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最近看了下Mybatis的源码，分析了Mybatis插件的实现方式，在这里把他记下来。
曹金桂 cao_jingui@163.com (如有欠缺还请指教)
时间：2016年10月23日16:00
概述
Mybatis插件又称拦截器，本篇文章中出现的拦截器都表示插件
Mybatis采用责任链模式，通过动态代理组织多个插件（拦截器），通过这些插件可以改变Mybatis的默认行为（诸如SQL重写之类的），由于插件会深入到Mybatis的核心，因此在编写自己的插件前最好了解下它的原理，以便写出安全高效的插件。
MyBatis 允许你在已映射语句执行过程中的某一点进行拦截调用。默认情况下，MyBatis 允许使用插件来拦截的方法调用包括：
- Executor (update, query, flushStatements, commit, rollback, getTransaction, close, isClosed)
- ParameterHandler (getParameterObject, setParameters)
- ResultSetHandler (handleResultSets, handleOutputParameters)
- StatementHandler (prepare, parameterize, batch, update, query)
总体概括为：
- 拦截执行器的方法
- 拦截参数的处理
- 拦截结果集的处理
- 拦截Sql语法构建的处理
Mybatis是通过动态代理的方式实现拦截的，阅读此篇文章需要先对Java的动态代理机制有所了解。可以参考博客《彻底理解java动态代理》
Mybatis四大接口
竟然Mybatis是对四大接口进行拦截的，那我们药先要知道Mybatis的四大接口对象 Executor, StatementHandler, ResultSetHandler, ParameterHandler。
上图Mybatis框架的整个执行过程。Mybatis插件能够对则四大对象进行拦截，可以包含到了Mybatis一次会议的所有操作。可见Mybatis的的插件很强大。
- Executor是 Mybatis的内部执行器，它负责调用StatementHandler操作数据库，并把结果集通过 ResultSetHandler进行自动映射，另外，他还处理了二级缓存的操作。从这里可以看出，我们也是可以通过插件来实现自定义的二级缓存的。
- StatementHandler是Mybatis直接和数据库执行sql脚本的对象。另外它也实现了Mybatis的一级缓存。这里，我们可以使用插件来实现对一级缓存的操作(禁用等等)。
- ParameterHandler是Mybatis实现Sql入参设置的对象。插件可以改变我们Sql的参数默认设置。
- ResultSetHandler是Mybatis把ResultSet集合映射成POJO的接口对象。我们可以定义插件对Mybatis的结果集自动映射进行修改。
插件Interceptor
Mybatis的插件实现要实现Interceptor接口，我们看下这个接口定义的方法。
public interface Interceptor {
Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable;
Object plugin(Object target);
void setProperties(Properties properties);
}
这个接口只声明了三个方法。
- setProperties方法是在Mybatis进行配置插件的时候可以配置自定义相关属性，即：接口实现对象的参数配置
- plugin方法是插件用于封装目标对象的，通过该方法我们可以返回目标对象本身，也可以返回一个它的代理，可以决定是否要进行拦截进而决定要返回一个什么样的目标对象，官方提供了示例：return Plugin.wrap(target, this);
- intercept方法就是要进行拦截的时候要执行的方法
理解这个接口的定义，先要知道java动态代理机制。plugin接口即返回参数target对象(Executor/ParameterHandler/ResultSetHander/StatementHandler)的代理对象。在调用对应对象的接口的时候，可以进行拦截并处理。
Mybatis四大接口对象创建方法
Mybatis的插件是采用对四大接口的对象生成动态代理对象的方法来实现的。那么现在我们看下Mybatis是怎么创建这四大接口对象的。
public Executor newExecutor(Transaction transaction, ExecutorType executorType) {
//确保ExecutorType不为空(defaultExecutorType有可能为空)
executorType = executorType == null ? defaultExecutorType : executorType;
executorType = executorType == null ? ExecutorType.SIMPLE : executorType;
Executor executor; if (ExecutorType.BATCH == executorType) {
executor = new BatchExecutor(this, transaction);
} else if (ExecutorType.REUSE == executorType) {
executor = new ReuseExecutor(this, transaction);
} else {
executor = new SimpleExecutor(this, transaction);
} if (cacheEnabled) {
executor = new CachingExecutor(executor);
}
executor = (Executor) interceptorChain.pluginAll(executor);
return executor;
}
public StatementHandler newStatementHandler(Executor executor, MappedStatement mappedStatement, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {
StatementHandler statementHandler = new RoutingStatementHandler(executor, mappedStatement, parameterObject, rowBounds, resultHandler, boundSql);
statementHandler = (StatementHandler) interceptorChain.pluginAll(statementHandler);
return statementHandler;
}
public ParameterHandler newParameterHandler(MappedStatement mappedStatement, Object parameterObject, BoundSql boundSql) {
ParameterHandler parameterHandler = mappedStatement.getLang().createParameterHandler(mappedStatement, parameterObject, boundSql);
parameterHandler = (ParameterHandler) interceptorChain.pluginAll(parameterHandler);
return parameterHandler;
}
public ResultSetHandler newResultSetHandler(Executor executor, MappedStatement mappedStatement, RowBounds rowBounds, ParameterHandler parameterHandler, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {
ResultSetHandler resultSetHandler = new DefaultResultSetHandler(executor, mappedStatement, parameterHandler, resultHandler, boundSql, rowBounds);
resultSetHandler = (ResultSetHandler) interceptorChain.pluginAll(resultSetHandler);
return resultSetHandler;
}
查看源码可以发现， Mybatis框架在创建好这四大接口对象的实例后，都会调用InterceptorChain.pluginAll()方法。InterceptorChain对象是插件执行链对象，看源码就知道里面维护了Mybatis配置的所有插件(Interceptor)对象。
// target --> Executor/ParameterHandler/ResultSetHander/StatementHandler
public Object pluginAll(Object target) {
for (Interceptor interceptor : interceptors) {
target = interceptor.plugin(target);
}
return target;
}
其实就是安顺序执行我们插件的plugin方法,一层一层返回我们原对象(Executor/ParameterHandler/ResultSetHander/StatementHandler)的代理对象。当我们调用四大接口对象的方法时候，实际上是调用代理对象的响应方法，代理对象又会调用十大接口对象的实例。
Plugin对象
我们知道，官方推荐插件实现plugin方法为：Plugin.wrap(target, this);
public static Object wrap(Object target, Interceptor interceptor) {
// 获取插件的Intercepts注解
Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap = getSignatureMap(interceptor);
Class<?> type = target.getClass();
Class<?>[] interfaces = getAllInterfaces(type, signatureMap);
if (interfaces.length > 0) {
return Proxy.newProxyInstance(type.getClassLoader(), interfaces, new Plugin(target, interceptor, signatureMap));
}
return target;
}
这个方法其实是Mybatis简化我们插件实现的工具方法。其实就是根据当前拦截的对象创建了一个动态代理对象。代理对象的InvocationHandler处理器为新建的Plugin对象。
插件配置注解@Intercepts
Mybatis的插件都要有Intercepts注解来指定要拦截哪个对象的哪个方法。我们知道，Plugin.warp方法会返回四大接口对象的代理对象(通过new Plugin()创建的IvocationHandler处理器)，会拦截所有的执行方法。在代理对象执行对应方法的时候，会调用InvocationHandler处理器的invoke方法。Mybatis中利用了注解的方式配置指定拦截哪些方法。具体如下：
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
try {
Set<Method> methods = signatureMap.get(method.getDeclaringClass());
if (methods != null && methods.contains(method)) {
return interceptor.intercept(new Invocation(target, method, args));
}
return method.invoke(target, args);
} catch (Exception e) {
throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(e);
}
}
可以看到，只有通过Intercepts注解指定的方法才会执行我们自定义插件的intercept方法。未通过Intercepts注解指定的将不会执行我们的intercept方法。
官方插件开发方式
@Intercepts({@Signature(type = Executor.class, method = "query",
args = {MappedStatement.class, Object.class, RowBounds.class, ResultHandler.class})})
public class TestInterceptor implements Interceptor {
public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
Object target = invocation.getTarget(); //被代理对象
Method method = invocation.getMethod(); //代理方法
Object[] args = invocation.getArgs(); //方法参数
// do something ...... 方法拦截前执行代码块
Object result = invocation.proceed();
// do something .......方法拦截后执行代码块
return result;
}
public Object plugin(Object target) {
return Plugin.wrap(target, this);
}
}
以上就是Mybatis官方推荐的插件实现的方法，通过Plugin对象创建被代理对象的动态代理对象。可以发现，Mybatis的插件开发还是很简单的。
自定义开发方式
Mybatis的插件开发通过内部提供的Plugin对象可以很简单的开发。只有理解了插件实现原理，对应不采用Plugin对象我们一样可以自己实现插件的开发。下面是我个人理解之后的自己实现的一种方式。
public class TestInterceptor implements Interceptor {
public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
Object target = invocation.getTarget(); //被代理对象
Method method = invocation.getMethod(); //代理方法
Object[] args = invocation.getArgs(); //方法参数
// do something ...... 方法拦截前执行代码块
Object result = invocation.proceed();
// do something .......方法拦截后执行代码块
return result;
}
public Object plugin(final Object target) {
return Proxy.newProxyInstance(Interceptor.class.getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
return intercept(new Invocation(target, method, args));
}
});
}
public void setProperties(Properties properties) {
}
}
当然，Mybatis插件的那这个时候Intercepts的注解起不到作用了。
小结
我们在MyBatis配置了一个插件，在运行发生了什么
- 所有可能被拦截的处理类都会生成一个代理
- 处理类代理在执行对应方法时，判断要不要执行插件中的拦截方法
- 执行插接中的拦截方法后，推进目标的执行
如果有N个插件，就有N个代理，每个代理都要执行上面的逻辑。这里面的层层代理要多次生成动态代理，是比较影响性能的。虽然能指定插件拦截的位置，但这个是在执行方法时动态判断，初始化的时候就是简单的把插件包装到了所有可以拦截的地方。
因此，在编写插件时需注意以下几个原则：
- 不编写不必要的插件；
- 实现plugin方法时判断一下目标类型，是本插件要拦截的对象才执行Plugin.wrap方法，否者直接返回目标本省，这样可以减少目标被代理的次数。
// 假如我们只要拦截Executor对象，那么我们应该这么做
public Object plugin(final Object target) {
if (target instanceof Executor) {
return Plugin.wrap(target, this);
} else {
return target;
}
}
Mybatis插件很强大，可以对Mybatis框架进行很大的扩展。当然，如果你不理解Mybatis插件的原理，开发起来只能是模拟两可。在实际开发过程中，我们可以参考别人写的插件。下面是一个Mybatis分页的插件，可以为以后开发做参考。
/**
* Mybatis - 通用分页插件（如果开启二级缓存需要注意）
*/
@Intercepts({@Signature(type = StatementHandler.class, method = "prepare", args = {Connection.class}),
@Signature(type = ResultSetHandler.class, method = "handleResultSets", args = {Statement.class})})
@Log4j
public class PageHelper implements Interceptor {
public static final ThreadLocal<Page> localPage = new ThreadLocal<Page>();
/**
* 开始分页
*
* @param pageNum
* @param pageSize
*/
public static void startPage(int pageNum, int pageSize) {
localPage.set(new Page(pageNum, pageSize));
}
/**
* 结束分页并返回结果，该方法必须被调用，否则localPage会一直保存下去，直到下一次startPage
*
* @return
*/
public static Page endPage() {
Page page = localPage.get();
localPage.remove();
return page;
}
public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
if (localPage.get() == null) {
return invocation.proceed();
}
if (invocation.getTarget() instanceof StatementHandler) {
StatementHandler statementHandler = (StatementHandler) invocation.getTarget();
MetaObject metaStatementHandler = SystemMetaObject.forObject(statementHandler);
// 分离代理对象链(由于目标类可能被多个插件拦截，从而形成多次代理，通过下面的两次循环
// 可以分离出最原始的的目标类)
while (metaStatementHandler.hasGetter("h")) {
Object object = metaStatementHandler.getValue("h");
metaStatementHandler = SystemMetaObject.forObject(object);
}
// 分离最后一个代理对象的目标类
while (metaStatementHandler.hasGetter("target")) {
Object object = metaStatementHandler.getValue("target");
metaStatementHandler = SystemMetaObject.forObject(object);
}
MappedStatement mappedStatement = (MappedStatement) metaStatementHandler.getValue("delegate.mappedStatement");
//分页信息if (localPage.get() != null) {
Page page = localPage.get();
BoundSql boundSql = (BoundSql) metaStatementHandler.getValue("delegate.boundSql");
// 分页参数作为参数对象parameterObject的一个属性
String sql = boundSql.getSql();
// 重写sql
String pageSql = buildPageSql(sql, page);
//重写分页sql
metaStatementHandler.setValue("delegate.boundSql.sql", pageSql);
Connection connection = (Connection) invocation.getArgs()[0];
// 重设分页参数里的总页数等
setPageParameter(sql, connection, mappedStatement, boundSql, page);
// 将执行权交给下一个插件
return invocation.proceed();
} else if (invocation.getTarget() instanceof ResultSetHandler) {
Object result = invocation.proceed();
Page page = localPage.get();
page.setResult((List) result);
return result;
}
return null;
}
/**
* 只拦截这两种类型的
* <br>StatementHandler
* <br>ResultSetHandler
*
* @param target
* @return
*/
public Object plugin(Object target) {
if (target instanceof StatementHandler || target instanceof ResultSetHandler) {
return Plugin.wrap(target, this);
} else {
return target;
}
}
public void setProperties(Properties properties) {
}
/**
* 修改原SQL为分页SQL
*
* @param sql
* @param page
* @return
*/
private String buildPageSql(String sql, Page page) {
StringBuilder pageSql = new StringBuilder(200);
pageSql.append("select * from (");
pageSql.append(sql);
pageSql.append(" ) temp limit ").append(page.getStartRow());
pageSql.append(" , ").append(page.getPageSize());
return pageSql.toString();
}
/**
* 获取总记录数
*
* @param sql
* @param connection
* @param mappedStatement
* @param boundSql
* @param page
*/
private void setPageParameter(String sql, Connection connection, MappedStatement mappedStatement,
BoundSql boundSql, Page page) {
// 记录总记录数
String countSql = "select count(0) from (" + sql + ") temp";
PreparedStatement countStmt = null;
ResultSet rs = null;
try {
countStmt = connection.prepareStatement(countSql);
BoundSql countBS = new BoundSql(mappedStatement.getConfiguration(), countSql,
boundSql.getParameterMappings(), boundSql.getParameterObject());
setParameters(countStmt, mappedStatement, countBS, boundSql.getParameterObject());
rs = countStmt.executeQuery();
int totalCount = 0;
if (rs.next()) {
totalCount = rs.getInt(1);
}
page.setTotal(totalCount);
int totalPage = totalCount / page.getPageSize() + ((totalCount % page.getPageSize() == 0) ? 0 : 1);
page.setPages(totalPage);
} catch (SQLException e) {
log.error("Ignore this exception", e);
} finally {
try {
rs.close();
} catch (SQLException e) {
log.error("Ignore this exception", e);
}
try {
countStmt.close();
} catch (SQLException e) {
log.error("Ignore this exception", e);
}
}
}
/**
* 代入参数值
*
* @param ps
* @param mappedStatement
* @param boundSql
* @param parameterObject
* @throws SQLException
*/
private void setParameters(PreparedStatement ps, MappedStatement mappedStatement, BoundSql boundSql,
Object parameterObject) throws SQLException {
ParameterHandler parameterHandler = new DefaultParameterHandler(mappedStatement, parameterObject, boundSql);
parameterHandler.setParameters(ps);
}
@Data //采用lombok插件编译
public static class Page<E> {
private int pageNum;
private int pageSize;
private int startRow;
private int endRow;
private long total;
private int pages;
private List<E> result;
public Page(int pageNum, int pageSize) {
this.pageNum = pageNum;
this.pageSize = pageSize;
this.startRow = pageNum > 0 ? (pageNum - 1) * pageSize : 0;
this.endRow = pageNum * pageSize;
}
}
}
