MyBatis源码分析-SQL语句执行的完整流程

　MyBatis 是支持定制化 SQL、存储过程以及高级映射的优秀的持久层框架。MyBatis 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。MyBatis 可以对配置和原生Map使用简单的 XML 或注解，将接口和 Java 的 POJOs(Plain Old Java Objects,普通的 Java对象)映射成数据库中的记录。如何新建MyBatis源码工程请点击MyBatis源码分析-IDEA新建MyBatis源码工程。

　　MyBatis框架主要完成的是以下2件事情：

根据JDBC规范建立与数据库的连接。
通过反射打通Java对象与数据库参数交互之间相互转换的关系。

　　MyBatis框架是一种典型的交互式框架，先准备好交互的必要条件，然后构建一个交互的环境，在交互环境中划分会话，在会话中与数据库进行交互数据。

1 MyBatis主要的类

Configuration MyBatis所有的配置信息都维持在Configuration对象之中。
SqlSession 作为MyBatis工作的主要顶层API，表示和数据库交互的会话，完成必要数据库增删改查功能
Executor MyBatis执行器，是MyBatis 调度的核心，负责SQL语句的生成和查询缓存的维护
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 负责java数据类型和jdbc数据类型之间的映射和转换
MappedStatement MappedStatement维护了一条<select|update|delete|insert>节点的封装，
SqlSource 负责根据用户传递的parameterObject，动态地生成SQL语句，将信息封装到BoundSql对象中，并返回
BoundSql 表示动态生成的SQL语句以及相应的参数信息

　　以上几个类在SQL操作中都会涉及，在SQL操作中重点关注下SQL参数什么时候写入和结果集怎么转换为Java对象，这两个过程正好对应的类是PreparedStatementHandler和ResultSetHandler类。

MyBatis源码分析-SQL语句执行的完整流程

(图片来自《深入理解mybatis原理》 MyBatis的架构设计以及实例分析)

2 SQL执行流程

　　MyBatis主要设计目的还是为了让我们在执行SQL时对输入输出的数据的管理更加方便，所以方便的让我们写出SQL和方便的获取SQL的执行结果是MyBatis的核心竞争力。下面就用一个例子来从源码角度看一下SQL的完整执行流程。

新建配置文件conf.xml：

 
   
 conf.xml 

首先建立数据表，这里就以user表为例：

DROP TABLE IF EXISTS user;
CREATE TABLE user (
  id INT NOT NULL PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  name VARCHAR(32) NOT NULL,
  password VARCHAR(32) NOT NULL,
  sex int,
  email VARCHAR(32),
  phone VARCHAR(16),
  admin VARCHAR(16)
);

然后新建与数据表对应的类User：

 
   
 User 

再新建usre表的配置文件：

 
   
 userMapper.xml 

最后新建测试类：

/**
 * MyBatis测试类
*/
public class TestMain {

public static void main(String[] args) throws IOException {
        String resouce = "conf.xml";
        InputStream is = Resources.getResourceAsStream(resouce);

// 构建sqlSession工厂
        SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(is);
// 获取sqlSession
        SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();

        User user;

try {
/**
             * 第一种方式: 直接执行已映射的 SQL 语句
*/
            String statement = "com.luoxn28.dao.UserDao.getById";
            user = session.selectOne(statement, 1);
            System.out.println(user);
        }
finally {
            session.close();
        }

/**
         * 第二种方式: 执行更清晰和类型安全的代码
*/
//        UserDao userDao = session.getMapper(UserDao.class);
//        user = userDao.getById(1);
//        System.out.println(user);
    }

}

　　由于我们分析的是SQL的执行流程，那就重点关注下 user = session.selectOne(statement, 1); 这行代码~ 注意，传进去的参数是1。

　　session是DefaultSqlSession类型的，因为sqlSessionFactory默认生成的SqlSession是DefaultSqlSession类型。selectOne()会调用selectList()。

// DefaultSqlSession类
public <E> List<E> selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds) {
try {
        MappedStatement ms = configuration.getMappedStatement(statement);
// CURD操作是交给Excetor去处理的
return executor.query(ms, wrapCollection(parameter), rowBounds, Executor.NO_RESULT_HANDLER);
    } catch (Exception e) {
throw ExceptionFactory.wrapException("Error querying database.  Cause: " + e, e);
    } finally {
        ErrorContext.instance().reset();
    }
}

　　在DefaultSqlSession.selectList中的各种CURD操作都是通多Executor进行的，这里executor的类型是CachingExecutor，接着跳转到其中的query方法中。

// CachingExecutor 类
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
    BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameterObject);  // 获取绑定的sql命令，比如"SELECT * FROM xxx"
    CacheKey key = createCacheKey(ms, parameterObject, rowBounds, boundSql);
return query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}

　　getBoundSql为了获取绑定的sql命令，在创建完cacheKey之后，就进入到CachingExecutor 类中的另一个query方法中。

// CachingExecutor 类
@Override
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql)
throws SQLException {
    Cache cache = ms.getCache();
if (cache != null) {
        flushCacheIfRequired(ms);
if (ms.isUseCache() && resultHandler == null) {
            ensureNoOutParams(ms, parameterObject, boundSql);
            @SuppressWarnings("unchecked")
            List<E> list = (List<E>) tcm.getObject(cache, key);
if (list == null) {
                list = delegate.<E> query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
                tcm.putObject(cache, key, list); // issue #578 and #116
            }
return list;
        }
    }
return delegate.<E> query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}

　　这里真正执行query操作的是SimplyExecutor代理来完成的，接着就进入到了SimplyExecutor的父类BaseExecutor的query方法中。

// SimplyExecutor的父类BaseExecutor类
@SuppressWarnings("unchecked")
@Override
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
    ErrorContext.instance().resource(ms.getResource()).activity("executing a query").object(ms.getId());
if (closed) {
throw new ExecutorException("Executor was closed.");
    }
if (queryStack == 0 && ms.isFlushCacheRequired()) {
        clearLocalCache();
    }
    List<E> list;
try {
        queryStack++;
/**
         * localCache是一级缓存，如果找不到就调用queryFromDatabase从数据库中查找
*/
        list = resultHandler == null ? (List<E>) localCache.getObject(key) : null;
if (list != null) {
            handleLocallyCachedOutputParameters(ms, key, parameter, boundSql);
        } else {
            list = queryFromDatabase(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
        }
    } finally {
        queryStack--;
    }
if (queryStack == 0) {
for (DeferredLoad deferredLoad : deferredLoads) {
            deferredLoad.load();
        }
// issue #601
        deferredLoads.clear();
if (configuration.getLocalCacheScope() == LocalCacheScope.STATEMENT) {
// issue #482
            clearLocalCache();
        }
    }
return list;
}

　　因为是第一次SQL查询操作，所以会调用queryFromDatabase方法来执行查询。

// SimplyExecutor的父类BaseExecutor类
private <E> List<E> queryFromDatabase(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
    List<E> list;
    localCache.putObject(key, EXECUTION_PLACEHOLDER);
try {
        list = doQuery(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
    } finally {
        localCache.removeObject(key);
    }
    localCache.putObject(key, list);
if (ms.getStatementType() == StatementType.CALLABLE) {
        localOutputParameterCache.putObject(key, parameter);
    }
return list;
}

　　从数据库中查询数据，进入到SimplyExecutor中进行操作。

// SimplyExecutor类
public <E> List<E> doQuery(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) throws SQLException {
    Statement stmt = null;
try {
        Configuration configuration = ms.getConfiguration();
        StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(wrapper, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
// 子流程1：SQL查询参数的设置
        stmt = prepareStatement(handler, ms.getStatementLog());
// StatementHandler封装了Statement
// 子流程2：SQL查询操作和结果集的封装
return handler.<E>query(stmt);
    } finally {
        closeStatement(stmt);
    }
}

　　注意，在prepareStatement方法中会进行SQL查询参数的设置，也就是咱们最开始传递进来的参数，其值为1。handler.<E>query(stmt)方法中会进行实际的SQL查询操作和结果集的封装（封装成Java对象）。当流程走到这里时，程序已经压栈有一定深度了，因为接下来程序分析会兵分两路，一方面深入到SQL查询及结果集的设置子流程1中，然后再深入到SQL查询操作和结果集的封装子流程2，因为还会回到这里，所以就来一张调用栈的特写吧：

MyBatis源码分析-SQL语句执行的完整流程

子流程1：SQL查询参数的设置

// SimplyExecutor类
private Statement prepareStatement(StatementHandler handler, Log statementLog) throws SQLException {
    Statement stmt;
// 获取一个Connection
    Connection connection = getConnection(statementLog);
    stmt = handler.prepare(connection, transaction.getTimeout());
    handler.parameterize(stmt); // 设置SQL查询中的参数值
return stmt;
}

　　通过getConnection方法来获取一个Connection，调用prepare方法来获取一个Statement（这里的handler类型是RoutingStatementHandler，RoutingStatementHandler的prepare方法调用的是PrepareStatementHandler的prepare方法，因为PrepareStatementHandler并没有覆盖其父类的prepare方法，其实最后调用的是BaseStatementHandler中的prepare方法。是不是绕晕了，那就再看一遍吧 :) ）。调用parameterize方法来设置SQL的参数值（这里最后调用的是PrepareStatementHandler中的parameterize方法，而PrepareStatementHandler.parameterize方法调用的是DefaultParameterHandler中的setParameters方法）。

// PrepareStatementHandler类
@Override
public void parameterize(Statement statement) throws SQLException {
    parameterHandler.setParameters((PreparedStatement) statement);
}

// DefaultParameterHandler类
@Override
public void setParameters(PreparedStatement ps) {
    ErrorContext.instance().activity("setting parameters").object(mappedStatement.getParameterMap().getId());
    List<ParameterMapping> parameterMappings = boundSql.getParameterMappings();
if (parameterMappings != null) {
for (int i = 0; i < parameterMappings.size(); i++) {
            ParameterMapping parameterMapping = parameterMappings.get(i);
if (parameterMapping.getMode() != ParameterMode.OUT) {
                Object value;
                String propertyName = parameterMapping.getProperty();
if (boundSql.hasAdditionalParameter(propertyName)) { // issue #448 ask first for additional params
                    value = boundSql.getAdditionalParameter(propertyName);
                } else if (parameterObject == null) {
                    value = null;
                } else if (typeHandlerRegistry.hasTypeHandler(parameterObject.getClass())) {
                    value = parameterObject;
                } else {
                    MetaObject metaObject = configuration.newMetaObject(parameterObject);
                    value = metaObject.getValue(propertyName);
                }
                TypeHandler typeHandler = parameterMapping.getTypeHandler();
                JdbcType jdbcType = parameterMapping.getJdbcType();
if (value == null && jdbcType == null) {
                    jdbcType = configuration.getJdbcTypeForNull();
                }
try {
                    typeHandler.setParameter(ps, i + 1, value, jdbcType);
                } catch (TypeException e) {
throw new TypeException("Could not set parameters for mapping: " + parameterMapping + ". Cause: " + e, e);
                } catch (SQLException e) {
throw new TypeException("Could not set parameters for mapping: " + parameterMapping + ". Cause: " + e, e);
                }
            }
        }
    }
}

　　到这里为止，已经给Statement设置了最初传递进去的参数（值为1）了，那么接着分析流程2：

流程2：SQL查询及结果集的设置

// RoutingStatementHandler类
@Override
public <E> List<E> query(Statement statement) throws SQLException {
return delegate.<E>query(statement);
}

// RoutingStatementHandler类
@Override
public <E> List<E> query(Statement statement) throws SQLException {
// 这里就到了熟悉的PreparedStatement了
    PreparedStatement ps = (PreparedStatement) statement;
// 执行SQL查询操作
    ps.execute();
// 结果交给ResultHandler来处理
return resultSetHandler.<E> handleResultSets(ps);
}

// DefaultResultSetHandler类（封装返回值，将查询结果封装成Object对象）
@Override
public List<Object> handleResultSets(Statement stmt) throws SQLException {
    ErrorContext.instance().activity("handling results").object(mappedStatement.getId());

final List<Object> multipleResults = new ArrayList<Object>();

int resultSetCount = 0;
    ResultSetWrapper rsw = getFirstResultSet(stmt);

    List<ResultMap> resultMaps = mappedStatement.getResultMaps();
int resultMapCount = resultMaps.size();
    validateResultMapsCount(rsw, resultMapCount);
while (rsw != null && resultMapCount > resultSetCount) {
        ResultMap resultMap = resultMaps.get(resultSetCount);
        handleResultSet(rsw, resultMap, multipleResults, null);
        rsw = getNextResultSet(stmt);
        cleanUpAfterHandlingResultSet();
        resultSetCount++;
    }

    String[] resultSets = mappedStatement.getResultSets();
if (resultSets != null) {
while (rsw != null && resultSetCount < resultSets.length) {
            ResultMapping parentMapping = nextResultMaps.get(resultSets[resultSetCount]);
if (parentMapping != null) {
                String nestedResultMapId = parentMapping.getNestedResultMapId();
                ResultMap resultMap = configuration.getResultMap(nestedResultMapId);
                handleResultSet(rsw, resultMap, null, parentMapping);
            }
            rsw = getNextResultSet(stmt);
            cleanUpAfterHandlingResultSet();
            resultSetCount++;
        }
    }

return collapseSingleResultList(multipleResults);
}

　　ResultSetWrapper是ResultSet的包装类，调用getFirstResultSet方法获取第一个ResultSet，同时获取数据库的MetaData数据，包括数据表列名、列的类型、类序号等，这些信息都存储在ResultSetWrapper类中了。然后调用handleResultSet方法来来进行结果集的封装。

// DefaultResultSetHandler类
private void handleResultSet(ResultSetWrapper rsw, ResultMap resultMap, List<Object> multipleResults, ResultMapping parentMapping) throws SQLException {
try {
if (parentMapping != null) {
            handleRowValues(rsw, resultMap, null, RowBounds.DEFAULT, parentMapping);
        } else {
if (resultHandler == null) {
                DefaultResultHandler defaultResultHandler = new DefaultResultHandler(objectFactory);
                handleRowValues(rsw, resultMap, defaultResultHandler, rowBounds, null);
                multipleResults.add(defaultResultHandler.getResultList());
            } else {
                handleRowValues(rsw, resultMap, resultHandler, rowBounds, null);
            }
        }
    } finally {
// issue #228 (close resultsets)
        closeResultSet(rsw.getResultSet());
    }
}

　　这里调用handleRowValues方法来进行值的设置：

// DefaultResultSetHandler类
public void handleRowValues(ResultSetWrapper rsw, ResultMap resultMap, ResultHandler<?> resultHandler, RowBounds rowBounds, ResultMapping parentMapping) throws SQLException {
if (resultMap.hasNestedResultMaps()) {
        ensureNoRowBounds();
        checkResultHandler();
        handleRowValuesForNestedResultMap(rsw, resultMap, resultHandler, rowBounds, parentMapping);
    } else {
// 封装数据
        handleRowValuesForSimpleResultMap(rsw, resultMap, resultHandler, rowBounds, parentMapping);
    }
}

// DefaultResultSetHandler类
// 封装数据
private void handleRowValuesForSimpleResultMap(ResultSetWrapper rsw, ResultMap resultMap, ResultHandler<?> resultHandler, RowBounds rowBounds, ResultMapping parentMapping)
throws SQLException {
    DefaultResultContext<Object> resultContext = new DefaultResultContext<Object>();
    skipRows(rsw.getResultSet(), rowBounds);
while (shouldProcessMoreRows(resultContext, rowBounds) && rsw.getResultSet().next()) {
        ResultMap discriminatedResultMap = resolveDiscriminatedResultMap(rsw.getResultSet(), resultMap, null);
        Object rowValue = getRowValue(rsw, discriminatedResultMap);
        storeObject(resultHandler, resultContext, rowValue, parentMapping, rsw.getResultSet());
    }
}

// DefaultResultSetHandler类
private Object getRowValue(ResultSetWrapper rsw, ResultMap resultMap) throws SQLException {
final ResultLoaderMap lazyLoader = new ResultLoaderMap();
// createResultObject为新创建的对象，数据表对应的类
    Object resultObject = createResultObject(rsw, resultMap, lazyLoader, null);
if (resultObject != null && !hasTypeHandlerForResultObject(rsw, resultMap.getType())) {
final MetaObject metaObject = configuration.newMetaObject(resultObject);
boolean foundValues = !resultMap.getConstructorResultMappings().isEmpty();
if (shouldApplyAutomaticMappings(resultMap, false)) {
// 这里把数据填充进去，metaObject中包含了resultObject信息
            foundValues = applyAutomaticMappings(rsw, resultMap, metaObject, null) || foundValues;
        }
        foundValues = applyPropertyMappings(rsw, resultMap, metaObject, lazyLoader, null) || foundValues;
        foundValues = lazyLoader.size() > 0 || foundValues;
        resultObject = foundValues ? resultObject : null;
return resultObject;
    }
return resultObject;
}

// DefaultResultSetHandler类（把ResultSet中查询结果填充到JavaBean中）
private boolean applyAutomaticMappings(ResultSetWrapper rsw, ResultMap resultMap, MetaObject metaObject, String columnPrefix) throws SQLException {
    List<UnMappedColumnAutoMapping> autoMapping = createAutomaticMappings(rsw, resultMap, metaObject, columnPrefix);
boolean foundValues = false;
if (autoMapping.size() > 0) {
// 这里进行for循环调用，因为user表中总共有7项，所以也就调用7次
for (UnMappedColumnAutoMapping mapping : autoMapping) {
// 这里将esultSet中查询结果转换为对应的实际类型
final Object value = mapping.typeHandler.getResult(rsw.getResultSet(), mapping.column);
if (value != null) {
                foundValues = true;
            }
if (value != null || (configuration.isCallSettersOnNulls() && !mapping.primitive)) {
// gcode issue #377, call setter on nulls (value is not 'found')
                metaObject.setValue(mapping.property, value);
            }
        }
    }
return foundValues;
}

　　mapping.typeHandler.getResult会获取查询结果值的实际类型，比如我们user表中id字段为int类型，那么它就对应Java中的Integer类型，然后通过调用statement.getInt("id")来获取其int值，其类型为Integer。metaObject.setValue方法会把获取到的Integer值设置到Java类中的对应字段。

// MetaObject类
public void setValue(String name, Object value) {
    PropertyTokenizer prop = new PropertyTokenizer(name);
if (prop.hasNext()) {
        MetaObject metaValue = metaObjectForProperty(prop.getIndexedName());
if (metaValue == SystemMetaObject.NULL_META_OBJECT) {
if (value == null && prop.getChildren() != null) {
// don't instantiate child path if value is null
return;
            } else {
                metaValue = objectWrapper.instantiatePropertyValue(name, prop, objectFactory);
            }
        }
        metaValue.setValue(prop.getChildren(), value);
    } else {
        objectWrapper.set(prop, value);
    }
}

　　metaValue.setValue方法最后会调用到Java类中对应数据域的set方法，这样也就完成了SQL查询结果集的Java类封装过程。最后贴一张调用栈到达Java类的set方法中的快照：

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