面试官问你MyBatis SQL是如何执行的？把这篇文章甩给他

作者：微信小助手

发布时间：2020-02-09T21:33:15

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初识 MyBatis

MyBatis 是第一个支持自定义 SQL、存储过程和高级映射的类持久框架。MyBatis 消除了大部分 JDBC 的样板代码、手动设置参数以及检索结果。MyBatis 能够支持简单的 XML 和注解配置规则。使 Map 接口和 POJO 类映射到数据库字段和记录。

MyBatis 的特点

那么 MyBatis 具有什么特点呢？或许我们可以从如下几个方面来描述

  • MyBatis 中的 SQL 语句和主要业务代码分离，我们一般会把 MyBatis 中的 SQL 语句统一放在 XML 配置文件中，便于统一维护。
  • 解除 SQL 与程序代码的耦合，通过提供 DAO 层，将业务逻辑和数据访问逻辑分离，使系统的设计更清晰，更易维护，更易单元测试。SQL 和代码的分离，提高了可维护性。

  • MyBatis 比较简单和轻量

本身就很小且简单。没有任何第三方依赖，只要通过配置 jar 包，或者如果你使用 Maven 项目的话只需要配置 Maven 以来就可以。易于使用，通过文档和源代码，可以比较完全的掌握它的设计思路和实现。

  • 屏蔽样板代码

MyBatis 回屏蔽原始的 JDBC 样板代码，让你把更多的精力专注于 SQL 的书写和属性-字段映射上。

  • 编写原生 SQL，支持多表关联

MyBatis 最主要的特点就是你可以手动编写 SQL 语句，能够支持多表关联查询。

  • 提供映射标签，支持对象与数据库的 ORM 字段关系映射

ORM 是什么？对象关系映射(Object Relational Mapping，简称ORM) ，是通过使用描述对象和数据库之间映射的元数据，将面向对象语言程序中的对象自动持久化到关系数据库中。本质上就是将数据从一种形式转换到另外一种形式。

”
  • 提供 XML 标签，支持编写动态 SQL。

你可以使用 MyBatis XML 标签，起到 SQL 模版的效果，减少繁杂的 SQL 语句，便于维护。

MyBatis 整体架构

MyBatis 最上面是接口层，接口层就是开发人员在 Mapper 或者是 Dao 接口中的接口定义，是查询、新增、更新还是删除操作；中间层是数据处理层，主要是配置 Mapper -> XML 层级之间的参数映射，SQL 解析，SQL 执行，结果映射的过程。上述两种流程都由基础支持层来提供功能支撑，基础支持层包括连接管理，事务管理，配置加载，缓存处理等。

接口层

在不与Spring 集成的情况下，使用 MyBatis 执行数据库的操作主要如下：

InputStream is = Resources.getResourceAsStream("myBatis-config.xml");
SqlSessionFactoryBuilder builder = new SqlSessionFactoryBuilder();
SqlSessionFactory factory = builder.build(is);
sqlSession = factory.openSession();

其中的SqlSessionFactory,SqlSession是 MyBatis 接口的核心类，尤其是 SqlSession，这个接口是MyBatis 中最重要的接口，这个接口能够让你执行命令，获取映射，管理事务。

数据处理层

  • 配置解析

在 Mybatis 初始化过程中，会加载 mybatis-config.xml 配置文件、映射配置文件以及 Mapper 接口中的注解信息，解析后的配置信息会形成相应的对象并保存到 Configration 对象中。之后，根据该对象创建SqlSessionFactory 对象。待 Mybatis 初始化完成后，可以通过 SqlSessionFactory 创建 SqlSession 对象并开始数据库操作。

  • SQL 解析与 scripting 模块

Mybatis 实现的动态 SQL 语句，几乎可以编写出所有满足需要的 SQL。

Mybatis 中 scripting 模块会根据用户传入的参数，解析映射文件中定义的动态 SQL 节点，形成数据库能执行的SQL 语句。

  • SQL 执行

SQL 语句的执行涉及多个组件，包括 MyBatis 的四大核心，它们是: Executor、StatementHandler、ParameterHandler、ResultSetHandler。SQL 的执行过程可以用下面这幅图来表示

MyBatis 层级结构各个组件的介绍(这里只是简单介绍，具体介绍在后面)：

  • SqlSession ：，它是 MyBatis 核心 API，主要用来执行命令，获取映射，管理事务。接收开发人员提供 Statement Id 和参数。并返回操作结果。
  • Executor ：执行器，是 MyBatis 调度的核心，负责 SQL 语句的生成以及查询缓存的维护。
  • StatementHandler :  封装了JDBC Statement 操作，负责对 JDBC Statement 的操作，如设置参数、将Statement 结果集转换成 List 集合。
  • ParameterHandler :  负责对用户传递的参数转换成 JDBC Statement 所需要的参数。
  • ResultSetHandler : 负责将 JDBC 返回的 ResultSet 结果集对象转换成 List 类型的集合。
  • TypeHandler :  用于 Java 类型和 JDBC 类型之间的转换。
  • MappedStatement : 动态 SQL 的封装
  • SqlSource :  表示从 XML 文件或注释读取的映射语句的内容，它创建将从用户接收的输入参数传递给数据库的 SQL。
  • Configuration :  MyBatis 所有的配置信息都维持在 Configuration 对象之中。

基础支持层

  • 反射模块

Mybatis 中的反射模块，对 Java 反射进行了很好的封装，提供了简易的 API，方便上层调用，并且对反射操作进行了一系列的优化，比如，缓存了类的 元数据（MetaClass）和对象的元数据（MetaObject），提高了反射操作的性能。

  • 类型转换模块

Mybatis 的别名机制，能够简化配置文件，该机制是类型转换模块的主要功能之一。类型转换模块的另一个功能是实现 JDBC 类型与 Java 类型的转换。在 SQL 语句绑定参数时，会将数据由 Java 类型转换成 JDBC 类型；在映射结果集时，会将数据由 JDBC 类型转换成 Java 类型。

  • 日志模块

在 Java 中，有很多优秀的日志框架，如 Log4j、Log4j2、slf4j 等。Mybatis 除了提供了详细的日志输出信息，还能够集成多种日志框架，其日志模块的主要功能就是集成第三方日志框架。

  • 资源加载模块

该模块主要封装了类加载器，确定了类加载器的使用顺序，并提供了加载类文件和其它资源文件的功能。

  • 解析器模块

该模块有两个主要功能：一个是封装了 XPath，为 Mybatis 初始化时解析 mybatis-config.xml配置文件以及映射配置文件提供支持；另一个为处理动态 SQL 语句中的占位符提供支持。

  • 数据源模块

Mybatis 自身提供了相应的数据源实现，也提供了与第三方数据源集成的接口。数据源是开发中的常用组件之一，很多开源的数据源都提供了丰富的功能，如连接池、检测连接状态等，选择性能优秀的数据源组件，对于提供ORM 框架以及整个应用的性能都是非常重要的。

  • 事务管理模块

一般地，Mybatis 与 Spring 框架集成，由 Spring 框架管理事务。但 Mybatis 自身对数据库事务进行了抽象，提供了相应的事务接口和简单实现。

  • 缓存模块

Mybatis 中有一级缓存和二级缓存，这两级缓存都依赖于缓存模块中的实现。但是需要注意，这两级缓存与Mybatis 以及整个应用是运行在同一个 JVM 中的，共享同一块内存，如果这两级缓存中的数据量较大，则可能影响系统中其它功能，所以需要缓存大量数据时，优先考虑使用 Redis、Memcache 等缓存产品。

  • Binding 模块

在调用 SqlSession 相应方法执行数据库操作时，需要制定映射文件中定义的 SQL 节点，如果 SQL 中出现了拼写错误，那就只能在运行时才能发现。为了能尽早发现这种错误，Mybatis 通过 Binding 模块将用户自定义的Mapper 接口与映射文件关联起来，系统可以通过调用自定义 Mapper 接口中的方法执行相应的 SQL 语句完成数据库操作，从而避免上述问题。注意，在开发中，我们只是创建了 Mapper 接口，而并没有编写实现类，这是因为 Mybatis 自动为 Mapper 接口创建了动态代理对象。

MyBatis 核心组件

在认识了 MyBatis 并了解其基础架构之后，下面我们来看一下 MyBatis 的核心组件，就是这些组件实现了从 SQL 语句到映射到 JDBC 再到数据库字段之间的转换，执行 SQL 语句并输出结果集。首先来认识 MyBatis 的第一个核心组件

SqlSessionFactory

对于任何框架而言，在使用该框架之前都要经历过一系列的初始化流程，MyBatis 也不例外。MyBatis 的初始化流程如下

String resource = "org/mybatis/example/mybatis-config.xml";
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
sqlSessionFactory.openSession();

上述流程中比较重要的一个对象就是SqlSessionFactory，SqlSessionFactory 是 MyBatis 框架中的一个接口，它主要负责的是

  • MyBatis 框架初始化操作
  • 为开发人员提供 SqlSession 对象

SqlSessionFactory 有两个实现类，一个是 SqlSessionManager 类，一个是 DefaultSqlSessionFactory 类

  • DefaultSqlSessionFactory : SqlSessionFactory 的默认实现类，是真正生产会话的工厂类，这个类的实例的生命周期是全局的，它只会在首次调用时生成一个实例（单例模式），就一直存在直到服务器关闭。

  • SqlSessionManager ：已被废弃，原因大概是: SqlSessionManager 中需要维护一个自己的线程池，而使用MyBatis 更多的是要与 Spring 进行集成，并不会单独使用，所以维护自己的 ThreadLocal 并没有什么意义，所以 SqlSessionManager 已经不再使用。

SqlSessionFactory 的执行流程

下面来对 SqlSessionFactory 的执行流程来做一个分析

首先第一步是 SqlSessionFactory 的创建

SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

从这行代码入手，首先创建了一个 SqlSessionFactoryBuilder 工厂，这是一个建造者模式的设计思想，由 builder 建造者来创建 SqlSessionFactory 工厂

然后调用 SqlSessionFactoryBuilder 中的 build 方法传递一个InputStream 输入流，Inputstream 输入流中就是你传过来的配置文件 mybatis-config.xml，SqlSessionFactoryBuilder 根据传入的 InputStream 输入流和environment、properties属性创建一个XMLConfigBuilder对象。SqlSessionFactoryBuilder 对象调用XMLConfigBuilder 的parse()方法，流程如下。

XMLConfigBuilder 会解析/configuration标签，configuration 是 MyBatis 中最重要的一个标签，下面流程会介绍 Configuration 标签。