MyBatis通用Mapper实现原理
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本文会先介绍通用 Mapper 的简单原理,然后使用最简单的代码来实现这个过程。
基本原理
通用 Mapper 提供了一些通用的方法,这些通用方法是以接口的形式提供的,例如。
public interface SelectMapper<T> { /** * 根据实体中的属性值进行查询,查询条件使用等号 */ @SelectProvider(type = BaseSelectProvider.class, method = "dynamicSQL") List<T> select(T record); }
接口和方法都使用了泛型,使用该通用方法的接口需要指定泛型的类型。通过 Java 反射可以很容易得到接口泛型的类型信息,代码如下。
Type[] types = mapperClass.getGenericInterfaces(); Class<?> entityClass = null; for (Type type : types) { if (type instanceof ParameterizedType) { ParameterizedType t = (ParameterizedType) type; //判断父接口是否为 SelectMapper.class if (t.getRawType() == SelectMapper.class) { //得到泛型类型 entityClass = (Class<?>) t.getActualTypeArguments()[0]; break; } } }
实体类中添加的 JPA 注解只是一种映射实体和数据库表关系的手段,通过一些默认规则或者自定义注解也很容易设置这种关系,获取实体和表的对应关系后,就可以根据通用接口方法定义的功能来生成和 XML 中一样的 SQL 代码。动态生成 XML 样式代码的方式有很多,最简单的方式就是纯 Java 代码拼字符串,通用 Mapper 为了尽可能的少的依赖选择了这种方式。如果使用模板(如FreeMarker,Velocity 和 beetl 等模板引擎)实现,自由度会更高,也能方便开发人员调整。
在 MyBatis 中,每一个方法(注解或 XML 方式)经过处理后,最终会构造成 MappedStatement 实例,这个对象包含了方法id(namespace+id)、结果映射、缓存配置、SqlSource 等信息,和 SQL 关系最紧密的是其中的 SqlSource,MyBatis 最终执行的 SQL 时就是通过这个接口的 getBoundSql 方法获取的。
在 MyBatis 中,使用@SelectProvider 这种方式定义的方法,最终会构造成 ProviderSqlSource,ProviderSqlSource 是一种处于中间的 SqlSource,它本身不能作为最终执行时使用的 SqlSource,但是他会根据指定方法返回的 SQL 去构造一个可用于最后执行的 StaticSqlSource,StaticSqlSource的特点就是静态 SQL,支持在 SQL 中使用#{param} 方式的参数,但是不支持 <if>,<where> 等标签。
为了能根据实体类动态生成支持动态 SQL 的方法,通用 Mapper 从这里入手,利用ProviderSqlSource 可以生成正常的 MappedStatement,可以直接利用 MyBatis 各种配置和命名空间的特点(这是通用 Mapper 选择这种方式的主要原因)。在生成 MappedStatement 后,“过河拆桥” 般的利用完就把 ProviderSqlSource 替换掉了,正常情况下,ProviderSqlSource 根本就没有执行的机会。在通用 Mapper 定义的实现方法中,提供了 MappedStatement 作为参数,有了这个参数,我们就可以根据 ms 的 id(规范情况下是 接口名.方法名)得到接口,通过接口的泛型可以获取实体类(entityClass),根据实体和表的关系我们可以拼出 XML 方式的动态 SQL,一个简单的方法如下。
/** * 查询全部结果 * @param ms * @return */ public String selectAll(MappedStatement ms) { final Class<?> entityClass = getEntityClass(ms); //修改返回值类型为实体类型 setResultType(ms, entityClass); StringBuilder sql = new StringBuilder(); sql.append(SqlHelper.selectAllColumns(entityClass)); sql.append(SqlHelper.fromTable(entityClass, tableName(entityClass))); sql.append(SqlHelper.orderByDefault(entityClass)); return sql.toString(); }
拼出的 XML 形式的动态 SQL,使用 MyBatis 的 XMLLanguageDriver 中的 createSqlSource 方法可以生成 SqlSource。然后使用反射用新的 SqlSource 替换ProviderSqlSource 即可,如下代码。
/** * 重新设置SqlSource * @param ms * @param sqlSource */ protected void setSqlSource(MappedStatement ms, SqlSource sqlSource) { MetaObject msObject = SystemMetaObject.forObject(ms); msObject.setValue("sqlSource", sqlSource); }
MetaObject 是MyBatis 中很有用的工具类,MyBatis 的结果映射就是靠这种方式实现的。反射信息使用的 DefaultReflectorFactory,这个类会缓存反射信息,因此 MyBatis 的结果映射的效率很高。
到这里核心的内容都已经说完了,虽然知道怎么去替换 SqlSource了,但是!什么时候去替换呢?
这一直都是一个难题,如果不大量重写 MyBatis 的代码很难万无一失的完成这个任务。通用 Mapper 并没有去大量重写,主要是考虑到以后的升级,也因此在某些特殊情况下,通用 Mapper 的方法会在没有被替换的情况下被调用,这个问题在将来的 MyBatis 3.5.x 版本中会以更友好的方式解决(目前的 ProviderSqlSource 已经比以前能实现更多的东西,后面会讲)。
针对不同的运行环境,需要用不同的方式去替换。当使用纯 MyBatis (没有Spring)方式运行时,替换很简单,因为会在系统中初始化 SqlSessionFactory,可以初始化的时候进行替换,这个时候也不会出现前面提到的问题。替换的方式也很简单,通过 SqlSessionFactory 可以得到 SqlSession,然后就能得到 Configuration,通过 configuration.getMappedStatements() 就能得到所有的 MappedStatement,循环判断其中的方法是否为通用接口提供的方法,如果是就按照前面的方式替换就可以了。
在使用 Spring 的情况下,以继承的方式重写了 MapperScannerConfigurer 和 MapperFactoryBean,在 Spring 调用 checkDaoConfig 的时候对 SqlSource 进行替换。在使用 Spring Boot 时,提供的 mapper-starter 中,直接注入 List<SqlSessionFactory> sqlSessionFactoryList 进行替换。
下面我们按照这个思路,以最简练的代码,实现一个通用方法。
实现一个简单的通用Mapper
1. 定义通用接口方法
public interface BaseMapper<T> { @SelectProvider(type = SelectMethodProvider.class, method = "select") List<T> select(T entity); }
这里定义了一个简单的 select 方法,这个方法判断参数中的属性是否为空,不为空的字段会作为查询条件进行查询,下面是对应的 Provider。
public class SelectMethodProvider { public String select(Object params) { return "什么都不是!"; } }
这里的 Provider 不会最终执行,只是为了在初始化时可以生成对应的 MappedStatement。
2. 替换 SqlSource
下面代码为了简单,都指定的 BaseMapper 接口,并且没有特别的校验。
public class SimpleMapperHelper { public static final XMLLanguageDriver XML_LANGUAGE_DRIVER = new XMLLanguageDriver(); /** * 获取泛型类型 */ public static Class getEntityClass(Class<?> mapperClass){ Type[] types = mapperClass.getGenericInterfaces(); Class<?> entityClass = null; for (Type type : types) { if (type instanceof ParameterizedType) { ParameterizedType t = (ParameterizedType) type; //判断父接口是否为 BaseMapper.class if (t.getRawType() == BaseMapper.class) { //得到泛型类型 entityClass = (Class<?>) t.getActualTypeArguments()[0]; break; } } } return entityClass; } /** * 替换 SqlSource */ public static void changeMs(MappedStatement ms) throws Exception { String msId = ms.getId(); //标准msId为 包名.接口名.方法名 int lastIndex = msId.lastIndexOf("."); String methodName = msId.substring(lastIndex + 1); String interfaceName = msId.substring(0, lastIndex); Class<?> mapperClass = Class.forName(interfaceName); //判断是否继承了通用接口 if(BaseMapper.class.isAssignableFrom(mapperClass)){ //判断当前方法是否为通用 select 方法 if (methodName.equals("select")) { Class entityClass = getEntityClass(mapperClass); //必须使用<script>标签包裹代码 StringBuffer sqlBuilder = new StringBuffer("<script>"); //简单使用类名作为包名 sqlBuilder.append("select * from ").append(entityClass.getSimpleName()); Field[] fields = entityClass.getDeclaredFields(); sqlBuilder.append(" <where> "); for (Field field : fields) { sqlBuilder.append("<if test=\"") .append(field.getName()).append("!=null\">"); //字段名直接作为列名 sqlBuilder.append(" and ").append(field.getName()) .append(" = #{").append(field.getName()).append("}"); sqlBuilder.append("</if>"); } sqlBuilder.append("</where>"); sqlBuilder.append("</script>"); //解析 sqlSource SqlSource sqlSource = XML_LANGUAGE_DRIVER.createSqlSource( ms.getConfiguration(), sqlBuilder.toString(), entityClass); //替换 MetaObject msObject = SystemMetaObject.forObject(ms); msObject.setValue("sqlSource", sqlSource); } } } }
changeMs 方法简单的从 msId 开始,获取接口和实体信息,通过反射回去字段信息,使用 <if> 标签动态判断属性值,这里的写法和 XML 中一样,使用 XMLLanguageDriver 处理时需要在外面包上 <script> 标签。生成 SqlSource 后,通过反射替换了原值。
3. 测试
针对上面代码,提供一个 country 表和对应的各种类。
实体类。
public class Country { private Long id; private String countryname; private String countrycode; //省略 getter,setter }
Mapper 接口。
public interface CountryMapper extends BaseMapper<Country> { }
启动 MyBatis 的公共类。
public class SqlSessionHelper { private static SqlSessionFactory sqlSessionFactory; static { try { Reader reader = Resources.getResourceAsReader("mybatis-config.xml"); sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(reader); reader.close(); //创建数据库 SqlSession session = null; try { session = sqlSessionFactory.openSession(); Connection conn = session.getConnection(); reader = Resources.getResourceAsReader("hsqldb.sql"); ScriptRunner runner = new ScriptRunner(conn); runner.setLogWriter(null); runner.runScript(reader); reader.close(); } finally { if (session != null) { session.close(); } } } catch (IOException ignore) { ignore.printStackTrace(); } } public static SqlSession getSqlSession() { return sqlSessionFactory.openSession(); } }
配置文件。
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?> <!DOCTYPE configuration PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd"> <configuration> <environments default="development"> <environment id="development"> <transactionManager type="JDBC"> <property name="" value=""/> </transactionManager> <dataSource type="UNPOOLED"> <property name="driver" value="org.hsqldb.jdbcDriver"/> <property name="url" value="jdbc:hsqldb:mem:basetest"/> <property name="username" value="sa"/> </dataSource> </environment> </environments> <mappers> <package name="tk.mybatis.simple.mapper"/> </mappers> </configuration>
初始化sql。
drop table country if exists; create table country ( id integer, countryname varchar(32), countrycode varchar(2) ); insert into country (id, countryname, countrycode) values(1,'Angola','AO'); insert into country (id, countryname, countrycode) values(23,'Botswana','BW'); -- 省略部分 insert into country (id, countryname, countrycode) values(34,'Chile','CL'); insert into country (id, countryname, countrycode) values(35,'China','CN'); insert into country (id, countryname, countrycode) values(36,'Colombia','CO');
测试代码。
public class SimpleTest { public static void main(String[] args) throws Exception { SqlSession sqlSession = SqlSessionHelper.getSqlSession(); Configuration configuration = sqlSession.getConfiguration(); HashSet<MappedStatement> mappedStatements = new HashSet<MappedStatement>(configuration.getMappedStatements()); //如果注释下面替换步骤就会出错 for (MappedStatement ms : mappedStatements) { SimpleMapperHelper.changeMs(ms); } //替换后执行该方法 CountryMapper mapper = sqlSession.getMapper(CountryMapper.class); Country query = new Country(); //可以修改条件或者注释条件查询全部 query.setCountrycode("CN"); List<Country> countryList = mapper.select(query); for (Country country : countryList) { System.out.printf("%s - %s\n", country.getCountryname(), country.getCountrycode()); } sqlSession.close(); } }
通过简化版的处理过程应该可以和前面的内容联系起来,从而理解通用 Mapper 的简单处理过程。
最新的 ProviderSqlSource
早期的 ProviderSqlSource 有个缺点就是定义的方法要么没有参数,要么只能是 Object parameterObject 参数,这个参数最终的形式在开发时也不容易一次写对,因为不同形式的接口的参数会被 MyBatis 处理成不同的形式,可以参考深入了解MyBatis参数。由于没有提供接口和类型相关的参数,因此无法根据类型实现通用的方法。
在最新的 3.4.5 版本中,ProviderSqlSource 增加了一个额外可选的 ProviderContext 参数,这个类如下。
/** * The context object for sql provider method. * @author Kazuki Shimizu * @since 3.4.5 */ public final class ProviderContext { private final Class<?> mapperType; private final Method mapperMethod; /** * Constructor. * @param mapperType A mapper interface type that specified provider * @param mapperMethod A mapper method that specified provider */ ProviderContext(Class<?> mapperType, Method mapperMethod) { this.mapperType = mapperType; this.mapperMethod = mapperMethod; } /** * Get a mapper interface type that specified provider. * @return A mapper interface type that specified provider */ public Class<?> getMapperType() { return mapperType; } /** * Get a mapper method that specified provider. * @return A mapper method that specified provider */ public Method getMapperMethod() { return mapperMethod; } }
有了这个参数后,就能获取到接口和当前执行的方法信息,因此我们已经可以实现通用方法了。
下面是一个官方测试中的简单例子,定义的通用接口如下。
public interface BaseMapper<T> { @SelectProvider(type= OurSqlBuilder.class, method= "buildSelectByIdProviderContextOnly") @ContainsLogicalDelete T selectById(Integer id); @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Target(ElementType.METHOD) @interface ContainsLogicalDelete { boolean value() default false; } @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Target(ElementType.TYPE) @interface Meta { String tableName(); } }
接口定义了一个简单的根据 id 查询的方法,定义了一个逻辑删除的注解、还有一个表名的元注解。
下面是 方法的实现。
public String buildSelectByIdProviderContextOnly(ProviderContext context) { //获取方法上的逻辑删除注解 final boolean containsLogicalDelete = context.getMapperMethod(). getAnnotation(BaseMapper.ContainsLogicalDelete.class) != null; //获取接口上的元注解(不是实体) final String tableName = context.getMapperType(). getAnnotation(BaseMapper.Meta.class).tableName(); return new SQL(){{ SELECT("*"); FROM(tableName); WHERE("id = #{id}"); if (!containsLogicalDelete){ WHERE("logical_delete = ${Constants.LOGICAL_DELETE_OFF}"); } }}.toString(); }
这里相比之前,可以获取到更多的信息,SQL 也不只是固定表的查询,可以根据 @Meta 注解制定方法查询的表名,和原来一样的是,最终还是返回一个简单的 SQL 字符串,仍然不支持动态 SQL 的标签。
下面是实现的接口。
@BaseMapper.Meta(tableName = "users") public interface Mapper extends BaseMapper<User> { }
上面实现的方法中,注解从接口获取的,因此这里也是在 Mapper 上配置的 Meta 接口。
按照前面通用 Mapper 中的介绍,在实现方法中是可以获取 User 类型的,因此如果把注解定义在实体类上也是可行的。
现在看起来已经很不错了,但是还不支持动态 SQL,还不能缓存根据 SQL 生成的 SqlSource,因此每次执行都需要执行方法去生成 SqlSource,仍然还有改进的地方,为了解决这个问题,我提交了两个 PR #1111,#1120,目前还在讨论阶段,真正实现可能要到 3.5.0 版本。
总结
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