一、MyBatis的框架设计
1.接口层---和数据库交互的方式
MyBatis和数据库的交互有两种方式：
- 使用传统的MyBatis提供的API；
- 使用Mapper接口
1.1.使用传统的MyBatis提供的API
这是传统的传递Statement Id 和查询参数给 SqlSession 对象，使用SqlSession对象完成和数据库的交互；MyBatis 提供了非常方便和简单的API，供用户实现对数据库的增删改查数据操作，以及对数据库连接信息和MyBatis 自身配置信息的维护操作。
上述使用MyBatis 的方法，是创建一个和数据库打交道的SqlSession对象，然后根据Statement Id 和参数来操作数据库，这种方式固然很简单和实用，但是它不符合面向对象语言的概念和面向接口编程的编程习惯。由于面向接口的编程是面向对象的大趋势，MyBatis 为了适应这一趋势，增加了第二种使用MyBatis 支持接口（Interface）调用方式。
1.2. 使用Mapper接口
MyBatis 将配置文件中的每一个<mapper>节点抽象为一个 Mapper 接口，而这个接口中声明的方法和跟<mapper>节点中的<select|update|delete|insert> 节点项对应，即<select|update|delete|insert> 节点的id值为Mapper 接口中的方法名称，parameterType 值表示Mapper 对应方法的入参类型，而resultMap 值则对应了Mapper 接口表示的返回值类型或者返回结果集的元素类型。
根据MyBatis 的配置规范配置好后，通过SqlSession.getMapper(XXXMapper.class) 方法，MyBatis 会根据相应的接口声明的方法信息，通过动态代理机制生成一个Mapper 实例，我们使用Mapper 接口的某一个方法时，MyBatis 会根据这个方法的方法名和参数类型，确定Statement Id，底层还是通过SqlSession.select("statementId",parameterObject);或者SqlSession.update("statementId",parameterObject); 等等来实现对数据库的操作。
MyBatis 引用Mapper 接口这种调用方式，纯粹是为了满足面向接口编程的需要。（其实还有一个原因是在于，面向接口的编程，使得用户在接口上可以使用注解来配置SQL语句，这样就可以脱离XML配置文件，实现“0配置”）。
2.数据处理层
数据处理层可以说是MyBatis 的核心，从大的方面上讲，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>
2.1.参数映射和动态SQL语句生成
动态语句生成可以说是MyBatis框架非常优雅的一个设计，MyBatis 通过传入的参数值，使用 Ognl 来动态地构造SQL语句，使得MyBatis 有很强的灵活性和扩展性。
参数映射指的是对于java 数据类型和jdbc数据类型之间的转换：这里有包括两个过程：查询阶段，我们要将java类型的数据，转换成jdbc类型的数据，通过 preparedStatement.setXXX()来设值；另一个就是对resultset查询结果集的jdbcType 数据转换成java 数据类型。
2.2. SQL语句的执行以及封装查询结果集成List<E>
动态SQL语句生成之后，MyBatis 将执行SQL语句，并将可能返回的结果集转换成List<E> 列表。MyBatis 在对结果集的处理中，支持结果集关系一对多和多对一的转换，并且有两种支持方式，一种为嵌套查询语句的查询，还有一种是嵌套结果集的查询。
3. 框架支撑层
3.1. 事务管理机制
事务管理机制对于ORM框架而言是不可缺少的一部分，事务管理机制的质量也是考量一个ORM框架是否优秀的一个标准，对于数据管理机制我已经在我的博文《 MyBatis事务管理机制》 中有非常详细的讨论，感兴趣的读者可以点击查看。
3.2. 连接池管理机制
由于创建一个数据库连接所占用的资源比较大， 对于数据吞吐量大和访问量非常大的应用而言，连接池的设计就显得非常重要，对于连接池管理机制我已经在我的博文《Mybatis数据源与连接池》中有非常详细的讨论，感兴趣的读者可以点击查看。
3.3. 缓存机制
为了提高数据利用率和减小服务器和数据库的压力，MyBatis 会对于一些查询提供会话级别的数据缓存，会将对某一次查询，放置到SqlSession 中，在允许的时间间隔内，对于完全相同的查询，MyBatis 会直接将缓存结果返回给用户，而不用再到数据库中查找。
3.4. SQL语句的配置方式
传统的MyBatis 配置SQL 语句方式就是使用XML文件进行配置的，但是这种方式不能很好地支持面向接口编程的理念，为了支持面向接口的编程，MyBatis 引入了Mapper接口的概念，面向接口的引入，对使用注解来配置SQL 语句成为可能，用户只需要在接口上添加必要的注解即可，不用再去配置XML文件了，但是，目前的MyBatis 只是对注解配置SQL 语句提供了有限的支持，某些高级功能还是要依赖XML配置文件配置SQL 语句。
4 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，可以参考《Java Persistence with MyBatis》
二、MyBatis的主要构件及其相互关系
从MyBatis代码实现的角度来看，MyBatis的主要的核心部件有以下几个：
- 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
- Configuration MyBatis所有的配置信息都维持在Configuration对象之中。
（注：这里只是列出了我个人认为属于核心的部件，请读者不要先入为主，认为MyBatis就只有这些部件哦！每个人对MyBatis的理解不同，分析出的结果自然会有所不同，欢迎读者提出质疑和不同的意见，我们共同探讨~）
它们的关系如下图所示：
三、从MyBatis一次select 查询语句来分析MyBatis的架构设计
一、数据准备（非常熟悉和应用过MyBatis 的读者可以迅速浏览此节即可）
1. 准备数据库数据，创建EMPLOYEES表，插入数据：
--创建一个员工基本信息表 create table "EMPLOYEES"( "EMPLOYEE_ID" NUMBER(6) not null, "FIRST_NAME" VARCHAR2(20), "LAST_NAME" VARCHAR2(25) not null, "EMAIL" VARCHAR2(25) not null unique, "SALARY" NUMBER(8,2), constraint "EMP_EMP_ID_PK" primary key ("EMPLOYEE_ID") ); comment on table EMPLOYEES is '员工信息表'; comment on column EMPLOYEES.EMPLOYEE_ID is '员工id'; comment on column EMPLOYEES.FIRST_NAME is 'first name'; comment on column EMPLOYEES.LAST_NAME is 'last name'; comment on column EMPLOYEES.EMAIL is 'email address'; comment on column EMPLOYEES.SALARY is 'salary'; --添加数据 insert into EMPLOYEES (EMPLOYEE_ID, FIRST_NAME, LAST_NAME, EMAIL, SALARY) values (100, 'Steven', 'King', 'SKING', 24000.00); insert into EMPLOYEES (EMPLOYEE_ID, FIRST_NAME, LAST_NAME, EMAIL, SALARY) values (101, 'Neena', 'Kochhar', 'NKOCHHAR', 17000.00); insert into EMPLOYEES (EMPLOYEE_ID, FIRST_NAME, LAST_NAME, EMAIL, SALARY) values (102, 'Lex', 'De Haan', 'LDEHAAN', 17000.00); insert into EMPLOYEES (EMPLOYEE_ID, FIRST_NAME, LAST_NAME, EMAIL, SALARY) values (103, 'Alexander', 'Hunold', 'AHUNOLD', 9000.00); insert into EMPLOYEES (EMPLOYEE_ID, FIRST_NAME, LAST_NAME, EMAIL, SALARY) values (104, 'Bruce', 'Ernst', 'BERNST', 6000.00); insert into EMPLOYEES (EMPLOYEE_ID, FIRST_NAME, LAST_NAME, EMAIL, SALARY) values (105, 'David', 'Austin', 'DAUSTIN', 4800.00); insert into EMPLOYEES (EMPLOYEE_ID, FIRST_NAME, LAST_NAME, EMAIL, SALARY) values (106, 'Valli', 'Pataballa', 'VPATABAL', 4800.00); insert into EMPLOYEES (EMPLOYEE_ID, FIRST_NAME, LAST_NAME, EMAIL, SALARY) values (107, 'Diana', 'Lorentz', 'DLORENTZ', 4200.00);
2. 配置Mybatis的配置文件，命名为mybatisConfig.xml：
3. 创建Employee实体Bean 以及配置Mapper配置文件
package com.louis.mybatis.model; import java.math.BigDecimal; public class Employee { private Integer employeeId; private String firstName; private String lastName; private String email; private BigDecimal salary; public Integer getEmployeeId() { return employeeId; } public void setEmployeeId(Integer employeeId) { this.employeeId = employeeId; } public String getFirstName() { return firstName; } public void setFirstName(String firstName) { this.firstName = firstName; } public String getLastName() { return lastName; } public void setLastName(String lastName) { this.lastName = lastName; } public String getEmail() { return email; } public void setEmail(String email) { this.email = email; } public BigDecimal getSalary() { return salary; } public void setSalary(BigDecimal salary) { this.salary = salary; }}
EmployeesMapper.xml
4. 创建eclipse 或者myeclipse 的maven项目，maven配置如下：
4.0.0 batis batis 0.0.1-SNAPSHOT jar batis http://maven.apache.org UTF-8 junit junit 3.8.1 test org.mybatis mybatis 3.2.7 com.oracle ojdbc14 10.2.0.4.0
5. 客户端代码：
package com.louis.mybatis.test; import java.io.InputStream;import java.util.HashMap;import java.util.List;import java.util.Map; import org.apache.ibatis.io.Resources;import org.apache.ibatis.session.SqlSession;import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder; import com.louis.mybatis.model.Employee; /** * SqlSession 简单查询演示类 * @author louluan */public class SelectDemo { public static void main(String[] args) throws Exception { /* * 1.加载mybatis的配置文件，初始化mybatis，创建出SqlSessionFactory，是创建SqlSession的工厂 * 这里只是为了演示的需要，SqlSessionFactory临时创建出来，在实际的使用中，SqlSessionFactory只需要创建一次，当作单例来使用 */ InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream("mybatisConfig.xml"); SqlSessionFactoryBuilder builder = new SqlSessionFactoryBuilder(); SqlSessionFactory factory = builder.build(inputStream); //2. 从SqlSession工厂 SqlSessionFactory中创建一个SqlSession，进行数据库操作 SqlSession sqlSession = factory.openSession(); //3.使用SqlSession查询 Map params = new HashMap (); params.put("min_salary",10000); //a.查询工资低于10000的员工 List result = sqlSession.selectList("com.louis.mybatis.dao.EmployeesMapper.selectByMinSalary",params); //b.未传最低工资，查所有员工 List result1 = sqlSession.selectList("com.louis.mybatis.dao.EmployeesMapper.selectByMinSalary"); System.out.println("薪资低于10000的员工数："+result.size()); //~output : 查询到的数据总数：5 System.out.println("所有员工数: "+result1.size()); //~output : 所有员工数: 8 } }
二、SqlSession 的工作过程分析：
1. 开启一个数据库访问会话---创建SqlSession对象：
SqlSession sqlSession = factory.openSession();
MyBatis封装了对数据库的访问，把对数据库的会话和事务控制放到了SqlSession对象中。
2. 为SqlSession传递一个配置的Sql语句 的Statement Id和参数，然后返回结果：
Listresult = sqlSession.selectList("com.louis.mybatis.dao.EmployeesMapper.selectByMinSalary",params);
让我们来看一下sqlSession.selectList()方法的定义：
publicList selectList(String statement, Object parameter) { return this.selectList(statement, parameter, RowBounds.DEFAULT); } public List selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds) { try { //1.根据Statement Id，在mybatis 配置对象Configuration中查找和配置文件相对应的MappedStatement MappedStatement ms = configuration.getMappedStatement(statement); //2. 将查询任务委托给MyBatis 的执行器 Executor List result = executor.query(ms, wrapCollection(parameter), rowBounds, Executor.NO_RESULT_HANDLER); return result; } catch (Exception e) { throw ExceptionFactory.wrapException("Error querying database. Cause: " + e, e); } finally { ErrorContext.instance().reset(); } }
从上述的代码中我们可以看到SqlSession的职能是：
SqlSession根据Statement ID, 在mybatis配置对象Configuration中获取到对应的MappedStatement对象，然后调用mybatis执行器来执行具体的操作。
3.MyBatis执行器Executor根据SqlSession传递的参数执行query()方法（由于代码过长，读者只需阅读我注释的地方即可）：
/*** BaseExecutor 类部分代码**/publicList query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) throws SQLException { // 1.根据具体传入的参数，动态地生成需要执行的SQL语句，用BoundSql对象表示 BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameter); // 2.为当前的查询创建一个缓存Key CacheKey key = createCacheKey(ms, parameter, rowBounds, boundSql); return query(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql); } @SuppressWarnings("unchecked") public List 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 list; try { queryStack++; list = resultHandler == null ? (List ) localCache.getObject(key) : null; if (list != null) { handleLocallyCachedOutputParameters(ms, key, parameter, boundSql); } else { // 3.缓存中没有值，直接从数据库中读取数据 list = queryFromDatabase(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql); } } finally { queryStack--; } if (queryStack == 0) { for (DeferredLoad deferredLoad : deferredLoads) { deferredLoad.load(); } deferredLoads.clear(); // issue #601 if (configuration.getLocalCacheScope() == LocalCacheScope.STATEMENT) { clearLocalCache(); // issue #482 } } return list; } private List queryFromDatabase(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException { List list; localCache.putObject(key, EXECUTION_PLACEHOLDER); try { //4. 执行查询，返回List 结果，然后 将查询的结果放入缓存之中 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; }
/****SimpleExecutor类的doQuery()方法实现**/ publicList doQuery(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) throws SQLException { Statement stmt = null; try { Configuration configuration = ms.getConfiguration(); //5. 根据既有的参数，创建StatementHandler对象来执行查询操作 StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(wrapper, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql); //6. 创建java.Sql.Statement对象，传递给StatementHandler对象 stmt = prepareStatement(handler, ms.getStatementLog()); //7. 调用StatementHandler.query()方法，返回List结果集 return handler. query(stmt, resultHandler); } finally { closeStatement(stmt); } }
从上面的代码中我们可以看出，Executor的功能和作用是：
- 根据传递的参数，完成SQL语句的动态解析，生成BoundSql对象，供StatementHandler使用；
- 为查询创建缓存，以提高性能（具体它的缓存机制不是本文的重点，我会单独拿出来跟大家探讨，感兴趣的读者可以关注我的其他博文）；
- 创建JDBC的Statement连接对象，传递给StatementHandler对象，返回List查询结果。
4. StatementHandler对象负责设置Statement对象中的查询参数、处理JDBC返回的resultSet，将resultSet加工为List 集合返回：
接着上面的Executor第六步，看一下：prepareStatement() 方法的实现：
/****SimpleExecutor类的doQuery()方法实现**/publicList 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); // 1.准备Statement对象，并设置Statement对象的参数 stmt = prepareStatement(handler, ms.getStatementLog()); // 2. StatementHandler执行query()方法，返回List结果 return handler. query(stmt, resultHandler); } finally { closeStatement(stmt); } } private Statement prepareStatement(StatementHandler handler, Log statementLog) throws SQLException { Statement stmt; Connection connection = getConnection(statementLog); stmt = handler.prepare(connection); //对创建的Statement对象设置参数，即设置SQL 语句中 ? 设置为指定的参数 handler.parameterize(stmt); return stmt; }
以上我们可以总结StatementHandler对象主要完成两个工作：
- 对于JDBC的PreparedStatement类型的对象，创建的过程中，我们使用的是SQL语句字符串会包含 若干个? 占位符，我们其后再对占位符进行设值。StatementHandler通过parameterize(statement)方法对Statement进行设值；
- StatementHandler通过List<E> query(Statement statement, ResultHandler resultHandler)方法来完成执行Statement，和将Statement对象返回的resultSet封装成List；
5. StatementHandler 的parameterize(statement) 方法的实现：
/*** StatementHandler 类的parameterize(statement) 方法实现 */public void parameterize(Statement statement) throws SQLException { //使用ParameterHandler对象来完成对Statement的设值 parameterHandler.setParameters((PreparedStatement) statement); } /** * *ParameterHandler类的setParameters(PreparedStatement ps) 实现 * 对某一个Statement进行设置参数 */ public void setParameters(PreparedStatement ps) throws SQLException { ErrorContext.instance().activity("setting parameters").object(mappedStatement.getParameterMap().getId()); List 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); } // 每一个Mapping都有一个TypeHandler，根据TypeHandler来对preparedStatement进行设置参数 TypeHandler typeHandler = parameterMapping.getTypeHandler(); JdbcType jdbcType = parameterMapping.getJdbcType(); if (value == null && jdbcType == null) jdbcType = configuration.getJdbcTypeForNull(); // 设置参数 typeHandler.setParameter(ps, i + 1, value, jdbcType); } } } } 从上述的代码可以看到,StatementHandler 的parameterize(Statement) 方法调用了 ParameterHandler的setParameters(statement) 方法，
ParameterHandler的setParameters(Statement)方法负责 根据我们输入的参数，对statement对象的 ? 占位符处进行赋值。
6. StatementHandler 的List<E> query(Statement statement, ResultHandler resultHandler)方法的实现：
/** * PreParedStatement类的query方法实现 */ publicList query(Statement statement, ResultHandler resultHandler) throws SQLException { // 1.调用preparedStatemnt。execute()方法，然后将resultSet交给ResultSetHandler处理 PreparedStatement ps = (PreparedStatement) statement; ps.execute(); //2. 使用ResultHandler来处理ResultSet return resultSetHandler. handleResultSets(ps); }
/** *ResultSetHandler类的handleResultSets()方法实现**/public List
从上述代码我们可以看出，StatementHandler 的List<E> query(Statement statement, ResultHandler resultHandler)方法的实现，是调用了ResultSetHandler的handleResultSets(Statement) 方法。ResultSetHandler的handleResultSets(Statement) 方法会将Statement语句执行后生成的resultSet 结果集转换成List<E> 结果集：
// // DefaultResultSetHandler 类的handleResultSets(Statement stmt)实现 //HANDLE RESULT SETS // public List
由于上述的过程时序图太过复杂，就不贴出来了，读者可以下载MyBatis源码, 使用Eclipse、Intellij IDEA、NetBeans 等IDE集成环境创建项目，Debug MyBatis源码，一步步跟踪MyBatis的实现，这样对学习MyBatis框架很有帮助。