MyBatis技术原理浅析：使用MyBatis+Druid连接MySQL数据库

说到MyBatis，大部分的Java开发人员都略懂一二，即便仅仅是听过该框架，并且简单知道该框架的作用，也敢大言不惭的在简历上写 “熟悉持久层框架MyBatis等”。结果，面试的时候又是一问三不知，问啥啥不会，实在是有点小尴尬。为了可以更好学习MyBatis的技术原理，博主在此和大家一起对MyBatis的运行技术原理做一个简单的总结。

正文：

MyBatis是什么？

在这里，我们先给出一个MyBatis的概念，接下来会对齐概念中所涉及到的特性进行介绍。

Mybatis是一个半ORM（对象关系映射）框架，它内部封装了JDBC，开发时只需要关注SQL语句本身，不需要花费精力去处理加载驱动、创建连接、创建statement等繁杂的过程。程序员直接编写原生态sql，可以严格控制sql执行性能，灵活度高(支持动态SQL语句)。
MyBatis 使用 XML 或注解来配置和映射原生信息，将 POJO映射成数据库中的记录，避免了几乎所有的 JDBC 代码和手动设置参数以及获取结果集。
通过xml 文件或注解的方式将要执行的各种 statement 配置起来，并通过java对象和 statement中sql的动态参数进行映射生成最终执行的sql语句，最后由Mybatis框架执行sql并将结果映射为Java对象并返回。（从执行sql到返回result的过程）。

Mybatis相对于直接使用JDBC，具有简单易上手，开发速度快，面向对象和数据库可移植的优势。那么MyBatis相对于传统的持久层框架Hibernate如何呢？

我们知道，Hibernate是一种完全面向对象，并且对象和数据库是一种全表映射关系，使用了HQL语句来避免了原生的MySQL语句的编写。但是Hibernate存在无法灵活使用原生的SQL语句，全表映射效率低下，并且存在N+1的问题。MyBatis框架对对象关系映射做出了改进，并且支持动态SQL，可以更加灵活的对SQL语句进行优化，大大提高了其执行效率，逐渐称为了持久层框架的主流选择。

MyBatis的核心组件：

MyBatis中有如下四大核心组件，接下来我们一一介绍。

SqlSessionFactoryBuilder：

SqlSessionFactoryBuilder的作用是一个构建器，通过XML配置文件或者Java编码获得资源来构建SqlSessionFactory，通过Builder可以构建多个SessionFactory。其生命周期一般只存在于方法的局部，用完即可回收。一般通过如下语句建立：

SqlSessionFactory  factory  = SqlSessionFactoryBuilder.build(input stream);

SqlSessionFactory：

SqlSessionFactory的作用就是创建SqlSession，也就是创建一个会话。每次程序需要访问数据库，就需要使用到SqlSession。所以SqlSessionFactory应该在Mybatis应用的整个生命周期中。为了减少每次都创建一个会话带来的资源消耗，一般情况下都会使用单例模式来创建SqlSession。创建方式如下：

SqlSession sqlSession = SqlSessionFactory.openSession();

SqlSession：

SqlSession就是一个会话，相当于JDBC中的Connection对象，既可以发送SQL去执行并返回结果，也可以获取Mapper接口。SqlSession是一个享存不安全的对象，其生命周期应该是请求数据库处理事务的过程中。每次创建的SqlSession对象必须及时关闭，或者会使得数据库连接池的活动资源减少，影响系统性能。

Mapper：

Mapper也叫做映射器，由Java接口和XML文件（或者是注解）共同组成，给出了对应的SQL和映射规则，主要负责发送SQL去执行，并且返回结果。通过下边的语句来获取Mapper，接下来就可以调用Mapper中的各个方法去获取数据库结果了。

XXMapper xxMapper = sqlSession.getMapper(XXMapper.class);

介绍了MyBatis的四大核心组件，我们先来一个Demo进行一个项目展示吧。由于MyBatis是一个持久层框架，所以经常和Spring MVC等Web层框架搭配使用。但是，其实MyBatis其实是可以独立使用的，我们在一个普通的非Web类型的Java程序中即可使用，因为说白了，MyBatis就是对JDBC进行了一个封装而已。

Demo展示：使用MyBatis+Druid连接MySQL数据库

数据库中表的建立：

建立一张测试表mybatis_test，语句如下：

create table mybatis_test(
id int primary key, 
k int not null, 
name varchar(16),
index (k))engine=InnoDB;

插入一条记录，语句如下：

 insert into mybatis_test values(1,1,'zhangsan');

项目MyBatisTest建立

目录结构图如下：

下边我们依次给出重要代码与配置：

（1）User实体类：

package com.model;

public class User {
    private int id;
    private int k;
    private String name;

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public int getK() {
        return k;
    }

    public void setK(int k) {
        this.k = k;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "id=" + id +
                ", k=" + k +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

（2）自定义的Druid数据库连接池MyDruidDataSourceFactory ：

package com.factory;

import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSourceFactory;
import org.apache.ibatis.datasource.DataSourceFactory;
import javax.sql.DataSource;
import java.util.Properties;

public class MyDruidDataSourceFactory implements DataSourceFactory {
    private DataSource dataSource;

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

    public void setProperties(final Properties props) {
        try {
            this.dataSource = DruidDataSourceFactory.createDataSource(props);
        } catch (final RuntimeException e) {
            throw e;
        } catch (final Exception e) {
            throw new RuntimeException("init datasource error", e);
        }
    }
}

（3）映射器的定义：

UserMapper接口的定义：

package com.mapper;
import com.model.User;

public interface UserMapper {
    public User getUserInfo(int id);
}

UserMapper.xml文件的定义：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">

<!-- namespace 与对应接口的全路径严格对应-->
<mapper namespace="com.mapper.UserMapper">

    <select id="getUserInfo" parameterType="int" resultType="User">
         select * from mybatis_test where id=#{id}
    </select>

</mapper>

（4）MyBatis配置文件mybatis_config.xml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>
    
    <!--定义别名-->
    <typeAliases>
        <typeAlias type="com.model.User" alias="User" />
    </typeAliases>

    <environments default="development">
        <environment id="development">
            <transactionManager type="JDBC"/>
            <dataSource type="com.factory.MyDruidDataSourceFactory">
                <property name="driver" value="com.mysql.cj.jdbc.Driver" />
                <property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/test" />
                <property name="username" value="root" />
                <property name="password" value="123" />
                <property name="maxActive" value="30" />  <!--接下来是Druid连接池的属性配置-->
                <property name="initialSize" value="30" />
                <property name="minIdle" value="30" />
                <property name="testWhileIdle" value="false" />
            </dataSource>
        </environment>
    </environments>

    <!--引入定义好的UserMapper文件-->
    <mappers>
        <mapper resource="UserMapper.xml" />
    </mappers>

</configuration>

（5）依赖配置pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.ywq</groupId>
    <artifactId>mybatis.test</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <dependencies>
        <!--MyBatis依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.mybatis</groupId>
            <artifactId>mybatis</artifactId>
            <version>3.5.0</version>
        </dependency>
        <!--阿里巴巴Druid依赖-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>druid</artifactId>
            <version>1.1.10</version>
        </dependency>
        <!--MySQL相关依赖-->
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <version>5.1.28</version>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

此处为什么使用比较低的mysql连接版本5.1.28呢？因为最新版本的8.0.16会有时区的限制，报错如下：

java.sql.SQLException: The server time zone value '?й???????' is unrecognized or represents more than one time zone. You must configure either the server or JDBC driver (via the serverTimezone configuration property) to use a more specifc time zone value if you want to utilize time zone support.

（6）测试类Test.java

package com;
import java.io.IOException;
import java.io.Reader;

import com.mapper.UserMapper;
import com.model.User;
import org.apache.ibatis.io.Resources;
import org.apache.ibatis.session.SqlSession;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder;

public class Test {
    private static SqlSessionFactory factory;

    public static void main(String[] args) {
        initMyBatis();
        SqlSession session = factory.openSession();
        UserMapper userMapper = session.getMapper(UserMapper.class);
        User userInfo = userMapper.getUserInfo(1);
        session.commit();
        System.out.println(userInfo);
        session.close();
    }

    /**
     * 初始化建立SqlSessionFactory
     */
    private static void initMyBatis() {
        String resource = "mybatis_config.xml";
        Reader reader = null;
        try {
            reader = Resources.getResourceAsReader(resource);
        } catch (IOException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        factory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(reader);
    }

}

项目测试结果：

测试结果输出如下图所示：

接下来，我们继续学习总结MyBatis的运行原理。

MyBatis运行原理总结：

创建SqlSessionFactory的过程

我们先来看一下Test测试类中创建SqlSessionFactory的过程，通过读取xml配置，然后使用SqlSessionFactorybuilder来build一个SqlSessionFactory。具体创建过程的步骤如下：

通过XMLConfigBuilder解析配置的XML文件，读出配置参数，封装到Configuration类中。
使用Configuration对象去创建SqlSessionFactory，SqlSessionFactory在MyBatis中是一个接口而不是一个类，所以提供了一个其默认实现类DefaultSqlSessionFactory
创建SqlSessionFactory的本质是一种Builder模式。
Configuration类的作用：
1. 读入配置文件。
2. 初始化基础配置：
  1. 包括全局配置，别名，类型处理器，环境数据库标识以及Mapper映射器等的初始化配置。
3. 提供单例。
4. 执行一些重要的对象方法和初始化配置信息。

映射器的工作原理：

前面我们有介绍，映射器Mapper是四大核心组件之一，包括接口+xml文件两个部分。既然只有接口，那么映射器是如何运行的呢？

映射器Mapper文件的内部组成：

一个映射器Mapper文件一般由以下的的三个部分组成：

MapperStatement：（MapperStatement）
- 保存映射器的一个节点（select/insert/delete/ipdate）
SqlSource：
- 是提供BoundSql对象的地方，是MappedStatement的一个属性。
BoundSql：
- 建立SQL和参数的地方，有3个属性，即SQL，parameterObject，parameterMappings
  - SQL属性就是我们映射器中的一条SQL语句。
  - 后边两个属性是对传入参数进行规范与约束的。

我们知道每一个Dao接口即是Mapper接口，接口的全限定名和xml映射文件中的namespace(命名空间) 唯一对应。接口中的方法名就是映射文件中Mapper的Statement的id属性值。接口方法中的参数就是传递给映射文件中SQL的参数。

在Mybatis中，每一个<select>、<insert>、<update>、<delete>标签，都会被解析为一个MapperStatement对象。

Mapper接口是没有实现类的，当调用接口方法时，接口全限名+方法名拼接字符串作为key值，可唯一定位一个MapperStatement。

举例：com.mapper.UserMapper.getUserInfo，可以唯一找到namespace为com.mapper.UserMapper下面 id 为 getUserInfo的 MapperStatement。

Mapper 接口的工作原理是JDK动态代理：

Mybatis运行时会使用JDK动态代理为Mapper接口生成代理对象proxy，代理对象会拦截接口方法，转而执行MapperStatement所代表的sql，然后将sql执行结果返回。

Dao接口中的方法重载？

那么问题来了，当Dao接口中的方法，参数不同时，可以构成重载吗？我们可以先来温习下何为重载？

何为重载。

重载是指一个类里面（包括父类的方法）存在方法名相同，但是参数不一样的方法，参数不一样可以是不同的参数个数、类型或顺序
如果仅仅是修饰符、返回值、throw的异常不同，那么这是2个相同的方法

了解了映射器的工作原理之后，我们应该可以得出下边的结论：

Mapper接口里的方法，是不能重载的，因为是使用 全限名+方法名 的保存和寻找策略。

我们继续来看下边的的问题。

不同的映射文件xml中的id值可以重复吗？

前面我们说了，MyBatis使用全限名+方法名来寻找对应的MapperStatement，那么看起来我们是不可以定义相同的id值的。

不同的Xml映射文件，如果配置了namespace，那么id可以重复；
如果没有配置namespace，那么id不能重复；

原因：

namespace+id是作为Map<String, MapperStatement>的key使用的，如果没有namespace，就剩下id，那么，id重复会导致数据互相覆盖。有了namespace，自然id就可以重复，namespace不同，namespace+id自然也就不同。

Mapper中常见的标签：

select | insert | updae | delete
<resultMap>、<parameterMap>、<sql>、<include>、<selectKey>
trim | where | set | foreach | if | choose | when | otherwise | bind （动态SQL语句相关标签）

我们来看下边这两个和标签相关的问题。

resultMap和resultType的差别：

两者都是表示查询结果集与java对象之间的一种关系，处理查询结果集，映射到java对象。
resultMap：
- 表示将查询结果集中的列一一映射到bean对象的各个属性。
resutType:
- 表示的是bean中的对象类，此时可以省略掉resultMap标签的映射，但是必须保证查询结果集中的属性和 bean对象类中的属性是一一对应的，此时大小写不敏感，但是有限制。

parameterMap和parameterType的差别：

parameterMap：
- 与resultMap方法类似，表示将查询结果集中列值的类型一一映射到java对象属性的类型上，在开发过程中不推荐这种方式。
parameterType：
- parameterType直接将查询结果列值类型自动对应到java对象属性类型上，不再配置映射关系一一对应。

Mapper文件中的反射技术：

Mybatis是如何将sql执行结果封装为目标对象并返回的？都有哪些映射形式？

第一种是使用<resultMap>标签，逐一定义数据库列名和对象属性名之间的映射关系。
第二种是使用sql列的别名功能，将列的别名书写为对象属性名。
有了列名与属性名的映射关系后，Mybatis通过反射创建对象，同时使用反射给对象的属性逐一赋值并返回，那些找不到映射关系的属性，是无法完成赋值的。

MyBatis中SqlSession的运行原理总结：

接下来，我们对SqlSession的运行原理做一个简单的总结。

SqlSession的运行过程解析：

映射器的动态代理：
- 动态代理对接口的绑定，它的作用就是生成动态代理对象（占位），而代理的方法则被放入了MapperProxy类中。
为什么MyBatis中只用Mapper接口就可以运行SQL？
- 映射器的XML文件的命名空间对应的便是这个接口的全路径，根据全路径和方法名便能够绑定起来，通过动态代理技术，让这个接口跑起来。
- 然后采用命令模式，最后使用SqlSession接口的方法使得它能够执行查询。

总结：

映射器其实就是一个动态代理对象，进入到了MapperMethod的execute方法，然后就进入了SqlSession的删除，更新，插入，选择等方法。

那么这些方法是如何执行的呢？

SqlSession下的四大对象：

Mapper执行的过程是通过Executor，StatementHandler，ParameterHandler和ResultHandler来完成数据库操作和结果返回的。
Executor：执行器，由执行器来调度三个Handler来执行对应的SQL语句。
- 三种执行器：SIMPLE；REUSE；BATCH
StatementHandler：
- 数据库会话器，专门处理数据库会话的。
- 是四大对象的核心，作用是使用数据库的Statement（PreparedStatement）执行操作。
- 对应执行器，也有三种数据库会话器。
ParameterHandler：参数处理器，用于SQL对参数的处理，对预编译语句进行参数设置的。
ResultHandler：结果处理器，进行最后数据集（ResultSet）的封装返回处理的。

SqlSession运行过程总结：

动态代理创建代理对象，使得这个接口跑起来，开始调用SqlSession中的方法。
Executor会先调用StatementHandler的prepare()方法预编译SQL语句，同时设置一些基本运行的参数。
然后parameterrize()方法启动ParameterHandler设置参数，完成预编译，接着就是执行查询。
最后通过ResultSetHandler封装结果返回给调用者。

结束语：

这篇文章，是博主本人在学习MyBatis中过程中所做的笔记与总结，并且给出了一个简单的Demo演示使用MyBatis+druid来连接数据库。根据Demo展示，我们阐述了几个比较基本的MyBatis技术原理，（分析很浅）希望可以对大家有所帮助。

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