类负责完成映射接口的方法和XML定义的SQL语句的映射关系。

Mybatis通过SqlSession接口执行SQL语句，所以MapperFactoryBean会在初始化时通过持有的SqlSessionFactory对象创建一个SqlSessionTemplate（它实现了SqlSession）对象。这个SqlSessionTemplate是mybatis-spring的核心，它给常规的SqlSession赋予了更多的功能，特别是迎合Spring的功能，后面会详细描述。

我们来看一下MapperFactoryBean是如何创建映射接口的实现类对象的。
既然是FactoryBean，就是通过getObject创建需要的bean对象。跟踪方法调用，发现最终委托给了Configuration对象中MapperRegistry属性。上面简述XML解析过程时已知，MapperRegistry对象的knownMappers属性保存了映射接口的类对象和一个MapperProxyFactory对象组成的键值对。

MapperProxyFactory就是一个代理工厂类，它创建实现类对象的方式就是创建以映射接口为实现接口、MapperProxy为InvocationHandler的JDK动态代理。代理的逻辑都在MapperProxy#invoke方法中：

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
  try {
    if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {
      return method.invoke(this, args);
    } else if (isDefaultMethod(method)) {
      return invokeDefaultMethod(proxy, method, args);
    }
  } catch (Throwable t) {
    throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);
  }
  final MapperMethod mapperMethod = cachedMapperMethod(method);
  return mapperMethod.execute(sqlSession, args);
}

可以看到，我们想要实现的方法（即排除Object方法和接口的默认方法），都委托给了对应的MapperMethod去实现。方法第一次调用时，新建MapperMethod，然后放入缓存。MapperMethod包含了两个内部类属性：

• SqlCommand：负责关联SQL命令。根据接口名和方法名从Configuration对象的mappedStatements中检查并获取方法对应的SQL语句解析成的MappedStatement对象，保存它的id和SQL命令类型。
• MethodSignature：负责解析和保存方法签名信息。解析方法的参数和返回类型，保存解析后的信息。

获取MapperMethod后就是调用它的execute方法：

public Object execute(SqlSession sqlSession, Object[] args) {
  Object result;
  switch (command.getType()) {
    case INSERT: {
    Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
      result = rowCountResult(sqlSession.insert(command.getName(), param));
      break;
    }
    case UPDATE: {
      Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
      result = rowCountResult(sqlSession.update(command.getName(), param));
      break;
    }
    case DELETE: {
      Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
      result = rowCountResult(sqlSession.delete(command.getName(), param));
      break;
    }
    case SELECT:
      if (method.returnsVoid() && method.hasResultHandler()) {
        executeWithResultHandler(sqlSession, args);
        result = null;
      } else if (method.returnsMany()) {
        result = executeForMany(sqlSession, args);
      } else if (method.returnsMap()) {
        result = executeForMap(sqlSession, args);
      } else if (method.returnsCursor()) {
        result = executeForCursor(sqlSession, args);
      } else {
        Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
        result = sqlSession.selectOne(command.getName(), param);
      }
      break;
    case FLUSH:
      result = sqlSession.flushStatements();
      break;
    default:
      throw new BindingException("Unknown execution method for: " + command.getName());
  }
  if (result == null && method.getReturnType().isPrimitive() && !method.returnsVoid()) {
    throw new BindingException("Mapper method '" + command.getName() 
        + " attempted to return null from a method with a primitive return type (" + method.getReturnType() + ").");
  }
  return result;
}

方法根据SQL命令类型的不同进行不同的操作，一样的地方是都会先把方法参数转化为SQL参数形式，然后执行传进execute方法的SqlSession对象（即MapperFactoryBean对象持有的SqlSessionTemplate对象）的对应的方法。

总结下MapperScannerConfigurer和MapperFactoryBean的作用：MapperScannerConfigurer负责把配置路径下的映射接口注册为Spring容器的MapperFactoryBean类型的bean。这个工厂bean通过代理方式创建对应映射接口的实现类对象。实现类拦截映射接口的自定义方法，让SqlSessionTemplate去处理方法对应的SQL解析成的MappedStatement。

SqlSessionTemplate

实现了SqlSession，但和SqlSession默认实现类DefaultSqlSession不同的是，它是线程安全的，这意味着一个SqlSessionTemplate实例可以在多个Dao之间共享；它和Spring的事务管理紧密关联，可以实现多线程下各个事务之间的相互隔离；另外，它会把Mybatis返回的异常转化为Spring的DataAccessException。下面我们来探究它是如何做到这几点的。

SqlSessionTemplate在初始化时会通过JDK动态代理的方式创建一个实现SqlSession、以SqlSessionInterceptor为InvocationHandler的代理对象，SqlSessionTemplate的大多数方法调用都转发给这个代理。拦截的逻辑在SqlSessionInterceptor#invoke中：

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    SqlSession sqlSession = getSqlSession(
        SqlSessionTemplate.this.sqlSessionFactory,
        SqlSessionTemplate.this.executorType,
        SqlSessionTemplate.this.exceptionTranslator);
    try {
      Object result = method.invoke(sqlSession, args);
      if (!isSqlSessionTransactional(sqlSession, SqlSessionTemplate.this.sqlSessionFactory)) {
        // force commit even on non-dirty sessions because some databases require
        // a commit/rollback before calling close()
        sqlSession.commit(true);
      }
      return result;
    } catch (Throwable t) {
      Throwable unwrapped = unwrapThrowable(t);
      if (SqlSessionTemplate.this.exceptionTranslator != null && unwrapped instanceof PersistenceException) {
        // release the connection to avoid a deadlock if the translator is no loaded. See issue #22
        closeSqlSession(sqlSession, SqlSessionTemplate.this.sqlSessionFactory);
        sqlSession = null;
        Throwable translated = SqlSessionTemplate.this.exceptionTranslator.translateExceptionIfPossible((PersistenceException) unwrapped);
        if (translated != null) {
          unwrapped = translated;
        }
      }
      throw unwrapped;
    } finally {
      if (sqlSession != null) {
        closeSqlSession(sqlSession, SqlSessionTemplate.this.sqlSessionFactory);
      }
    }
  }
}

首先获取真正用来工作的SqlSession，SqlSessionUtils#getSqlSession：

public static SqlSession getSqlSession(SqlSessionFactory sessionFactory, ExecutorType executorType, PersistenceExceptionTranslator exceptionTranslator) {

  notNull(sessionFactory, NO_SQL_SESSION_FACTORY_SPECIFIED);
  notNull(executorType, NO_EXECUTOR_TYPE_SPECIFIED);

  SqlSessionHolder holder = (SqlSessionHolder) TransactionSynchronizationManager.getResource(sessionFactory);

  SqlSession session = sessionHolder(executorType, holder);
  if (session != null) {
    return session;
  }

  if (LOGGER.isDebugEnabled()) {
    LOGGER.debug("Creating a new SqlSession");
  }

  session = sessionFactory.openSession(executorType);

  registerSessionHolder(sessionFactory, executorType, exceptionTranslator, session);

  return session;
}

这里包含了与Spring事务关联的逻辑。先尝试从事务同步管理类中获取传入的SqlSessionFactory对象在当前线程绑定的SqlSessionHolder对象，如果存在就直接返回SqlSessionHolder对象持有的SqlSession对象，否则就用SqlSessionFactory创建一个新的SqlSession，调用DefaultSqlSessionFactory#openSessionFromDataSource，level默认是null，autoCommit默认false：

private SqlSession openSessionFromDataSource(ExecutorType execType, TransactionIsolationLevel level, boolean autoCommit) {
  Transaction tx = null;
  try {
    final Environment environment = configuration.getEnvironment();
    final TransactionFactory transactionFactory = getTransactionFactoryFromEnvironment(environment);
    tx = transactionFactory.newTransaction(environment.getDataSource(), level, autoCommit);
    final Executor executor = configuration.newExecutor(tx, execType);
    return new DefaultSqlSession(configuration, executor, autoCommit);
  } catch (Exception e) {
    closeTransaction(tx); // may have fetched a connection so lets call close()
    throw ExceptionFactory.wrapException("Error opening session.  Cause: " + e, e);
  } finally {
    ErrorContext.instance().reset();
  }
}

可以看到最终创建了一个DefaultSqlSession对象，这里需要注意的一点是，这里创建了Transaction和Executor，在继续往底层探索时会再提及到。

创建完之后，会根据当前线程是否存在Spring事务而选择是否封装成SqlSessionHolder放入事务同步管理类，这样以来，同线程同事务下对映射接口的调用，实际工作的都是同一个SqlSession。

我们回到SqlSessionInterceptor，获取到实际工作的DefaultSqlSession会去执行当前拦截的方法（具体我们稍后探究），如果抛出Mybatis的PersistenceException异常，初始化时设置的PersistenceExceptionTranslator对象（默认是MyBatisExceptionTranslator对象）会对异常进行转化为DataAccessException。

总结下SqlSessionTemplate的作用，它通过动态代理对方法进行拦截，然后根据当前Spring事务状态获取或创建SqlSession来进行实际的工作。

DefaultSqlSession

我们现在知道SqlSessionTemplate最终还是依赖一个DefaultSqlSession对象去处理映射接口方法对应的MappedStatement。下面我们以selectList方法为例探究具体的处理过程：

public <E> List<E> selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds) {
  try {
    MappedStatement ms = configuration.getMappedStatement(statement);
    return executor.query(ms, wrapCollection(parameter), rowBounds, Executor.NO_RESULT_HANDLER);
  } catch (Exception e) {
    throw ExceptionFactory.wrapException("Error querying database.  Cause: " + e, e);
  } finally {
    ErrorContext.instance().reset();
  }
}

首先从configuration中获取到MappedStatement对象，然后让Executor对象调用query方法。

Executor

Executor是Mybatis的执行器，负责SQL语句的生成和查询缓存的维护。

前面在创建DefaultSqlSession的时候，会先让configuration创建一个Executor，根据配置的ExecutorType选择具体的Executor实现，默认是SimpleExecutor，然后如果配置缓存开启（默认开启），则还要封装成CachingExecutor。

CachingExecutor的query方法会先从MappedStatement对象动态生成sql语句，和参数一起封装在BoundSql对象中；再根据sql、参数和返回映射等信息创建一个缓存键；然后检查XML里有没有配置二级缓存，有的话就用缓存键去查找，否则就执行它代理的Executor对象的query方法，先用缓存键去一级缓存也叫本地缓存中去查找，如果没有的话就执行doQuery方法。不同Executor实现的doQuery有所不同，但核心都是创建一个StatementHandler，然后通过它对底层JDBC Statement进行操作，最后对查询的结果集进行转化。

限于篇幅，就不继续探究StatementHandler及更底层的操作了，就再看下Mybatis是怎么管理数据库连接的。

Transaction

先回顾下这个Transaction对象是怎么来的：前面创建实际工作的DefaultSqlSession时会让TransactionFactory对象创建一个Transactio对象作为Executor对象的属性。而这个TransactionFactory对象，如何没有指定的话，默认是SpringManagedTransactionFactory对象。它接受一个DataSource创建SpringManagedTransaction，可以看到这里把事务隔离级别和是否自动提交两个参数都忽略了，那是因为mybatis-spring把事务都交给Spring去管理了。

Executor在执行doQuery方法，创建JDBC Statement对象时需要先获取到数据库连接：

protected Connection getConnection(Log statementLog) throws SQLException {
  Connection connection = transaction.getConnection();
  if (statementLog.isDebugEnabled()) {
    return ConnectionLogger.newInstance(connection, statementLog, queryStack);
  } else {
    return connection;
  }
}

继续看到SpringManagedTransaction，它的Connection是通过DataSourceUtils调用getConnection方法获取的，核心逻辑在doGetConnection方法中：

public static Connection doGetConnection(DataSource dataSource) throws SQLException {
   Assert.notNull(dataSource, "No DataSource specified");

   ConnectionHolder conHolder = (ConnectionHolder) TransactionSynchronizationManager.getResource(dataSource);
   if (conHolder != null && (conHolder.hasConnection() || conHolder.isSynchronizedWithTransaction())) {
      conHolder.requested();
      if (!conHolder.hasConnection()) {
         logger.debug("Fetching resumed JDBC Connection from DataSource");
         conHolder.setConnection(fetchConnection(dataSource));
      }
      return conHolder.getConnection();
   }
   // Else we either got no holder or an empty thread-bound holder here.

   logger.debug("Fetching JDBC Connection from DataSource");
   Connection con = fetchConnection(dataSource);

   if (TransactionSynchronizationManager.isSynchronizationActive()) {
      try {
         // Use same Connection for further JDBC actions within the transaction.
         // Thread-bound object will get removed by synchronization at transaction completion.
         ConnectionHolder holderToUse = conHolder;
         if (holderToUse == null) {
            holderToUse = new ConnectionHolder(con);
         }
         else {
            holderToUse.setConnection(con);
         }
         holderToUse.requested();
         TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization(
               new ConnectionSynchronization(holderToUse, dataSource));
         holderToUse.setSynchronizedWithTransaction(true);
         if (holderToUse != conHolder) {
            TransactionSynchronizationManager.bindResource(dataSource, holderToUse);
         }
      }
      catch (RuntimeException ex) {
         // Unexpected exception from external delegation call -> close Connection and rethrow.
         releaseConnection(con, dataSource);
         throw ex;
      }
   }

   return con;
}

可以看到，Spring的事务管理器不仅保存了事务环境下当前线程的SqlSession，还以dataSource为键保存了Connection。如果从事务管理器没有获取到，就需要通过从SpringManagedTransaction传递过来的dataSource获取Connection对象，获取到之后判断当前是否在事务环境，是的话就把Connection对象封装成ConnectionHolder保存在事务管理器中，这样的话就能保证一个事务中的数据库连接是同一个。