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mybatis plugins_MyBatis 插件机制详解

@signature(type = statementhandler.class 不执行

MyBatis 是现在比较流行的 ORM 框架,得益于它简单易用,虽然增加了开发者的一些操作,但是带来了设计和使用上的灵活,得到广泛的使用。之前的一篇文章MyBatis 初始化之XML解析详解中我们已经知道了 MyBatis 的加载 XML 配置文件和加载 mappers 配置文件的流程,最终都是封装到了 Configuration 对象中。而MyBatis 插件功能也是 MyBatis 的一块重要功能。我们知道其可以在 DAO 层进行拦截,如实现分页、SQL语句执行的性能监控、公共字段统一赋值等功能。但对其内部实现机制,涉及的软件设计模式,编程思想往往没有深入的理解。本文对 MyBatis 加载 XML 配置文件中 plugins 插件流程以及对 MyBatis 插件实现原理进行深入分析,并实现自己的简单分页插件。

MyBatis 插件介绍

MyBatis 插件主要用到的类再 org.apache.ibatis.plugin 包下,如下图所示:

从命名可以看到,叫 MyBatis 拦截器可能更合适些,实际上它就是一个拦截器,使用 JDK 动态代理方式,实现在方法级别上进行拦截。支持拦截的方法有以下几种:

bb81f1b628ec600faefb5898cddcc305.png
  1. 执行器 Executor(update、query、commit、rollback等方法);
  2. 参数处理器 ParameterHandler(getParameterObject、setParameters方法);
  3. 结果集处理器 ResultSetHandler(handleResultSets、handleOutputParameters等方法);
  4. SQL 语法构建器 StatementHandler(prepare、parameterize、batch、update、query等方法);

MyBatis 插件实现机制

配置信息的加载

插件配置信息也是配置在 XML 配置文件中,所以我们直接从 XMLConfigBuilder 的 parseConfiguration 方法开始,可以看到 pluginElement(root.evalNode("plugins")) 用于解析 XML配置中的 plugins 节点标签。而 pluginElement 方法实现的主要功能就是遍历 plugins 节点中的 plugin 子节点,获取配置的 interceptor 属性为具体的插件实现,并将其添加到 Configuration 中的 interceptorChain 中。interceptorChain 是拦截器链,将拦截器存在 interceptors (是一个 Interceptor 数组)中。

private void parseConfiguration(XNode root) {    try {        ...        // 解析节点        pluginElement(root.evalNode("plugins"));        ...        // 解析节点        mapperElement(root.evalNode("mappers"));    } catch (Exception e) {        throw new BuilderException("Error parsing SQL Mapper Configuration. Cause: " + e, e);    }}private void pluginElement(XNode parent) throws Exception {  if (parent != null) {    for (XNode child : parent.getChildren()) {      String interceptor = child.getStringAttribute("interceptor");      Properties properties = child.getChildrenAsProperties();      Interceptor interceptorInstance = (Interceptor) resolveClass(interceptor).getDeclaredConstructor().newInstance();      interceptorInstance.setProperties(properties);      configuration.addInterceptor(interceptorInstance);    }  }}

至此,插件加载流程结束,相对比较简单,具体流程图如下图所示:

2c567dbfbf02f692dd6197b7cef90ad5.png

代理对象的生成

我们说 MyBatis 插件的实现机制主要是基于 JDK 动态代理实现的。那就有必要来了解下这些代理对象是如何生成的。MyBatis 插件机制是拦截执行器 Executor、参数处理器 ParameterHandler、结果集处理器 ResultSetHandler、SQL 语法构建器 StatementHandler 的,那我们就先看看,这些对象的创建。这些对象的创建在 Configuration 类中,源码如下所示:

public ParameterHandler newParameterHandler(MappedStatement mappedStatement, Object parameterObject, BoundSql boundSql) {    ParameterHandler parameterHandler = mappedStatement.getLang().createParameterHandler(mappedStatement, parameterObject, boundSql);    parameterHandler = (ParameterHandler) interceptorChain.pluginAll(parameterHandler);    return parameterHandler;}public ResultSetHandler newResultSetHandler(Executor executor, MappedStatement mappedStatement, RowBounds rowBounds, ParameterHandler parameterHandler,                                            ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {    ResultSetHandler resultSetHandler = new DefaultResultSetHandler(executor, mappedStatement, parameterHandler, resultHandler, boundSql, rowBounds);    resultSetHandler = (ResultSetHandler) interceptorChain.pluginAll(resultSetHandler);    return resultSetHandler;}public StatementHandler newStatementHandler(Executor executor, MappedStatement mappedStatement, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {    StatementHandler statementHandler = new RoutingStatementHandler(executor, mappedStatement, parameterObject, rowBounds, resultHandler, boundSql);    statementHandler = (StatementHandler) interceptorChain.pluginAll(statementHandler);    return statementHandler;}public Executor newExecutor(Transaction transaction) {    return newExecutor(transaction, defaultExecutorType);}public Executor newExecutor(Transaction transaction, ExecutorType executorType) {    executorType = executorType == null ? defaultExecutorType : executorType;    executorType = executorType == null ? ExecutorType.SIMPLE : executorType;    Executor executor;    if (ExecutorType.BATCH == executorType) {        executor = new BatchExecutor(this, transaction);    } else if (ExecutorType.REUSE == executorType) {        executor = new ReuseExecutor(this, transaction);    } else {        executor = new SimpleExecutor(this, transaction);    }    if (cacheEnabled) {        executor = new CachingExecutor(executor);    }    executor = (Executor) interceptorChain.pluginAll(executor);    return executor;}

观察源码,发现这些可拦截的类对应的对象生成都是通过 InterceptorChain 的 pluginAll 方法来创建的,进一步观察 pluginAll 方法,如下:

public class InterceptorChain {    private final List interceptors = new ArrayList<>();    public Object pluginAll(Object target) {        for (Interceptor interceptor : interceptors) {            target = interceptor.plugin(target);        }        return target;    }    public void addInterceptor(Interceptor interceptor) {        interceptors.add(interceptor);    }    public List getInterceptors() {        return Collections.unmodifiableList(interceptors);    }}

我们之前知道了配置的拦截器都是放进了 interceptorChain 的 interceptors 中,而 pluginAll 方法中遍历所有拦截器,并调用拦截器的 plugin 方法生成代理对象,注意生成代理对象重新赋值给 target,这里需要注意的是如果有多个拦截器的话,生成的代理对象会被另一个代理对象代理,从而形成一个代理链,执行的时候,依次执行所有拦截器的拦截逻辑代码。如果 target 对象不是某个拦截器关注的,我们可以在自己实现的拦截器中的 plugin 方法进行判断,如果需要则使用Plugin#wrap 方法创建代理对象。代码如下所示:

public class Plugin implements InvocationHandler {    private final Object target;    private final Interceptor interceptor;    private final Map, Set> signatureMap;    private Plugin(Object target, Interceptor interceptor, Map, Set> signatureMap) {        this.target = target;        this.interceptor = interceptor;        this.signatureMap = signatureMap;    }    public static Object wrap(Object target, Interceptor interceptor) {        Map, Set> signatureMap = getSignatureMap(interceptor);        Class> type = target.getClass();        Class>[] interfaces = getAllInterfaces(type, signatureMap);        if (interfaces.length > 0) {            return Proxy.newProxyInstance(                type.getClassLoader(),                interfaces,                new Plugin(target, interceptor, signatureMap));        }        return target;    }    ... }

可以看到 Plugin 类实现了 InvocationHandler,使用 JDK 动态代理, 而Plugin#wrap 方法通过获取 signatureMap 来选择需要拦截的方法。

拦截逻辑的执行

Plugin 类实现了 InvocationHandler 接口,真正去执行 Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler 和 StatementHandler 类中的方法的对象是代理对象,所以在执行方法时,首先调用的是 Plugin 类的 invoke 方法,如下:

@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {    try {        Set methods = signatureMap.get(method.getDeclaringClass());        if (methods != null && methods.contains(method)) {            return interceptor.intercept(new Invocation(target, method, args));        }        return method.invoke(target, args);    } catch (Exception e) {        throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(e);    }}

首先从 signatureMap 从获取需要拦截的方法集合,这是在我们自己实现的拦截器中通过 Signature 注解声明的。判断当前方法需不需要执行拦截逻辑,需要的话,执行拦截逻辑方法(即 Interceptor 接口的 intercept 方法实现),不需要则直接执行原方法。这里用到了 Invocation 类,它封装了代理对象,拦截方法和参数,后面在实现自己的拦截器的时候需要使用。

public class Invocation {    private final Object target;    private final Method method;    private final Object[] args;    public Invocation(Object target, Method method, Object[] args) {        this.target = target;        this.method = method;        this.args = args;    }    public Object getTarget() {        return target;    }    public Method getMethod() {        return method;    }    public Object[] getArgs() {        return args;    }    public Object proceed() throws InvocationTargetException, IllegalAccessException {        return method.invoke(target, args);    }}

MyBatis 插件开发简单分页插件

我们通过实现一个简单分页插件,来熟悉 MyBatis 插件的编写规则,配置如下所示:

                        

代码实现主要需要实现 Interceptor 接口,其中主要有三个方法:

  • intercept:在此实现自己的拦截逻辑,可从 Invocation 参数中拿到执行方法的对象,方法,方法参数,从而实现各种业务逻辑。 如下代码所示,从 invocation 中获取的 statementHandler 对象即为被代理对象,基于该对象,我们获取到了执行的原始 SQL 语句,以及 prepare 方法上的分页参数,并更改 SQL 语句为新的分页语句,最后调用 invocation#proceed 返回结果。
  • plugin:生成代理对象,在前面分析的 InterceptorChain#pluginAll 方法中调用;
  • setProperties:设置一些属性变量,如上面配置的分页参数;
@Intercepts({    @Signature(type = StatementHandler.class, method = "prepare", args = {Connection.class}),})public class PageInterceptor implements Interceptor {    /**     * 默认页码     */    private Integer defaultPageIndex;    /**     * 默认每页数据条数     */    private Integer defaultPageSize;    @Override    public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {        StatementHandler statementHandler = getUnProxyObject(invocation);        MetaObject metaObject = SystemMetaObject.forObject(statementHandler);        String sql = getSql(metaObject);        if (!checkSelect(sql)) {            // 不是select语句,进入责任链下一层            return invocation.proceed();       }        BoundSql boundSql = (BoundSql) metaObject.getValue("delegate.boundSql");        Object parameterObject = boundSql.getParameterObject();        Page page = getPage(parameterObject);        if (page == null) {            // 没有传入page对象,不执行分页处理,进入责任链下一层            return invocation.proceed();       }        // 设置分页默认值        if (page.getPageNum() == null) {            page.setPageNum(this.defaultPageIndex);       }        if (page.getPageSize() == null) {            page.setPageSize(this.defaultPageSize);       }        // 设置分页总数,数据总数        setTotalToPage(page, invocation, metaObject, boundSql);        // 校验分页参数        checkPage(page);        return changeSql(invocation, metaObject, boundSql, page);   }    @Override    public Object plugin(Object target) {        // 生成代理对象        return Plugin.wrap(target, this);   }    @Override    public void setProperties(Properties properties) {        // 初始化配置的默认页码,无配置则默认1        this.defaultPageIndex = Integer.parseInt(properties.getProperty("defaultPageIndex", "1"));        // 初始化配置的默认数据条数,无配置则默认20        this.defaultPageSize = Integer.parseInt(properties.getProperty("defaultPageSize", "20"));   }   /**     * 从代理对象中分离出真实对象     *     * @param invocation     * @return     */    private StatementHandler getUnProxyObject(Invocation invocation) {        // 取出被拦截的对象        StatementHandler statementHandler = (StatementHandler) invocation.getTarget();        MetaObject metaStmtHandler = SystemMetaObject.forObject(statementHandler);        Object object = null;        // 分离代理对象        while (metaStmtHandler.hasGetter("h")) {            object = metaStmtHandler.getValue("h");            metaStmtHandler = SystemMetaObject.forObject(object);        }        return object == null ? statementHandler : (StatementHandler) object;    }    /**     * 判断是否是select语句     *     * @param sql     * @return     */    private boolean checkSelect(String sql) {        // 去除sql的前后空格,并将sql转换成小写        sql = sql.trim().toLowerCase();        return sql.indexOf("select") == 0;    }    /**     * 获取分页参数     *     * @param parameterObject     * @return     */    private Page getPage(Object parameterObject) {        if (parameterObject == null) {            return null;        }        if (parameterObject instanceof Map) {            // 如果传入的参数是map类型的,则遍历map取出Page对象            Map parameMap = (Map) parameterObject;            Set keySet = parameMap.keySet();            for (String key : keySet) {                Object value = parameMap.get(key);                if (value instanceof Page) {                    // 返回Page对象                    return (Page) value;                }            }        } else if (parameterObject instanceof Page) {            // 如果传入的是Page类型,则直接返回该对象            return (Page) parameterObject;        }        // 初步判断并没有传入Page类型的参数,返回null        return null;    }    /**     * 获取数据总数     *     * @param invocation     * @param metaObject     * @param boundSql     * @return     */    private Long getTotal(Invocation invocation, MetaObject metaObject, BoundSql boundSql) {        // 获取当前的mappedStatement对象        MappedStatement mappedStatement = (MappedStatement) metaObject.getValue("delegate.mappedStatement");        // 获取配置对象        Configuration configuration = mappedStatement.getConfiguration();        // 获取当前需要执行的sql        String sql = getSql(metaObject);        // 改写sql语句,实现返回数据总数 $_paging取名是为了防止数据库表重名        String countSql = "select count(*) as total from (" + sql + ") $_paging";        // 获取拦截方法参数,拦截的是connection对象        Connection connection = (Connection) invocation.getArgs()[0];        PreparedStatement pstmt = null;        Long total = 0L;        try {            // 预编译查询数据总数的sql语句            pstmt = connection.prepareStatement(countSql);            // 构建boundSql对象            BoundSql countBoundSql = new BoundSql(configuration, countSql, boundSql.getParameterMappings(),                    boundSql.getParameterObject());            // 构建parameterHandler用于设置sql参数            ParameterHandler parameterHandler = new DefaultParameterHandler(mappedStatement, boundSql.getParameterObject(),                    countBoundSql);            // 设置sql参数            parameterHandler.setParameters(pstmt);            //执行查询            ResultSet rs = pstmt.executeQuery();            while (rs.next()) {                total = rs.getLong("total");            }        } catch (SQLException e) {            e.printStackTrace();        } finally {            if (pstmt != null) {                try {                    pstmt.close();                } catch (SQLException e) {                    e.printStackTrace();                }            }        }        // 返回总数据数        return total;    }    /**     * 设置总数据数、总页数     *     * @param page     * @param invocation     * @param metaObject     * @param boundSql     */    private void setTotalToPage(Page page, Invocation invocation, MetaObject metaObject, BoundSql boundSql) {        // 总数据数        long total = getTotal(invocation, metaObject, boundSql);        // 计算总页数        Integer totalPage = (int) (total/page.getPageSize());        if (total % page.getPageSize() != 0) {            totalPage = totalPage + 1;        }        page.setTotal(total);        page.setPages(totalPage);    }    /**     * 校验分页参数     *     * @param page     */    private void checkPage(Page page) {        // 如果当前页码大于总页数,抛出异常        if (page.getPageNum() > page.getPages()) {            throw new RuntimeException("当前页码[" + page.getPageNum() + "]大于总页数[" + page.getPages() + "]");        }        // 如果当前页码小于总页数,抛出异常        if (page.getPageNum() < 1) {            throw new RuntimeException("当前页码[" + page.getPageNum() + "]小于[1]");        }    }    /**     * 修改当前查询的sql     *     * @param invocation     * @param metaObject     * @param boundSql     * @param page     * @return     */    private Object changeSql(Invocation invocation, MetaObject metaObject, BoundSql boundSql, Page page) throws Exception {        // 获取当前查询的sql        String sql = getSql(metaObject);        // 修改sql,$_paging_table_limit取名是为了防止数据库表重名        String newSql = "select * from (" + sql + ") $_paging_table_limit limit ?, ?";        // 设置当前sql为修改后的sql        setSql(metaObject, newSql);        // 获取PreparedStatement对象        PreparedStatement pstmt = (PreparedStatement) invocation.proceed();        // 获取sql的总参数个数        int parameCount = pstmt.getParameterMetaData().getParameterCount();        // 设置分页参数        pstmt.setInt(parameCount - 1, (page.getPageNum() - 1) * page.getPageSize());        pstmt.setInt(parameCount, page.getPageSize());        return pstmt;   }    /**     * 获取当前查询的sql     *     * @param metaObject     * @return     */    private String getSql(MetaObject metaObject) {        return (String) metaObject.getValue("delegate.boundSql.sql");   }    /**     * 设置当前查询的sql     *     * @param metaObject     */    private void setSql(MetaObject metaObject, String sql) {        metaObject.setValue("delegate.boundSql.sql", sql);   }}

小结

从上面的分析,MyBatis 插件就是对 ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler、Executor 这四个接口上的方法进行拦截,利用JDK动态代理机制,为这些接口的实现类创建代理对象,由代理对象的执行真正的逻辑。这里需要对 JDK 动态代理,以及上面说的四个接口需要有一定了解。总结 MyBatis 插件实现的步骤主要是:

  1. 实现 Interceptor 接口;
  2. 使用 Intercepts 和 Signature 注解声明拦截器需要拦截的具体方法;
  3. 配置 XML 文件。

另外,如果配置了多个拦截器的话,会出现层层代理的情况,即代理对象代理了另外一个代理对象,形成一个代理链,执行的时候,也是层层执行。不过需要注意以下两点:

  1. 不要定义过多的插件,拦截其过多,代理对象执行方法的时候,比较耗性能;
  2. 拦截器实现类的intercept方法里最后不要忘了执行invocation.proceed()方法,否则多个拦截器情况下,拦截器链会断掉,导致后续的不能再执行;
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