MyBatis 整体架构【包含 SQL执行流程】

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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。

一、接口层


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。

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


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。

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


【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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