【深入浅出MyBatis系列十二】终结篇：MyBatis原理深入解析2

7 MyBatis初始化机制

7.1 MyBatis的初始化做了什么## 任何框架的初始化，`无非是加载自己运行时所需要的配置信息`。MyBatis的配置信息，大概包含以下信息，其高层级结构如下：

输入图片说明

MyBatis的上述配置信息会配置在XML配置文件中，那么，这些信息被加载进入MyBatis内部，MyBatis是怎样维护的呢？

MyBatis采用了一个非常直白和简单的方式---使用 org.apache.ibatis.session.Configuration 对象作为一个所有配置信息的容器，Configuration对象的组织结构和XML配置文件的组织结构几乎完全一样（当然，Configuration对象的功能并不限于此，它还负责创建一些MyBatis内部使用的对象，如Executor等，这将在后续的文章中讨论）。如下图所示：

输入图片说明

MyBatis根据初始化好Configuration信息，这时候用户就可以使用MyBatis进行数据库操作了。可以这么说，MyBatis初始化的过程，就是创建 Configuration对象的过程。

MyBatis的初始化可以有两种方式：

基于XML配置文件：基于XML配置文件的方式是将MyBatis的所有配置信息放在XML文件中，MyBatis通过加载并XML配置文件，将配置文信息组装成内部的Configuration对象。

基于Java API：这种方式不使用XML配置文件，需要MyBatis使用者在Java代码中，手动创建Configuration对象，然后将配置参数set 进入Configuration对象中。

接下来我们将通过基于XML配置文件方式的MyBatis初始化，深入探讨MyBatis是如何通过配置文件构建Configuration对象，并使用它。

7.2 基于XML配置文件创建Configuration对象

现在就从使用MyBatis的简单例子入手，深入分析一下MyBatis是怎样完成初始化的，都初始化了什么。看以下代码：

String resource = "mybatis-config.xml";  
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);  
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);  
SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();  
List list = sqlSession.selectList("com.foo.bean.BlogMapper.queryAllBlogInfo");

有过MyBatis使用经验的读者会知道，上述语句的作用是执行com.foo.bean.BlogMapper.queryAllBlogInfo 定义的SQL语句，返回一个List结果集。总的来说，上述代码经历了mybatis初始化 -->创建SqlSession -->执行SQL语句 返回结果三个过程。

上述代码的功能是根据配置文件mybatis-config.xml 配置文件，创建SqlSessionFactory对象，然后产生SqlSession，执行SQL语句。而mybatis的初始化就发生在第三句：SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream); 现在就让我们看看第三句到底发生了什么。

MyBatis初始化基本过程：

SqlSessionFactoryBuilder根据传入的数据流生成Configuration对象，然后根据Configuration对象创建默认的SqlSessionFactory实例。

初始化的基本过程如下序列图所示：

输入图片说明

由上图所示，mybatis初始化要经过简单的以下几步：

调用SqlSessionFactoryBuilder对象的build(inputStream)方法；

SqlSessionFactoryBuilder会根据输入流inputStream等信息创建XMLConfigBuilder对象;

SqlSessionFactoryBuilder调用XMLConfigBuilder对象的parse()方法；

XMLConfigBuilder对象返回Configuration对象；

SqlSessionFactoryBuilder根据Configuration对象创建一个DefaultSessionFactory对象；

SqlSessionFactoryBuilder返回 DefaultSessionFactory对象给Client，供Client使用。

SqlSessionFactoryBuilder相关的代码如下所示：

public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream)  {  
    return build(inputStream, null, null);  
}  

public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream, String environment, Properties properties)  {  
    try  {  
        //2\. 创建XMLConfigBuilder对象用来解析XML配置文件，生成Configuration对象  
        XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, environment, properties);  
        //3\. 将XML配置文件内的信息解析成Java对象Configuration对象  
        Configuration config = parser.parse();  
        //4\. 根据Configuration对象创建出SqlSessionFactory对象  
        return build(config);  
    } catch (Exception e) {  
        throw ExceptionFactory.wrapException("Error building SqlSession.", e);  
    } finally {  
        ErrorContext.instance().reset();  
        try {  
            inputStream.close();  
        } catch (IOException e) {  
            // Intentionally ignore. Prefer previous error.  
        }  
    }
}

// 从此处可以看出，MyBatis内部通过Configuration对象来创建SqlSessionFactory,用户也可以自己通过API构造好Configuration对象，调用此方法创SqlSessionFactory  
public SqlSessionFactory build(Configuration config) {  
    return new DefaultSqlSessionFactory(config);  
}

上述的初始化过程中，涉及到了以下几个对象：

SqlSessionFactoryBuilder ： SqlSessionFactory的构造器，用于创建SqlSessionFactory，采用了Builder设计模式

Configuration ：该对象是mybatis-config.xml文件中所有mybatis配置信息

SqlSessionFactory：SqlSession工厂类，以工厂形式创建SqlSession对象，采用了Factory工厂设计模式

XmlConfigParser ：负责将mybatis-config.xml配置文件解析成Configuration对象，共SqlSessonFactoryBuilder使用，创建SqlSessionFactory

创建Configuration对象的过程： 接着上述的 MyBatis初始化基本过程讨论，当SqlSessionFactoryBuilder执行build()方法，调用了XMLConfigBuilder的parse()方法，然后返回了Configuration对象。那么parse()方法是如何处理XML文件，生成Configuration对象的呢？

1. XMLConfigBuilder会将XML配置文件的信息转换为Document对象，而XML配置定义文件DTD转换成XMLMapperEntityResolver对象，然后将二者封装到XpathParser对象中，XpathParser的作用是提供根据Xpath表达式获取基本的DOM节点Node信息的操作。如下图所示：

输入图片说明

1. 之后XMLConfigBuilder调用parse()方法：会从XPathParser中取出 <configuration>节点对应的Node对象，然后解析此Node节点的子Node：properties, settings, typeAliases,typeHandlers, objectFactory, objectWrapperFactory, plugins, environments,databaseIdProvider, mappers：

public Configuration parse() {  
    if (parsed) {  
        throw new BuilderException("Each XMLConfigBuilder can only be used once.");  
    }  
    parsed = true;  
    //源码中没有这一句，只有 parseConfiguration(parser.evalNode("/configuration"));  
    //为了让读者看得更明晰，源码拆分为以下两句  
    XNode configurationNode = parser.evalNode("/configuration");  
    parseConfiguration(configurationNode);  
    return configuration;  
}  
/** 
 * 解析 "/configuration"节点下的子节点信息，然后将解析的结果设置到Configuration对象中 
 */  
private void parseConfiguration(XNode root) {  
    try {  
        //1.首先处理properties 节点     
        propertiesElement(root.evalNode("properties")); //issue #117 read properties first  
        //2.处理typeAliases  
        typeAliasesElement(root.evalNode("typeAliases"));  
        //3.处理插件  
        pluginElement(root.evalNode("plugins"));  
        //4.处理objectFactory  
        objectFactoryElement(root.evalNode("objectFactory"));  
        //5.objectWrapperFactory  
        objectWrapperFactoryElement(root.evalNode("objectWrapperFactory"));  
        //6.settings  
        settingsElement(root.evalNode("settings"));  
        //7.处理environments  
        environmentsElement(root.evalNode("environments")); // read it after objectFactory and objectWrapperFactory issue #631  
        //8.database  
        databaseIdProviderElement(root.evalNode("databaseIdProvider"));  
        //9.typeHandlers  
        typeHandlerElement(root.evalNode("typeHandlers"));  
        //10.mappers  
        mapperElement(root.evalNode("mappers"));  
    } catch (Exception e) {  
        throw new BuilderException("Error parsing SQL Mapper Configuration. Cause: " + e, e);  
    }  
}

注意：在上述代码中，还有一个非常重要的地方，就是解析XML配置文件子节点<mappers>的方法mapperElements(root.evalNode("mappers")), 它将解析我们配置的Mapper.xml配置文件，Mapper配置文件可以说是MyBatis的核心，MyBatis的特性和理念都体现在此Mapper的配置和设计上。

1. 然后将这些值解析出来设置到Configuration对象中：

解析子节点的过程这里就不一一介绍了，用户可以参照MyBatis源码仔细揣摩，我们就看上述的environmentsElement(root.evalNode("environments")); 方法是如何将environments的信息解析出来，设置到Configuration对象中的：

/** 
 * 解析environments节点，并将结果设置到Configuration对象中 
 * 注意：创建envronment时，如果SqlSessionFactoryBuilder指定了特定的环境（即数据源）； 
 *      则返回指定环境（数据源）的Environment对象，否则返回默认的Environment对象； 
 *      这种方式实现了MyBatis可以连接多数据源 
 */  
private void environmentsElement(XNode context) throws Exception {  
    if (context != null)  
    {  
        if (environment == null)  
        {  
            environment = context.getStringAttribute("default");  
        }  
        for (XNode child : context.getChildren())  
        {  
            String id = child.getStringAttribute("id");  
            if (isSpecifiedEnvironment(id))  
            {  
                //1.创建事务工厂 TransactionFactory  
                TransactionFactory txFactory = transactionManagerElement(child.evalNode("transactionManager"));  
                DataSourceFactory dsFactory = dataSourceElement(child.evalNode("dataSource"));  
                //2.创建数据源DataSource  
                DataSource dataSource = dsFactory.getDataSource();  
                //3\. 构造Environment对象  
                Environment.Builder environmentBuilder = new Environment.Builder(id)  
                .transactionFactory(txFactory)  
                .dataSource(dataSource);  
                //4\. 将创建的Envronment对象设置到configuration 对象中  
                configuration.setEnvironment(environmentBuilder.build());  
            }  
        }  
    }  
}

private boolean isSpecifiedEnvironment(String id)  
{  
    if (environment == null)  
    {  
        throw new BuilderException("No environment specified.");  
    }  
    else if (id == null)  
    {  
        throw new BuilderException("Environment requires an id attribute.");  
    }  
    else if (environment.equals(id))  
    {  
        return true;  
    }  
    return false;  
}

1. 返回Configuration对象：

将上述的MyBatis初始化基本过程的序列图细化：

输入图片说明

7.3 基于Java API手动加载XML配置文件创建Configuration对象，并使用SqlSessionFactory对象

我们可以使用XMLConfigBuilder手动解析XML配置文件来创建Configuration对象，代码如下：

String resource = "mybatis-config.xml";  
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);  
// 手动创建XMLConfigBuilder，并解析创建Configuration对象  
XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, null,null);  
Configuration configuration=parse();  
// 使用Configuration对象创建SqlSessionFactory  
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(configuration);  
// 使用MyBatis  
SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();  
List list = sqlSession.selectList("com.foo.bean.BlogMapper.queryAllBlogInfo");

7.4 涉及到的设计模式

初始化的过程涉及到创建各种对象，所以会使用一些创建型的设计模式。在初始化的过程中，Builder模式运用的比较多。

7.4.1 Builder模式应用1： SqlSessionFactory的创建

对于创建SqlSessionFactory时，会根据情况提供不同的参数，其参数组合可以有以下几种：

输入图片说明

由于构造时参数不定，可以为其创建一个构造器Builder，将SqlSessionFactory的构建过程和表示分开：

输入图片说明

MyBatis将SqlSessionFactoryBuilder和SqlSessionFactory相互独立。

7.4.2 Builder模式应用2：数据库连接环境Environment对象的创建

在构建Configuration对象的过程中，XMLConfigParser解析 mybatis XML配置文件节点<environment>节点时，会有以下相应的代码：

private void environmentsElement(XNode context) throws Exception {  
  if (context != null) {  
    if (environment == null) {  
      environment = context.getStringAttribute("default");  
    }  
    for (XNode child : context.getChildren()) {  
      String id = child.getStringAttribute("id");  
      //是和默认的环境相同时，解析之  
      if (isSpecifiedEnvironment(id)) {  
        TransactionFactory txFactory = transactionManagerElement(child.evalNode("transactionManager"));  
        DataSourceFactory dsFactory = dataSourceElement(child.evalNode("dataSource"));  
        DataSource dataSource = dsFactory.getDataSource();  

        //使用了Environment内置的构造器Builder，传递id 事务工厂和数据源  
        Environment.Builder environmentBuilder = new Environment.Builder(id)  
            .transactionFactory(txFactory)  
            .dataSource(dataSource);  
        configuration.setEnvironment(environmentBuilder.build());  
      }  
    }  
  }  
}

在Environment内部，定义了静态内部Builder类：

public final class Environment {  
  private final String id;  
  private final TransactionFactory transactionFactory;  
  private final DataSource dataSource;  

  public Environment(String id, TransactionFactory transactionFactory, DataSource dataSource) {  
    if (id == null) {  
      throw new IllegalArgumentException("Parameter 'id' must not be null");  
    }  
    if (transactionFactory == null) {  
        throw new IllegalArgumentException("Parameter 'transactionFactory' must not be null");  
    }  
    this.id = id;  
    if (dataSource == null) {  
      throw new IllegalArgumentException("Parameter 'dataSource' must not be null");  
    }  
    this.transactionFactory = transactionFactory;  
    this.dataSource = dataSource;  
  }  

  public static class Builder {  
      private String id;  
      private TransactionFactory transactionFactory;  
      private DataSource dataSource;  

    public Builder(String id) {  
      this.id = id;  
    }  

    public Builder transactionFactory(TransactionFactory transactionFactory) {  
      this.transactionFactory = transactionFactory;  
      return this;  
    }  

    public Builder dataSource(DataSource dataSource) {  
      this.dataSource = dataSource;  
      return this;  
    }  

    public String id() {  
      return this.id;  
    }  

    public Environment build() {  
      return new Environment(this.id, this.transactionFactory, this.dataSource);  
    }  

  }  

  public String getId() {  
    return this.id;  
  }  

  public TransactionFactory getTransactionFactory() {  
    return this.transactionFactory;  
  }  

  public DataSource getDataSource() {  
    return this.dataSource;  
  }  

}

8 MyBatis数据源与连接池

8.1 MyBatis数据源DataSource分类

MyBatis数据源实现是在以下四个包中：

输入图片说明

MyBatis把数据源DataSource分为三种：

UNPOOLED 不使用连接池的数据源

POOLED 使用连接池的数据源

JNDI 使用JNDI实现的数据源

即：

输入图片说明

相应地，MyBatis内部分别定义了实现了java.sql.DataSource接口的UnpooledDataSource，PooledDataSource类来表示UNPOOLED、POOLED类型的数据源。如下图所示：

输入图片说明

对于JNDI类型的数据源DataSource，则是通过JNDI上下文中取值。

8.2 数据源DataSource的创建过程

MyBatis数据源DataSource对象的创建发生在MyBatis初始化的过程中。下面让我们一步步地了解MyBatis是如何创建数据源DataSource的。

在mybatis的XML配置文件中，使用<dataSource>元素来配置数据源：

输入图片说明

MyBatis在初始化时，解析此文件，根据<dataSource>的type属性来创建相应类型的的数据源DataSource，即：

type=”POOLED” ：MyBatis会创建PooledDataSource实例

type=”UNPOOLED” ：MyBatis会创建UnpooledDataSource实例

type=”JNDI” ：MyBatis会从JNDI服务上查找DataSource实例，然后返回使用

顺便说一下，MyBatis是通过工厂模式来创建数据源DataSource对象的，MyBatis定义了抽象的工厂接口:org.apache.ibatis.datasource.DataSourceFactory,通过其getDataSource()方法返回数据源DataSource：

public interface DataSourceFactory { 
    void setProperties(Properties props);  
    // 生产DataSource  
    DataSource getDataSource();  
}

上述三种不同类型的type，则有对应的以下dataSource工厂：

POOLED PooledDataSourceFactory

UNPOOLED UnpooledDataSourceFactory

JNDI JndiDataSourceFactory

其类图如下所示：

输入图片说明

MyBatis创建了DataSource实例后，会将其放到Configuration对象内的Environment对象中，供以后使用。

8.3 DataSource什么时候创建Connection对象

当我们需要创建SqlSession对象并需要执行SQL语句时，这时候MyBatis才会去调用dataSource对象来创建java.sql.Connection对象。也就是说，java.sql.Connection对象的创建一直延迟到执行SQL语句的时候。

比如，我们有如下方法执行一个简单的SQL语句：

String resource = "mybatis-config.xml";  
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);  
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);  
SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();  
sqlSession.selectList("SELECT * FROM STUDENTS");

前4句都不会导致java.sql.Connection对象的创建，只有当第5句sqlSession.selectList("SELECT * FROM STUDENTS")，才会触发MyBatis在底层执行下面这个方法来创建java.sql.Connection对象：

protected void openConnection() throws SQLException {  
    if (log.isDebugEnabled()) {  
        log.debug("Opening JDBC Connection");  
    }  
    connection = dataSource.getConnection();  
    if (level != null) {  
        connection.setTransactionIsolation(level.getLevel());  
    }  
    setDesiredAutoCommit(autoCommmit);  
}

8.4 不使用连接池的UnpooledDataSource

当 <dataSource>的type属性被配置成了”UNPOOLED”，MyBatis首先会实例化一个UnpooledDataSourceFactory工厂实例，然后通过.getDataSource()方法返回一个UnpooledDataSource实例对象引用，我们假定为dataSource。

使用UnpooledDataSource的getConnection(),每调用一次就会产生一个新的Connection实例对象。

UnPooledDataSource的getConnection()方法实现如下：

/* 
 * UnpooledDataSource的getConnection()实现 
 */  
public Connection getConnection() throws SQLException  
{  
    return doGetConnection(username, password);  
}  

private Connection doGetConnection(String username, String password) throws SQLException  
{  
    //封装username和password成properties  
    Properties props = new Properties();  
    if (driverProperties != null)  
    {  
        props.putAll(driverProperties);  
    }  
    if (username != null)  
    {  
        props.setProperty("user", username);  
    }  
    if (password != null)  
    {  
        props.setProperty("password", password);  
    }  
    return doGetConnection(props);  
}  

/* 
 *  获取数据连接 
 */  
private Connection doGetConnection(Properties properties) throws SQLException  
{  
    //1.初始化驱动  
    initializeDriver();  
    //2.从DriverManager中获取连接，获取新的Connection对象  
    Connection connection = DriverManager.getConnection(url, properties);  
    //3.配置connection属性  
    configureConnection(connection);  
    return connection;  
}

如上代码所示，UnpooledDataSource会做以下事情：

初始化驱动：判断driver驱动是否已经加载到内存中，如果还没有加载，则会动态地加载driver类，并实例化一个Driver对象，使用DriverManager.registerDriver()方法将其注册到内存中，以供后续使用。

创建Connection对象：使用DriverManager.getConnection()方法创建连接。

配置Connection对象：设置是否自动提交autoCommit和隔离级别isolationLevel。

返回Connection对象。

上述的序列图如下所示：

输入图片说明

总结：从上述的代码中可以看到，我们每调用一次getConnection()方法，都会通过DriverManager.getConnection()返回新的java.sql.Connection实例。

8.5 为什么要使用连接池？

创建一个java.sql.Connection实例对象的代价

首先让我们来看一下创建一个java.sql.Connection对象的资源消耗。我们通过连接Oracle数据库，创建创建Connection对象，来看创建一个Connection对象、执行SQL语句各消耗多长时间。代码如下：

public static void main(String[] args) throws Exception  
{  

   String sql = "select * from hr.employees where employee_id < ? and employee_id >= ?";  
   PreparedStatement st = null;  
   ResultSet rs = null;  

   long beforeTimeOffset = -1L; //创建Connection对象前时间  
   long afterTimeOffset = -1L; //创建Connection对象后时间  
   long executeTimeOffset = -1L; //创建Connection对象后时间  

   Connection con = null;  
   Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");  

   beforeTimeOffset = new Date().getTime();  
   System.out.println("before:\t" + beforeTimeOffset);  

   con = DriverManager.getConnection("jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe", "louluan", "123456");  

   afterTimeOffset = new Date().getTime();  
   System.out.println("after:\t\t" + afterTimeOffset);  
   System.out.println("Create Costs:\t\t" + (afterTimeOffset - beforeTimeOffset) + " ms");  

   st = con.prepareStatement(sql);  
   //设置参数  
   st.setInt(1, 101);  
   st.setInt(2, 0);  
   //查询，得出结果集  
   rs = st.executeQuery();  
   executeTimeOffset = new Date().getTime();  
   System.out.println("Exec Costs:\t\t" + (executeTimeOffset - afterTimeOffset) + " ms");  

}

上述程序的执行结果为：

输入图片说明

从此结果可以清楚地看出，创建一个Connection对象，用了250 毫秒；而执行SQL的时间用了170毫秒。

创建一个Connection对象用了250毫秒！这个时间对计算机来说可以说是一个非常奢侈的！

这仅仅是一个Connection对象就有这么大的代价，设想一下另外一种情况：如果我们在Web应用程序中，为用户的每一个请求就操作一次数据库，当有10000个在线用户并发操作的话，对计算机而言，仅仅创建Connection对象不包括做业务的时间就要损耗10000×250ms= 250 0000 ms = 2500 s = 41.6667 min,竟然要41分钟！！！如果对高用户群体使用这样的系统，简直就是开玩笑！

问题分析：

创建一个java.sql.Connection对象的代价是如此巨大，是因为创建一个Connection对象的过程，在底层就相当于和数据库建立的通信连接，在建立通信连接的过程，消耗了这么多的时间，而往往我们建立连接后（即创建Connection对象后），就执行一个简单的SQL语句，然后就要抛弃掉，这是一个非常大的资源浪费！

解决方案：

对于需要频繁地跟数据库交互的应用程序，可以在创建了Connection对象，并操作完数据库后，可以不释放掉资源，而是将它放到内存中，当下次需要操作数据库时，可以直接从内存中取出Connection对象，不需要再创建了，这样就极大地节省了创建Connection对象的资源消耗。由于内存也是有限和宝贵的，这又对我们对内存中的Connection对象怎么有效地维护提出了很高的要求。我们将在内存中存放Connection对象的容器称之为连接池（Connection Pool）。下面让我们来看一下MyBatis的线程池是怎样实现的。

8.6 使用了连接池的PooledDataSource

同样地，我们也是使用PooledDataSource的getConnection()方法来返回Connection对象。现在让我们看一下它的基本原理：

PooledDataSource将java.sql.Connection对象包裹成PooledConnection对象放到了PoolState类型的容器中维护。 MyBatis将连接池中的PooledConnection分为两种状态：空闲状态（idle）和活动状态(active)，这两种状态的PooledConnection对象分别被存储到PoolState容器内的idleConnections和activeConnections两个List集合中：

idleConnections:空闲(idle)状态PooledConnection对象被放置到此集合中，表示当前闲置的没有被使用的PooledConnection集合，调用PooledDataSource的getConnection()方法时，会优先从此集合中取PooledConnection对象。当用完一个java.sql.Connection对象时，MyBatis会将其包裹成PooledConnection对象放到此集合中。

activeConnections:活动(active)状态的PooledConnection对象被放置到名为activeConnections的ArrayList中，表示当前正在被使用的PooledConnection集合，调用PooledDataSource的getConnection()方法时，会优先从idleConnections集合中取PooledConnection对象,如果没有，则看此集合是否已满，如果未满，PooledDataSource会创建出一个PooledConnection，添加到此集合中，并返回。

PoolState连接池的大致结构如下所示：

输入图片说明

获取java.sql.Connection对象的过程

下面让我们看一下PooledDataSource 的getConnection()方法获取Connection对象的实现：

public Connection getConnection() throws SQLException {  
    return popConnection(dataSource.getUsername(), dataSource.getPassword()).getProxyConnection();  
}  

public Connection getConnection(String username, String password) throws SQLException {  
    return popConnection(username, password).getProxyConnection();  
}

上述的popConnection()方法，会从连接池中返回一个可用的PooledConnection对象，然后再调用getProxyConnection()方法最终返回Conection对象。（至于为什么会有getProxyConnection(),请关注下一节）。

现在让我们看一下popConnection()方法到底做了什么：

先看是否有空闲(idle)状态下的PooledConnection对象，如果有，就直接返回一个可用的PooledConnection对象；否则进行第2步。

查看活动状态的PooledConnection池activeConnections是否已满；如果没有满，则创建一个新的PooledConnection对象，然后放到activeConnections池中，然后返回此PooledConnection对象；否则进行第三步；

看最先进入activeConnections池中的PooledConnection对象是否已经过期：如果已经过期，从activeConnections池中移除此对象，然后创建一个新的PooledConnection对象，添加到activeConnections中，然后将此对象返回；否则进行第4步。

线程等待，循环2步

/* 
 * 传递一个用户名和密码，从连接池中返回可用的PooledConnection 
 */  
private PooledConnection popConnection(String username, String password) throws SQLException  
{  
   boolean countedWait = false;  
   PooledConnection conn = null;  
   long t = System.currentTimeMillis();  
   int localBadConnectionCount = 0;  

   while (conn == null)  
   {  
       synchronized (state)  
       {  
           if (state.idleConnections.size() > 0)  
           {  
               // 连接池中有空闲连接，取出第一个  
               conn = state.idleConnections.remove(0);  
               if (log.isDebugEnabled())  
               {  
                   log.debug("Checked out connection " + conn.getRealHashCode() + " from pool.");  
               }  
           }  
           else  
           {  
               // 连接池中没有空闲连接，则取当前正在使用的连接数小于最大限定值，  
               if (state.activeConnections.size() < poolMaximumActiveConnections)  
               {  
                   // 创建一个新的connection对象  
                   conn = new PooledConnection(dataSource.getConnection(), this);  
                   @SuppressWarnings("unused")  
                   //used in logging, if enabled  
                   Connection realConn = conn.getRealConnection();  
                   if (log.isDebugEnabled())  
                   {  
                       log.debug("Created connection " + conn.getRealHashCode() + ".");  
                   }  
               }  
               else  
               {  
                   // Cannot create new connection 当活动连接池已满，不能创建时，取出活动连接池的第一个，即最先进入连接池的PooledConnection对象  
                   // 计算它的校验时间，如果校验时间大于连接池规定的最大校验时间，则认为它已经过期了，利用这个PoolConnection内部的realConnection重新生成一个PooledConnection  
                   //  
                   PooledConnection oldestActiveConnection = state.activeConnections.get(0);  
                   long longestCheckoutTime = oldestActiveConnection.getCheckoutTime();  
                   if (longestCheckoutTime > poolMaximumCheckoutTime)  
                   {  
                       // Can claim overdue connection  
                       state.claimedOverdueConnectionCount++;  
                       state.accumulatedCheckoutTimeOfOverdueConnections += longestCheckoutTime;  
                       state.accumulatedCheckoutTime += longestCheckoutTime;  
                       state.activeConnections.remove(oldestActiveConnection);  
                       if (!oldestActiveConnection.getRealConnection().getAutoCommit())  
                       {  
                           oldestActiveConnection.getRealConnection().rollback();  
                       }  
                       conn = new PooledConnection(oldestActiveConnection.getRealConnection(), this);  
                       oldestActiveConnection.invalidate();  
                       if (log.isDebugEnabled())  
                       {  
                           log.debug("Claimed overdue connection " + conn.getRealHashCode() + ".");  
                       }  
                   }  
                   else  
                   {  

                       //如果不能释放，则必须等待有  
                       // Must wait  
                       try  
                       {  
                           if (!countedWait)  
                           {  
                               state.hadToWaitCount++;  
                               countedWait = true;  
                           }  
                           if (log.isDebugEnabled())  
                           {  
                               log.debug("Waiting as long as " + poolTimeToWait + " milliseconds for connection.");  
                           }  
                           long wt = System.currentTimeMillis();  
                           state.wait(poolTimeToWait);  
                           state.accumulatedWaitTime += System.currentTimeMillis() - wt;  
                       }  
                       catch (InterruptedException e)  
                       {  
                           break;  
                       }  
                   }  
               }  
           }  

           //如果获取PooledConnection成功，则更新其信息  

           if (conn != null)  
           {  
               if (conn.isValid())  
               {  
                   if (!conn.getRealConnection().getAutoCommit())  
                   {  
                       conn.getRealConnection().rollback();  
                   }  
                   conn.setConnectionTypeCode(assembleConnectionTypeCode(dataSource.getUrl(), username, password));  
                   conn.setCheckoutTimestamp(System.currentTimeMillis());  
                   conn.setLastUsedTimestamp(System.currentTimeMillis());  
                   state.activeConnections.add(conn);  
                   state.requestCount++;  
                   state.accumulatedRequestTime += System.currentTimeMillis() - t;  
               }  
               else  
               {  
                   if (log.isDebugEnabled())  
                   {  
                       log.debug("A bad connection (" + conn.getRealHashCode() + ") was returned from the pool, getting another connection.");  
                   }  
                   state.badConnectionCount++;  
                   localBadConnectionCount++;  
                   conn = null;  
                   if (localBadConnectionCount > (poolMaximumIdleConnections + 3))  
                   {  
                       if (log.isDebugEnabled())  
                       {  
                           log.debug("PooledDataSource: Could not get a good connection to the database.");  
                       }  
                       throw new SQLException("PooledDataSource: Could not get a good connection to the database.");  
                   }  
               }  
           }  
       }  

   }  

   if (conn == null)  
   {  
       if (log.isDebugEnabled())  
       {  
           log.debug("PooledDataSource: Unknown severe error condition.  The connection pool returned a null connection.");  
       }  
       throw new SQLException("PooledDataSource: Unknown severe error condition.  The connection pool returned a null connection.");  
   }  

   return conn;  
}

对应的处理流程图如下所示：

输入图片说明

如上所示,对于PooledDataSource的getConnection()方法内，先是调用类PooledDataSource的popConnection()方法返回了一个PooledConnection对象，然后调用了PooledConnection的getProxyConnection()来返回Connection对象。

java.sql.Connection对象的回收

当我们的程序中使用完Connection对象时，如果不使用数据库连接池，我们一般会调用 connection.close()方法，关闭connection连接，释放资源。如下所示：

private void test() throws ClassNotFoundException, SQLException  
{  
   String sql = "select * from hr.employees where employee_id < ? and employee_id >= ?";  
   PreparedStatement st = null;  
   ResultSet rs = null;  

   Connection con = null;  
   Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");  
   try  
   {  
       con = DriverManager.getConnection("jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe", "louluan", "123456");  
       st = con.prepareStatement(sql);  
       //设置参数  
       st.setInt(1, 101);  
       st.setInt(2, 0);  
       //查询，得出结果集  
       rs = st.executeQuery();  
       //取数据，省略  
       //关闭，释放资源  
       con.close();  
   }  
   catch (SQLException e)  
   {  
       con.close();  
       e.printStackTrace();  
   }  
}

调用过close()方法的Connection对象所持有的资源会被全部释放掉，Connection对象也就不能再使用。

那么，如果我们使用了连接池，我们在用完了Connection对象时，需要将它放在连接池中，该怎样做呢？

为了和一般的使用Conneciton对象的方式保持一致，我们希望当Connection使用完后，调用.close()方法，而实际上Connection资源并没有被释放，而实际上被添加到了连接池中。这样可以做到吗？答案是可以。上述的要求从另外一个角度来描述就是：能否提供一种机制，让我们知道Connection对象调用了什么方法，从而根据不同的方法自定义相应的处理机制。恰好代理机制就可以完成上述要求.

怎样实现Connection对象调用了close()方法，而实际是将其添加到连接池中：

这是要使用代理模式，为真正的Connection对象创建一个代理对象，代理对象所有的方法都是调用相应的真正Connection对象的方法实现。当代理对象执行close()方法时，要特殊处理，不调用真正Connection对象的close()方法，而是将Connection对象添加到连接池中。

MyBatis的PooledDataSource的PoolState内部维护的对象是PooledConnection类型的对象，而PooledConnection则是对真正的数据库连接java.sql.Connection实例对象的包裹器。

PooledConnection对象内持有一个真正的数据库连接java.sql.Connection实例对象和一个java.sql.Connection的代理，其部分定义如下：

class PooledConnection implements InvocationHandler {  

    //......  
    //所创建它的datasource引用  
    private PooledDataSource dataSource;  
    //真正的Connection对象  
    private Connection realConnection;  
    //代理自己的代理Connection  
    private Connection proxyConnection;  

    //......  
}

PooledConenction实现了InvocationHandler接口，并且，proxyConnection对象也是根据这个它来生成的代理对象：

public PooledConnection(Connection connection, PooledDataSource dataSource) {  
   this.hashCode = connection.hashCode();  
   this.realConnection = connection;  
   this.dataSource = dataSource;  
   this.createdTimestamp = System.currentTimeMillis();  
   this.lastUsedTimestamp = System.currentTimeMillis();  
   this.valid = true;  
   this.proxyConnection = (Connection) Proxy.newProxyInstance(Connection.class.getClassLoader(), IFACES, this);  
}

实际上，我们调用PooledDataSource的getConnection()方法返回的就是这个proxyConnection对象。当我们调用此proxyConnection对象上的任何方法时，都会调用PooledConnection对象内invoke()方法。

让我们看一下PooledConnection类中的invoke()方法定义：

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {  
    String methodName = method.getName();  
    //当调用关闭的时候，回收此Connection到PooledDataSource中  
    if (CLOSE.hashCode() == methodName.hashCode() && CLOSE.equals(methodName)) {  
        dataSource.pushConnection(this);  
        return null;  
    } else {  
        try {  
            if (!Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {  
                checkConnection();  
            }  
            return method.invoke(realConnection, args);  
        } catch (Throwable t) {  
            throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);  
        }  
    }  
}

从上述代码可以看到，当我们使用了pooledDataSource.getConnection()返回的Connection对象的close()方法时，不会调用真正Connection的close()方法，而是将此Connection对象放到连接池中。

8.7 JNDI类型的数据源DataSource

对于JNDI类型的数据源DataSource的获取就比较简单，MyBatis定义了一个JndiDataSourceFactory工厂来创建通过JNDI形式生成的DataSource。下面让我们看一下JndiDataSourceFactory的关键代码：

if (properties.containsKey(INITIAL_CONTEXT) && properties.containsKey(DATA_SOURCE))  
{  
    //从JNDI上下文中找到DataSource并返回  
    Context ctx = (Context) initCtx.lookup(properties.getProperty(INITIAL_CONTEXT));  
    dataSource = (DataSource) ctx.lookup(properties.getProperty(DATA_SOURCE));  
}  
else if (properties.containsKey(DATA_SOURCE))  
{  
    //从JNDI上下文中找到DataSource并返回  
    dataSource = (DataSource) initCtx.lookup(properties.getProperty(DATA_SOURCE));  
}

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【深入浅出MyBatis系列十二】终结篇：MyBatis原理深入解析2

7 MyBatis初始化机制

7.1 MyBatis的初始化做了什么## 任何框架的初始化，无非是加载自己运行时所需要的配置信息。MyBatis的配置信息，大概包含以下信息，其高层级结构如下：

7.2 基于XML配置文件创建Configuration对象

7.3 基于Java API手动加载XML配置文件创建Configuration对象，并使用SqlSessionFactory对象

7.4 涉及到的设计模式

7.4.1 Builder模式应用1： SqlSessionFactory的创建

7.4.2 Builder模式应用2： 数据库连接环境Environment对象的创建

8 MyBatis数据源与连接池

8.1 MyBatis数据源DataSource分类

8.2 数据源DataSource的创建过程

8.3 DataSource什么时候创建Connection对象

8.4 不使用连接池的UnpooledDataSource

8.5 为什么要使用连接池？

8.6 使用了连接池的PooledDataSource

8.7 JNDI类型的数据源DataSource

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7.4.2 Builder模式应用2：数据库连接环境Environment对象的创建