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从 0 开始手写一个 Mybatis 框架,三步搞定!

运维开发网 https://www.qedev.com 2020-04-08 12:04 出处:51CTO 作者:wx5d30212829a35
最近研究了一下Mybatis,给大家磕叨磕叨,MyBatis框架的核心功能其实不难,无非就是动态代理和jdbc的操作,难的是写出来可扩展,高内聚,低耦合的规范的代码。本文完成的Mybatis功能比较简单,代码还有许多需要改进的地方,大家可以结合Mybatis源码去动手完善。一、Mybatis框架流程简介在手写自己的Mybatis框架之前,我们先来了解一下Mybatis,它的源码中使用了大量的设计模

最近研究了一下Mybatis,给大家磕叨磕叨,MyBatis框架的核心功能其实不难,无非就是动态代理和jdbc的操作,难的是写出来可扩展,高内聚,低耦合的规范的代码。本文完成的Mybatis功能比较简单,代码还有许多需要改进的地方,大家可以结合Mybatis源码去动手完善。

一、Mybatis框架流程简介

从 0 开始手写一个 Mybatis 框架,三步搞定!

在手写自己的Mybatis框架之前,我们先来了解一下Mybatis,它的源码中使用了大量的设计模式,阅读源码并观察设计模式在其中的应用,才能够更深入的理解源码(ref:Mybatis源码解读-设计模式总结)。我们对上图进行分析总结:

  1. mybatis的配置文件有2类

  • mybatisconfig.xml,配置文件的名称不是固定的,配置了全局的参数的配置,全局只能有一个配置文件。

  • Mapper.xml 配置多个statemement,也就是多个sql,整个mybatis框架中可以有多个Mappe.xml配置文件。

  1. 通过mybatis配置文件得到SqlSessionFactory

  2. 通过SqlSessionFactory得到SqlSession,用SqlSession就可以操作数据了。

  3. SqlSession通过底层的Executor(执行器),执行器有2类实现:

从 0 开始手写一个 Mybatis 框架,三步搞定!

  • 基本实现

  • 带有缓存功能的实现

  1. MappedStatement是通过Mapper.xml中定义statement生成的对象。

  2. 参数输入执行并输出结果集,无需手动判断参数类型和参数下标位置,且自动将结果集映射为Java对象

  • HashMap,KV格式的数据类型

  • Java的基本数据类型

  • POJO,java的对象

二、梳理自己的Mybatis的设计思路

根据上文Mybatis流程,我简化了下,分为以下步骤:

从 0 开始手写一个 Mybatis 框架,三步搞定!

1.读取xml文件,建立连接

从图中可以看出,MyConfiguration负责与人交互。待读取xml后,将属性和连接数据库的操作封装在MyConfiguration对象中供后面的组件调用。本文将使用dom4j来读取xml文件,它具有性能优异和非常方便使用的特点。

2.创建SqlSession,搭建Configuration和Executor之间的桥梁

我们经常在使用框架时看到Session,Session到底是什么呢?一个Session仅拥有一个对应的数据库连接。类似于一个前段请求Request,它可以直接调用exec(SQL)来执行SQL语句。从流程图中的箭头可以看出,MySqlSession的成员变量中必须得有MyExecutor和MyConfiguration去集中做调配,箭头就像是一种关联关系。我们自己的MySqlSession将有一个getMapper方法,然后使用动态代理生成对象后,就可以做数据库的操作了。

3.创建Executor,封装JDBC操作数据库

Executor是一个执行器,负责SQL语句的生成和查询缓存(缓存还没完成)的维护,也就是jdbc的代码将在这里完成,不过本文只实现了单表,有兴趣的同学可以尝试完成多表。

4.创建MapperProxy,使用动态代理生成Mapper对象

我们只是希望对指定的接口生成一个对象,使得执行它的时候能运行一句sql罢了,而接口无法直接调用方法,所以这里使用动态代理生成对象,在执行时还是回到MySqlSession中调用查询,最终由MyExecutor做JDBC查询。这样设计是为了单一职责,可扩展性更强。

三、实现自己的Mybatis

工程文件及目录:

从 0 开始手写一个 Mybatis 框架,三步搞定!

首先,新建一个maven项目,在pom.xml中导入以下依赖:

<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.liugh</groupId>
 <artifactId>liugh-mybatis</artifactId>
 <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
 <packaging>jar</packaging>
 
 <properties>
		<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
		<maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
		<maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
		<java.version>1.8</java.version>
	</properties>
	
	<dependencies>
	 <!-- 读取xml文件 -->
		<dependency>
			<groupId>dom4j</groupId>
			<artifactId>dom4j</artifactId>
			<version>1.6.1</version>
		</dependency>
		
		<!-- MySQL -->
		<dependency>
			<groupId>mysql</groupId>
			<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
			<version>5.1.29</version>
		</dependency>
 </dependencies>
</project>

创建我们的数据库xml配置文件:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<database>
	<property name="driverClassName">com.mysql.jdbc.Driver</property>
	<property name="url">jdbc:mysql://localhost:3306/test?useUnicode=true&characterEncoding=utf8</property>
	<property name="username">root</property>
	<property name="password">123456</property>
</database>

然后在数据库创建test库,执行如下SQL语句:

CREATE TABLE `user` (
 `id` varchar(64) NOT NULL,
 `password` varchar(255) DEFAULT NULL,
 `username` varchar(255) DEFAULT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8;
INSERT INTO `test`.`user` (`id`, `password`, `username`) VALUES ('1', '123456', 'liugh');

创建User实体类,和UserMapper接口和对应的xml文件:

package com.liugh.bean;
public class User {
 private String id;
 private String username;
 private String password;
 //省略get set toString方法...
}
package com.liugh.mapper;
import com.liugh.bean.User;
public interface UserMapper {
	
	public User getUserById(String id); 
}
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<mapper nameSpace="com.liugh.mapper.UserMapper">
 <select id="getUserById" resultType ="com.liugh.bean.User">
 select * from user where id = ?
 </select>
</mapper>

基本操作配置完成,接下来我们开始实现MyConfiguration:

package com.liugh.sqlSession;
import java.io.InputStream;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.DocumentException;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.io.SAXReader;
import com.liugh.config.Function;
import com.liugh.config.MapperBean;
/**
 * 读取与解析配置信息,并返回处理后的Environment
 */
public class MyConfiguration {
	private static ClassLoader loader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
	/**
	 * 读取xml信息并处理
	 */
	public Connection build(String resource){
	 try {
	 InputStream stream = loader.getResourceAsStream(resource);
			SAXReader reader = new SAXReader();
			Document document = reader.read(stream);
			Element root = document.getRootElement();
			return evalDataSource(root);
		} catch (Exception e) {
			throw new RuntimeException("error occured while evaling xml " + resource);
		}
	}
	
	private Connection evalDataSource(Element node) throws ClassNotFoundException {
 if (!node.getName().equals("database")) {
 	throw new RuntimeException("root should be <database>");
 }
		String driverClassName = null;
		String url = null;
		String username = null;
		String password = null;
		//获取属性节点
		for (Object item : node.elements("property")) {
			Element i = (Element) item;			
			String value = getValue(i);
			String name = i.attributeValue("name");
			if (name == null || value == null) {
				throw new RuntimeException("[database]: <property> should contain name and value");
			}
			//赋值
			switch (name) {
				case "url" : url = value; break;
				case "username" : username = value; break;
				case "password" : password = value; break;
				case "driverClassName" : driverClassName = value; break; 
				default : throw new RuntimeException("[database]: <property> unknown name"); 
			}
		}
		
		 Class.forName(driverClassName); 
		 Connection connection = null;
		try {
			//建立数据库链接
			connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);
		} catch (SQLException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
		return connection;
	}
	
	//获取property属性的值,如果有value值,则读取 没有设置value,则读取内容
	private String getValue(Element node) {
		return node.hasContent() ? node.getText() : node.attributeValue("value");
	}
	
	
	
 @SuppressWarnings("rawtypes")
 public MapperBean readMapper(String path){
 MapperBean mapper = new MapperBean();
 try{
 	InputStream stream = loader.getResourceAsStream(path);
 			SAXReader reader = new SAXReader();
 			Document document = reader.read(stream);
 			Element root = document.getRootElement();
 mapper.setInterfaceName(root.attributeValue("nameSpace").trim()); //把mapper节点的nameSpace值存为接口名
 List<Function> list = new ArrayList<Function>(); //用来存储方法的List
 for(Iterator rootIter = root.elementIterator();rootIter.hasNext();) {//遍历根节点下所有子节点
 Function fun = new Function(); //用来存储一条方法的信息
 Element e = (Element) rootIter.next(); 
 String sqltype = e.getName().trim();
 String funcName = e.attributeValue("id").trim();
 String sql = e.getText().trim();
 String resultType = e.attributeValue("resultType").trim();
 fun.setSqltype(sqltype);
 fun.setFuncName(funcName);
 Object newInstance=null;
				try {
					newInstance = Class.forName(resultType).newInstance();
				} catch (InstantiationException e1) {
					e1.printStackTrace();
				} catch (IllegalAccessException e1) {
					e1.printStackTrace();
				} catch (ClassNotFoundException e1) {
					e1.printStackTrace();
				}
 fun.setResultType(newInstance);
 fun.setSql(sql);
 list.add(fun);
 }
 mapper.setList(list);
 
 } catch (DocumentException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 return mapper;
 }
}

用面向对象的思想设计读取xml配置后:

package com.liugh.config;
import java.util.List;
public class MapperBean {
	private String interfaceName; //接口名
 private List<Function> list; //接口下所有方法
 //省略 get set方法...
}

Function对象包括sql的类型、方法名、sql语句、返回类型和参数类型。

package com.liugh.config;
public class Function {
	private String sqltype; 
 private String funcName; 
 private String sql; 
 private Object resultType; 
 private String parameterType; 
	//省略 get set方法
}

接下来实现我们的MySqlSession,首先的成员变量里得有Excutor和MyConfiguration,代码的精髓就在getMapper的方法里。

package com.liugh.sqlSession;
import java.lang.reflect.Proxy;
public class MySqlsession {
	
	private Excutor excutor= new MyExcutor(); 
	
	private MyConfiguration myConfiguration = new MyConfiguration();
	
 public <T> T selectOne(String statement,Object parameter){ 
 return excutor.query(statement, parameter); 
 } 
	 
 @SuppressWarnings("unchecked")
	public <T> T getMapper(Class<T> clas){ 
 	//动态代理调用
 return (T)Proxy.newProxyInstance(clas.getClassLoader(),new Class[]{clas},
 		new MyMapperProxy(myConfiguration,this)); 
 } 
}

紧接着创建Excutor和实现类:

package com.liugh.sqlSession;
public interface Excutor {
	public <T> T query(String statement,Object parameter); 
}

MyExcutor中封装了JDBC的操作:

package com.liugh.sqlSession;
import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import com.liugh.bean.User;
public class MyExcutor implements Excutor{
	
	private MyConfiguration xmlConfiguration = new MyConfiguration();
	
	 @Override 
	 public <T> T query(String sql, Object parameter) { 
	 Connection connection=getConnection(); 
	 ResultSet set =null;
	 PreparedStatement pre =null;
	 try { 
	 pre = connection.prepareStatement(sql); 
	 //设置参数
	 pre.setString(1, parameter.toString());
	 set = pre.executeQuery(); 
	 User u=new User(); 
	 //遍历结果集
	 while(set.next()){ 
	 u.setId(set.getString(1));
	 u.setUsername(set.getString(2)); 
	 u.setPassword(set.getString(3));
	 } 
	 return (T) u; 
	 } catch (SQLException e) { 
	 e.printStackTrace(); 
	 } finally{
	 try{ 
	 if(set!=null){ 
	 	 set.close(); 
	 }if(pre!=null){ 
	 	 pre.close(); 
	 }if(connection!=null){ 
	 	 connection.close(); 
	 } 
	 }catch(Exception e2){ 
	 e2.printStackTrace(); 
	 } 
	 } 
	 return null; 
	 } 
	 
	 private Connection getConnection() { 
	 try { 
	 Connection connection =xmlConfiguration.build("config.xml");
	 return connection; 
	 } catch (Exception e) { 
	 e.printStackTrace(); 
	 } 
	 return null; 
	 } 
}

MyMapperProxy代理类完成xml方法和真实方法对应,执行查询:

package com.liugh.sqlSession;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.List;
import com.liugh.config.Function;
import com.liugh.config.MapperBean;
public class MyMapperProxy implements InvocationHandler{
	
	private MySqlsession mySqlsession; 
	
	private MyConfiguration myConfiguration;
 
 public MyMapperProxy(MyConfiguration myConfiguration,MySqlsession mySqlsession) { 
 this.myConfiguration=myConfiguration; 
 this.mySqlsession=mySqlsession; 
 } 
	@Override
	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
		MapperBean readMapper = myConfiguration.readMapper("UserMapper.xml");
		//是否是xml文件对应的接口
		if(!method.getDeclaringClass().getName().equals(readMapper.getInterfaceName())){
			return null; 
		}
		List<Function> list = readMapper.getList();
		if(null != list || 0 != list.size()){
			for (Function function : list) {
			//id是否和接口方法名一样
			 if(method.getName().equals(function.getFuncName())){ 
		 return mySqlsession.selectOne(function.getSql(), String.valueOf(args[0])); 
		 } 
			}
		}
	 return null; 
	}
}

到这里,就完成了自己的Mybatis框架,我们测试一下:

package com.liugh;
import com.liugh.bean.User;
import com.liugh.mapper.UserMapper;
import com.liugh.sqlSession.MySqlsession;
public class TestMybatis {
	
 public static void main(String[] args) { 
 MySqlsession sqlsession=new MySqlsession(); 
 UserMapper mapper = sqlsession.getMapper(UserMapper.class); 
 User user = mapper.getUserById("1"); 
 System.out.println(user);
 } 
}

执行结果:

从 0 开始手写一个 Mybatis 框架,三步搞定!

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从 0 开始手写一个 Mybatis 框架,三步搞定!

到这里我们就大功告成了!

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主要从以下来讲述:

1.划重点啦,花个三五分钟回顾下MyBatis的要素;

2.想好了才能动手,MyBatis核心流程解密;

3.一路向西,走三步手写MyBatis,你一定能听懂!

4.老司机带你大保健,居然我把MyBatis看懂了;

5.论学习源码的重要性,是时候修炼内功了!

6.互联网架构师技能树梳理,作为一个互联网高级架构师你需要掌握的都在这里;

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