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源码学习之Mybatis的底层查询原理
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源码学习之Mybatis的底层查询原理
自猿其说Tech
2022-03-16
IP归属：未知
7697浏览
计算机编程
在平时的代码编写中，发现了Mybatis一个低版本的bug（3.4.5之前的版本），由于现在很多工程中的版本都是低于3.4.5的，因此在这里用一个简单的例子复现一下问题，并且从源码角度分析Mybatis一次查询的流程，让大家了解一下Mybatis的查询原理。 ### 1 问题现象 #### 1.1 场景问题复现 如下图所示，在示例Mapper中，我们提供了一个方法queryStudents,从student表中查询出符合查询条件的数据，入参可以为student_name或者student_name的集合，示例中参数我们只传入的是studentName的List集合 ```java List<String> studentNames = new LinkedList<>(); studentNames.add("lct"); studentNames.add("lct2"); condition.setStudentNames(studentNames); ```  我们期望运行的结果是 ```sql select * from student WHERE student_name IN ( 'lct' , 'lct2' ) ``` 但是实际上运行的结果是  通过运行结果可以看到，我们没有给student_name单独赋值，但是经过Mybatis解析以后，单独给student_name赋值了一个值，可以推断出mybatis在解析SQL并对变量赋值的时候是有问题的，初步猜测是foreach循环中的变量的值带到了foreach外边，导致SQL解析出现异常，下面通过源码进行分析验证一下。 ### 2 Mybatis查询原理 #### 2.1 mybatis架构 ##### 2.1.1 架构图 我们先简单来看一下mybatis整体上的架构模型，从整体上看Mybatis主要分为四大模块  <center>图片来自于网络</center> 每个模块的主要作用为： - 接口层：主要作用就是和数据库打交道 - 数据处理层：数据处理层可以说是MyBatis 的核心，它要完成两个功能： - 通过传入参数构建动态SQL语句； - SQL语句的执行以及封装查询结果集成List<E> - 框架支撑层：主要有事务管理、连接池管理、缓存机制和SQL语句的配置方式 - 引导层：引导层是配置和启动MyBatis 配置信息的方式。MyBatis 提供两种方式来引导MyBatis ：基于XML配置文件的方式和基于Java API 的方式 ##### 2.1.2 mybatis四大对象 贯穿Mybatis整个框架的有四大核心对象，ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler和Executor，四大对象贯穿了整个框架的执行过程，四大对象的主要作用为： - ParameterHandler：设置预编译参数 - ResultSetHandler：处理SQL的返回结果集 - StatementHandler：处理sql语句预编译，设置参数等相关工作 - Executor：MyBatis的执行器，用于执行增删改查操作 #### 2.2 从源码解读一下mybatis的一次查询过程 首先给出复现问题的代码以及相应的准备过程 ##### 2.2.1 数据准备 ```sql CREATE TABLE `student` ( `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `student_name` varchar(255) NULL DEFAULT NULL, `age` int(11) NULL DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE ) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 1; -- ---------------------------- -- Records of student -- ---------------------------- INSERT INTO `student` VALUES (1, 'lct', 1); INSERT INTO `student` VALUES (2, 'lct2', 2); ``` ##### 2.2.2 代码准备 ###### 1.mapper配置文件 ```xml <?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" > <mapper namespace="mybatis.StudentDao"> <!-- 映射关系 --> <resultMap id="resultMap" type="mybatis.Student"> <id column="id" property="id" jdbcType="BIGINT" /> <result column="student_name" property="studentName" jdbcType="VARCHAR" /> <result column="age" property="age" jdbcType="INTEGER" /> </resultMap> <select id="queryStudents" parameterType="mybatis.StudentCondition" resultMap="resultMap"> select * from student <where> <if test="studentNames != null and studentNames.size > 0 "> AND student_name IN <foreach collection="studentNames" item="studentName" open="(" separator="," close=")"> #{studentName, jdbcType=VARCHAR} </foreach> </if> <if test="studentName != null and studentName != '' "> AND student_name = #{studentName, jdbcType=VARCHAR} </if> </where> </select> </mapper> ``` ###### 2.示例代码 ```java public static void main(String[] args) throws IOException { String resource = "mybatis-config.xml"; InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource); //1.获取SqlSessionFactory对象 SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream); //2.获取对象 SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession(); //3.获取接口的代理类对象 StudentDao mapper = sqlSession.getMapper(StudentDao.class); StudentCondition condition = new StudentCondition(); List<String> studentNames = new LinkedList<>(); studentNames.add("lct"); studentNames.add("lct2"); condition.setStudentNames(studentNames); //执行方法 List<Student> students = mapper.queryStudents(condition); } ``` ##### 2.2.3 查询过程分析 ###### 1.SqlSessionFactory的构建 我们先看SqlSessionFactory的对象的创建过程 ```java //1.获取SqlSessionFactory对象 SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream); ``` 代码中首先通过调用SqlSessionFactoryBuilder中的build方法来获取对象，进入build方法  调用自身的build方法  在这个方法里会创建一个XMLConfigBuilder的对象，用来解析我们传入的mybatis的配置文件，然后调用parse方法进行解析  在这个方法中，会从mybatis的配置文件的根目录中获取xml的内容，其中parser这个对象是一个XPathParser的对象，这个是专门用来解析xml文件的，具体怎么从xml文件中获取到各个节点这里不再进行讲解。这里可以看到解析配置文件是从configuration这个节点开始的，在mybatis的配置文件中这个节点也是根节点  然后将解析好的xml文件传入parseConfiguration方法中，在这个方法中会获取在配置文件中的各个节点的配置  以获取mappers节点的配置来看一下具体的解析过程  进入mapperElement方法   我们看到mybatis还是通过创建一个XMLMapperBuilder对象来对mappers节点进行解析，在parse方法中  通过调用configurationElement方法来解析配置的每一个mapper文件  我们以解析mapper中的增删改查的标签来看一下是如何解析一个mapper文件的 进入buildStatementFromContext方法  可以看到mybatis还是通过创建一个XMLStatementBuilder对象来对增删改查节点进行解析，通过调用这个对象的parseStatementNode方法，在这个方法里会获取到配置在这个标签下的所有配置信息，然后进行设置  解析完成以后，通过方法addMappedStatement将所有的配置都添加到一个MappedStatement中去，然后再将mappedstatement添加到configuration中去   可以看到一个mappedstatement中包含了一个增删改查标签的详细信息  而一个configuration就包含了所有的配置信息，其中mapperRegistertry和mappedStatements  具体的流程为  ###### 2.SqlSession的创建过程 SqlSessionFactory创建完成以后，接下来看一下SqlSession的创建过程 ```java SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession(); ``` 首先会调用DefaultSqlSessionFactory的openSessionFromDataSource方法，  在这个方法中，首先会从configuration中获取DataSource等属性组成对象Environment，利用Environment内的属性构建一个事务对象TransactionFactory  事务创建完成以后开始创建Executor对象，Executor对象的创建是根据 executorType创建的，默认是SIMPLE类型的，没有配置的情况下创建了SimpleExecutor，如果开启二级缓存的话，则会创建CachingExecutor，  创建executor以后，会执行executor = (Executor) interceptorChain.pluginAll(executor)方法，这个方法对应的含义是使用每一个拦截器包装并返回executor，最后调用DefaultSqlSession方法创建SqlSession  ###### 3.Mapper的获取过程 有了SqlSessionFactory和SqlSession以后，就需要获取对应的Mapper，并执行mapper中的方法 ```java StudentDao mapper = sqlSession.getMapper(StudentDao.class); ``` 我们在第一步中知道所有的mapper都放在MapperRegistry这个对象中，因此我们通过调用org.apache.ibatis.binding.MapperRegistry#getMapper方法来获取对应的mapper  在Mybatis中，所有的mapper对应的都是一个代理类，获取到mapper对应的代理类以后执行newInstance方法，获取到对应的实例，这样我们就可以通过这个实例进行方法的调用  获取mapper的流程为  ###### 4.查询过程 获取到mapper以后，就可以调用具体的方法 ```java //执行方法 List<Student> students = mapper.queryStudents(condition); ``` 首先会调用org.apache.ibatis.binding.MapperProxy#invoke的方法，在这个方法中，会调用org.apache.ibatis.binding.MapperMethod#execute  首先根据SQL的类型增删改查决定执行哪个方法，我们执行的是SELECT方法，在SELECT中根据方法的返回值类型决定执行哪个方法，可以看到在select中没有selectone单独方法，都是通过selectList方法，通过调用org.apache.ibatis.session.defaults.DefaultSqlSession#selectList(java.lang.String, java.lang.Object)方法来获取到数据  在selectList中，首先从configuration对象中获取MappedStatement,在statement中包含了Mapper的相关信息，然后调用org.apache.ibatis.executor.CachingExecutor#query()方法  在这个方法中，首先对SQL进行解析根据入参和原始SQL，对SQL进行拼接  调用MapperedStatement里的getBoundSql最终解析出来的SQL为  接下来调用org.apache.ibatis.parsing.GenericTokenParser#parse对解析出来的SQL进行解析  最终解析的结果为  最后会调用SimpleExecutor中的doQuery方法，在这个方法中，会获取StatementHandler，然后调用org.apache.ibatis.executor.statement.PreparedStatementHandler#parameterize这个方法进行参数和SQL的处理，最后调用statement的execute方法获取到结果集，然后 利用resultHandler对结进行处理  查询的主要流程为  ###### 5.查询流程总结 总结一下整个查询流程如下  #### 2.3 场景问题原因及解决方案 ##### 2.3.1个人排查 这个问bug出现的地方在于绑定SQL参数的时候再源码中位置为  由于我们所写的SQL是一个动态绑定参数的SQL，因此最终会走到org.apache.ibatis.scripting.xmltags.DynamicSqlSource#getBoundSql这个方法中去  在这个方法中，会调用 rootSqlNode.apply(context)方法，由于这个标签是一个foreach标签，因此这个apply方法会调用到org.apache.ibatis.scripting.xmltags.ForEachSqlNode#apply这个方法中去  当调用appItm方法的时候将参数进行绑定，参数的变量问题都会存在bindings这个参数中区  进行绑定参数的时候，绑定完成foreach的方法的时候，我们可以看到bindings中不止绑定了foreach中的两个参数还额外有一个参数名字studentName->lct2,也就是说最后一个参数也是会出现在bindings这个参数中的，   最后判定 org.apache.ibatis.scripting.xmltags.IfSqlNode#apply  我们可以看到在调用evaluateBoolean方法的时候会把context.getBindings()就是我们前边提到的bindings参数传入进去，因为现在这个参数中有一个studentName,因此在使用Ognl表达式的时候，判定为这个if标签是有值的因此将这个标签进行了解析  最终绑定的结果为  因此这个地方绑定参数的地方是有问题的，至此找出了问题的所在 ##### 2.3.2 官方解释 翻阅Mybatis官方文档进行求证，发现在3.4.5版本发行中bug fixes中有这样一句  修复了foreach版本中对于全局变量context的修改的bug issue地址为https://github.com/mybatis/mybatis-3/pull/966 修复方案为https://github.com/mybatis/mybatis-3/pull/966/commits/84513f915a9dcb97fc1d602e0c06e11a1eef4d6a 可以看到官方给出的修改方案，重新定义了一个对象，分别存储全局变量和局部变量，这样就会解决foreach会改变全局变量的问题  ##### 2.3.3 修复方案 升级mybatis版本至3.4.5以上 如果保持版本不变的话，在foreach中定义的变量名不要和外部的一致 ### 3 源码阅读过程总结 Mybatis源代码的目录是比较清晰的，基本上每个相同功能的模块都在一起，但是如果直接去阅读源码的话，可能还是有一定的难度，没法理解它的运行过程，本次通过一个简单的查询流程从头到尾跟下来，可以看到Mybatis的设计以及处理流程，例如其中用到的设计模式：  - 组合模式：如ChooseSqlNode，IfSqlNode等 - 模板方法模式：例如BaseExecutor和SimpleExecutor，还有BaseTypeHandler和所有的子类例如IntegerTypeHandler； - Builder模式：例如 SqlSessionFactoryBuilder、XMLConfigBuilder、XMLMapperBuilder、XMLStatementBuilder、CacheBuilder； - 工厂模式：例如SqlSessionFactory、ObjectFactory、MapperProxyFactory； - 代理模式：Mybatis实现的核心，比如MapperProxy、ConnectionLogger； ##### 参考文档 https://mybatis.org/mybatis-3/zh/index.html ------------ ###### 自猿其说Tech-京东物流技术与数据智能部 ###### 作者：李春廷
原创文章，需联系作者，授权转载
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