探索MyBatis

MyBatis 介绍

在介绍MyBatis之前先简单了解几个概念:ORM,JPA。

ORM

ORM(Object-Relationship-Mapping):是对象关系映射的意思,它是一种思想,是指将数据库中的每一行数据用对象的形式表现出来。

JPA

JPA(Java-Persistence-API):是Java持久化接口的意思,它是JavaEE关于ORM思想的一套标准接口,仅仅是一套接口,不是具体的实现。

MyBatis概念

MyBatis是一个实现了JPA规范的用来连接数据库并对其进行增删改查操作的开源框架 (就和传统的JDBC一样,就是个连接数据库的东西),其实,它底层就是一个JDBC封装的组件。MyBatis的前身是Ibatis,Ibatis创建与2002年最初为Apache下面的一个开源项目,2010迁移到google code下面并改名为MyBatis。

MyBatis虽然实现了JPA但是它并不是一个完完全全的ORM组件,而是一个基于SQL开发的半ORM组件。

而Hibernate是一个完完全全的ORM组件,它是完全基于对象来操作数据库中的记录,并不和MyBatis一样是一个假把式。

MyBatis的优点

  • 简单易学,容易上手(相比于Hibernate) ---- 基于SQL编程
  • 消除了JDBC大量冗余的代码,不需要手动开关连接
  • 很好的与各种数据库兼容(因为MyBatis使用JDBC来连接数据库,所以只要JDBC支持的数据库MyBatis都支持,而JDB提供了可扩展性,所以只要这个数据库有针对Java的jar包就可以就可以与MyBatis兼容),开发人员不需要考虑数据库的差异性。
  • 提供了很多第三方插件(分页插件 / 逆向工程)
  • 能够与Spring很好的集成

MyBatis 是支持定制化 SQL、存储过程以及高级映射的优秀的持久层框架。

MyBatis 避免了几乎所有的 JDBC 代码和手工设置参数以及抽取结果集。MyBatis 使用简单的 XML 或注解来配置和映射基本体,将接口和 Java 的 POJOs(Plain Old Java Objects,普通的 Java对象)映射成数据库中的记录。

MyBatis是iBatis的升级版,用法有很多的相似之处,但是MyBatis进行了重要的改进。例如:
1、Mybatis实现了接口绑定,使用更加方便。 在ibatis2.x中我们需要在DAO的实现类中指定具体对应哪个xml映射文件, 而Mybatis实现了DAO接口与xml映射文件的绑定,自动为我们生成接口的具体实现,使用起来变得更加省事和方便。
2、对象关系映射的改进,效率更高
3、MyBatis采用功能强大的基于OGNL的表达式来消除其他元素。

MyBatis总体架构

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执行流程

1、SqlMapConfig.xml,此文件作为mybatis的全局配置文件,配置了mybatis的运行环境等信息。mapper.xml文件即sql映射文件,文件中配置了操作数据库的sql语句,此文件需要在SqlMapConfig.xml中加载。
2、通过mybatis环境等配置信息构造SqlSessionFactory(即会话工厂)。
3、由会话工厂创建sqlSession即会话,操作数据库需要通过sqlSession进行。
4、mybatis底层自定义了Executor执行器接口操作数据库,Executor接口有两个实现,一个是基本执行器、一个是缓存执行器。
5、MappedStatement也是mybatis一个底层封装对象,它包装了mybatis配置信息及sql映射信息等。mapper.xml文件中一个sql对应一个MappedStatement对象,sql的id即是MappedStatement的id。
6、MappedStatement对sql执行输入参数进行定义,包括HashMap、基本类型、pojo,Executor通过MappedStatement在执行sql前将输入的java对象映射至sql中,输入参数映射就是JDBC编程中对preparedStatement设置参数。
7、MappedStatement对sql执行输出结果进行定义,包括HashMap、基本类型、pojo,Executor通过MappedStatement在执行sql后将输出结果映射至java对象中,输出结果映射过程相当于JDBC编程中对结果的解析处理过程。

核心组件

构建顺序:
Configuration --> SqlSessionFactoryBuilder --> SqlSessionFactory --> SqlSession --> Mapper

1、Configuration

MyBatis初始化的过程,就是创建 Configuration对象的过程。

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

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。

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2、SqlSessionFactoryBuilder

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根据配置或者代码生成SqlSessionFactory,SqlSessionFactoryBuilder是构建sqlSessionFactory的入口类。

3、SqlSessionFactory

使用工厂模式生成SqlSession

4、SqlSession

SqlSession是MyBatis的关键对象,类似于JDBC中的Connection.它是应用程序与持久层之间执行交互操作的一个单线程对象,也是MyBatis执行持久化操作的关键对象。

SqlSession对象完全包含以数据库为背景的所有执行SQL操作的方法,它的底层封装了JDBC连接,可以用SqlSession实例来直接执行被映射的SQL语句.

每个线程都应该有它自己的SqlSession实例.SqlSession的实例不能被共享

5、SQL Mapper

由一个Java接口和XML文件(或注解)构成,需要给出对应的SQL和映射规则。
它负责发送SQL去执行,并返回结果。
无论是SqlSession还是映射器,都可以发送SQL到数据库执行。

一级缓存和二级缓存

二级缓存

MyBatis的二级缓存是Application级别的缓存,它可以提高对数据库查询的效率,以提高应用的性能。本文将全面分析MyBatis的二级缓存的设计原理。


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如上图所示,当开一个会话时,一个SqlSession对象会使用一个Executor对象来完成会话操作,MyBatis的二级缓存机制的关键就是对这个Executor对象做文章。如果用户配置了"cacheEnabled=true",那么MyBatis在为SqlSession对象创建Executor对象时,会对Executor对象加上一个装饰者:CachingExecutor,这时SqlSession使用CachingExecutor对象来完成操作请求。CachingExecutor对于查询请求,会先判断该查询请求在Application级别的二级缓存中是否有缓存结果,如果有查询结果,则直接返回缓存结果;如果缓存中没有,再交给真正的Executor对象来完成查询操作,之后CachingExecutor会将真正Executor返回的查询结果放置到缓存中,然后在返回给用户。

image.png

CachingExecutor是Executor的装饰者,以增强Executor的功能,使其具有缓存查询的功能,这里用到了设计模式中的装饰者模式,二级缓存的原理就是装饰器模式的典型运用。

CachingExecutor和Executor的接口的关系如下类图所示:


image.png

二级缓存的划分

MyBatis并不是简单地对整个Application就只有一个Cache缓存对象,它将缓存划分的更细,即是Mapper级别的,即每一个Mapper都可以拥有一个Cache对象,具体如下:

  1. 为每一个Mapper分配一个Cache缓存对象(使用<cache>节点配置);
  2. 多个Mapper共用一个Cache缓存对象(使用<cache-ref>节点配置);
    使用二级缓存,必须要具备的条件
    Select语句配置了useCache="true",则表明这条Select语句的查询会使用二级缓存。
    <select id="selectByMinSalary" resultMap="BaseResultMap" parameterType="java.util.Map" useCache="true”>

要想使某条Select查询支持二级缓存,你需要保证:

  1. MyBatis支持二级缓存的总开关:全局配置变量参数 cacheEnabled=true
  2. 该select语句所在的Mapper,配置了<cache> 或<cached-ref>节点,并且有效
  3. 该select语句的参数 useCache=true

一级缓存和二级缓存的使用顺序
MyBatis会先从二级缓存中取输入,其次才是一级缓存,即MyBatis查询数据的顺序是:

  二级缓存    ———> 一级缓存——> 数据库

区别

MyBatis 的一级缓存与二级缓存,是针对短时间内重复查询而做的优化:

  • 一级缓存
    • Mybatis 默认只是开启一级缓存,一级缓存只是相对于同一个 SqlSession 而言。
    • 只有在参数和SQL完全一样的情况下,并且使用同一个 SqlSession 的情况下,Mybatis 才会将第一次的查询结果缓存起来,后续同一个SqlSession的再查询,就会命中缓存,而不是去直接查库
  • 二级缓存
    • 一级缓存对于使用不同的 SqlSession 并不会命中缓存,即一级缓存必须 SqlSession,参数与Sql必须完全一致
    • 二级缓存需要手动配置,使得缓存在SqlSessionFactory层面上能够提供给各个Sql Session 共享
    • 二级缓存能够对同样参数,同样Sql语句,当时不同 SqlSession的查询提供命中

MyBatis使用的设计模式

  1. Builder模式,例如SqlSessionFactoryBuilder、XMLConfigBuilder、XMLMapperBuilder、XMLStatementBuilder、CacheBuilder;
  2. 工厂模式,例如SqlSessionFactory、ObjectFactory、MapperProxyFactory;
  3. 单例模式,例如ErrorContext和LogFactory;
  4. 代理模式,Mybatis实现的核心,比如MapperProxy、ConnectionLogger,用的jdk的动态代理;还有executor.loader包使用了cglib或者javassist达到延迟加载的效果;
  5. 组合模式,例如SqlNode和各个子类ChooseSqlNode等;
  6. 模板方法模式,例如BaseExecutor和SimpleExecutor,还有BaseTypeHandler和所有的子类例如IntegerTypeHandler;
  7. 适配器模式,例如Log的Mybatis接口和它对jdbc、log4j等各种日志框架的适配实现;
  8. 装饰者模式,例如Cache包中的cache.decorators子包中等各个装饰者的实现;
  9. 迭代器模式,例如迭代器模式PropertyTokenizer;

MyBatis插件

插件的构建:

谈原理首先要知道StatementHandler,ParameterHandler,Result Handler都是代理,他们是Configuration创建,在创建过程中会调用interceptorChain.pluginAll()方法,为四大组件组装插件(再底层是通过Plugin.wrap(target,XX, new Plugin( interceptor))来来创建的)。

插件链是何时构建的:

在执行SqlSession的query或者update方法时,SqlSession会通过Configuration创建Executor代理,在创建过程中就调用interceptor的pluginAll方法组装插件。然后executor在调用doQuery()方法的时候,也会调用Configuration的newStatementHandler方法创建StatemenHandler(和上面描述的一样,这个handler就是个代理,也是通过interceptorChain的pluginAll方法构建插件)

插件如何执行:

以statementhandler的prepare方法的插件为例,正如前面所说,statementhandler是一个proxy,执行他的prepare方法,将调用invokeHandler的invoke方法,而invokeHandler就是Plugin.wrap(target, xxx, new Plugin(interceptor))中的第三个参数,所以很自然invokeHanlder的invoke的方法最终就会调用interceptor对象的intercept方法。

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