对于任何框架而言,在使用前都要进行一系列的初始化,MyBatis也不例外。本章将通过以下几点详细介绍MyBatis的初始化过程。

1.MyBatis的初始化做了什么

2. MyBatis基于XML配置文件创建Configuration对象的过程

3. 手动加载XML配置文件创建Configuration对象完成初始化,创建并使用SqlSessionFactory对象

4. 涉及到的设计模式

一、 MyBatis的初始化做了什么

任何框架的初始化,无非是加载自己运行时所需要的配置信息。MyBatis的配置信息,大概包含以下信息,其高层级结构如下:

× configuration 配置

× properties 属性

× settings 设置

× typeAliases 类型命名

× typeHandlers 类型处理器

× objectFactory 对象工厂

× plugins 插件

× environments 环境

× environment 环境变量

× transactionManager 事务管理器

× dataSource 数据源

× 映射器

MyBatis的上述配置信息会配置在XML配置文件中,那么,这些信息被加载进入MyBatis内部,MyBatis是怎样维护的呢?

MyBatis采用了一个非常直白和简单的方式---使用org.apache.ibatis.session.Configuration 对象作为一个所有配置信息的容器,Configuration对象的组织结构和XML配置文件的组织结构几乎完全一样(当然,Configuration对象的功能并不限于此,它还负责创建一些MyBatis内部使用的对象,如Executor等,这将在后续的文章中讨论)。如下图所示:

MyBatis根据初始化好Configuration信息,这时候用户就可以使用MyBatis进行数据库操作了。

可以这么说,MyBatis初始化的过程,就是创建 Configuration对象的过程。

MyBatis的初始化可以有两种方式:

  • 基于XML配置文件:基于XML配置文件的方式是将MyBatis的所有配置信息放在XML文件中,MyBatis通过加载并XML配置文件,将配置文信息组装成内部的Configuration对象
  • 基于Java API:这种方式不使用XML配置文件,需要MyBatis使用者在Java代码中,手动创建Configuration对象,然后将配置参数set 进入Configuration对象中

(PS:  MyBatis具体配置信息有哪些,又分别表示什么意思,不在本文的叙述范围,读者可以参考我的 《Java Persistence withMyBatis 3 (中文版)》 的第二章 引导MyBatis 中有详细的描述)

接下来我们将通过 基于XML配置文件方式的MyBatis初始化,深入探讨MyBatis是如何通过配置文件构建Configuration对象,并使用它的。

二、MyBatis基于XML配置文件创建Configuration对象的过程

现在就从使用MyBatis的简单例子入手,深入分析一下MyBatis是怎样完成初始化的,都初始化了什么。看以下代码:

String resource = "mybatis-config.xml";
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
List list = sqlSession.selectList("com.foo.bean.BlogMapper.queryAllBlogInfo");

有过MyBatis使用经验的读者会知道,上述语句的作用是执行com.foo.bean.BlogMapper.queryAllBlogInfo 定义的SQL语句,返回一个List结果集。总的来说,上述代码经历了 mybatis初始化 -->创建SqlSession -->执行SQL语句返回结果三个过程。

上述代码的功能是根据配置文件mybatis-config.xml  配置文件,创建SqlSessionFactory对象,然后产生SqlSession,执行SQL语句。而mybatis的初始化就发生在第三句: SqlSessionFactory sqlSessionFactory =  new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);   现在就让我们看看第三句到底发生了什么。

MyBatis 初始化基本过程:

SqlSessionFactoryBuilder根据传入的数据流生成Configuration对象,然后根据Configuration对象创建默认的SqlSessionFactory实例。

初始化的基本过程如下序列图所示:

由上图所示, mybatis 初始化要经过简单的以下几步:

1.  调用 SqlSessionFactoryBuilder 对象的 build(inputStream) 方法;

2.  SqlSessionFactoryBuilder 会根据输入流 inputStream 等信息创建XMLConfigBuilder 对象 ;

3.  SqlSessionFactoryBuilder 调用 XMLConfigBuilder 对象的 parse() 方法;

4.  XMLConfigBuilder 对象返回 Configuration 对象;

5.  SqlSessionFactoryBuilder 根据 Configuration 对象创建一个DefaultSessionFactory 对象;

6.  SqlSessionFactoryBuilder 返回 DefaultSessionFactory 对象给 Client ,供 Client使用。

SqlSessionFactoryBuilder 相关的代码如下所示:

public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream)
{
  return build(inputStream, null, null);
}
public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream, String environment, Properties properties)
{
  try
  {
    //2. 创建XMLConfigBuilder对象用来解析XML配置文件,生成Configuration对象
    XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, environment, properties);
    //3. 将XML配置文件内的信息解析成Java对象Configuration对象
    Configuration config = parser.parse();
    //4. 根据Configuration对象创建出SqlSessionFactory对象
    return build(config);
  }
  catch (Exception e)
  {
    throw ExceptionFactory.wrapException("Error building SqlSession.", e);
  }
  finally
  {
    ErrorContext.instance().reset();
    try
    {
      inputStream.close();
    }
    catch (IOException e)
    {
      // Intentionally ignore. Prefer previous error.
    }
  }
}
//从此处可以看出,MyBatis内部通过Configuration对象来创建SqlSessionFactory,用户也可以自己通过API构造好Configuration对象,调用此方法创建SqlSessionFactory
public SqlSessionFactory build(Configuration config)
{
  return new DefaultSqlSessionFactory(config);
}

上述的初始化过程中,涉及到了以下几个对象:

  • SqlSessionFactoryBuilder : SqlSessionFactory的构造器,用于创建SqlSessionFactory,采用了Builder设计模式

  • Configuration :该对象是mybatis-config.xml文件中所有mybatis配置信息
  • SqlSessionFactory:SqlSession工厂类,以工厂形式创建SqlSession对象,采用了Factory工厂设计模式
  • XmlConfigParser :负责将mybatis-config.xml配置文件解析成Configuration对象,共SqlSessonFactoryBuilder使用,创建SqlSessionFactory

创建Configuration对象的过程

接着上述的 MyBatis初始化基本过程讨论,当SqlSessionFactoryBuilder执行build()方法,调用了XMLConfigBuilder的parse()方法,然后返回了Configuration对象。那么parse()方法是如何处理XML文件,生成Configuration对象的呢?

1. XMLConfigBuilder会将XML配置文件的信息转换为Document对象,而XML配置定义文件DTD转换成XMLMapperEntityResolver对象,然后将二者封装到XpathParser对象中,XpathParser的作用是 提供根据Xpath表达式获取基本的DOM节点Node信息的操作 。如下图所示:

2.  之后XMLConfigBuilder调用parse()方法:会从XPathParser中取出 <configuration>节点对应的Node对象,然后解析此Node节点的子Node:properties, settings, typeAliases,typeHandlers, objectFactory, objectWrapperFactory, plugins, environments,databaseIdProvider, mappers

public Configuration parse()
    {
        if (parsed)
        {
            throw new BuilderException("Each XMLConfigBuilder can only be used once.");
        }
        parsed = true;
        //源码中没有这一句,只有 parseConfiguration(parser.evalNode("/configuration"));
        //为了让读者看得更明晰,源码拆分为以下两句
        XNode configurationNode = parser.evalNode("/configuration");
        parseConfiguration(configurationNode);
        return configuration;
    }
    /*
    解析 "/configuration"节点下的子节点信息,然后将解析的结果设置到Configuration对象中
    */
  private void parseConfiguration(XNode root) {
    try {
      //1.首先处理properties 节点
      propertiesElement(root.evalNode("properties")); //issue #117 read properties first
      //2.处理typeAliases
      typeAliasesElement(root.evalNode("typeAliases"));
      //3.处理插件
      pluginElement(root.evalNode("plugins"));
      //4.处理objectFactory
      objectFactoryElement(root.evalNode("objectFactory"));
      //5.objectWrapperFactory
      objectWrapperFactoryElement(root.evalNode("objectWrapperFactory"));
      //6.settings
      settingsElement(root.evalNode("settings"));
      //7.处理environments
      environmentsElement(root.evalNode("environments")); // read it after objectFactory and objectWrapperFactory issue #631
      //8.database
      databaseIdProviderElement(root.evalNode("databaseIdProvider"));
      //9. typeHandlers
      typeHandlerElement(root.evalNode("typeHandlers"));
      //10 mappers
      mapperElement(root.evalNode("mappers"));
    } catch (Exception e) {
      throw new BuilderException("Error parsing SQL Mapper Configuration. Cause: " + e, e);
    }
  }

注意:在上述代码中,还有一个非常重要的地方,就是解析XML配置文件子节点<mappers>的方法 mapperElements(root.evalNode("mappers")) , 它将解析我们配置的Mapper.xml配置文件,Mapper配置文件可以说是MyBatis的核心,MyBatis的特性和理念都体现在此Mapper的配置和设计上,我们将在后续的文章中讨论它,敬请期待~

3.  然后将这些值解析出来设置到Configuration对象中。

解析子节点的过程这里就不一一介绍了,用户可以参照MyBatis源码仔细揣摩,我们就看上述的 environmentsElement(root.evalNode( "environments" ));  方法是如何将environments 的信息解析出来,设置到 Configuration 对象中的:

/*
   解析environments节点,并将结果设置到Configuration对象中
   注意:创建envronment时,如果SqlSessionFactoryBuilder指定了特定的环境(即数据源);
     则返回指定环境(数据源)的Environment对象,否则返回默认的Environment对象;
     这种方式实现了MyBatis可以连接多数据源
*/
private void environmentsElement(XNode context) throws Exception
{
  if (context != null)
  {
    if (environment == null)
    {
      environment = context.getStringAttribute("default");
    }
    for (XNode child : context.getChildren())
    {
      String id = child.getStringAttribute("id");
      if (isSpecifiedEnvironment(id))
      {
        //1.创建事务工厂 TransactionFactory
        TransactionFactory txFactory = transactionManagerElement(child.evalNode("transactionManager"));
        DataSourceFactory dsFactory = dataSourceElement(child.evalNode("dataSource"));
        //2.创建数据源DataSource
        DataSource dataSource = dsFactory.getDataSource();
        //3. 构造Environment对象
        Environment.Builder environmentBuilder = new Environment.Builder(id)
        .transactionFactory(txFactory)
        .dataSource(dataSource);
        //4. 将创建的Envronment对象设置到configuration 对象中
        configuration.setEnvironment(environmentBuilder.build());
      }
    }
  }
}
private boolean isSpecifiedEnvironment(String id)
{
  if (environment == null)
  {
    throw new BuilderException("No environment specified.");
  }
  else if (id == null)
  {
    throw new BuilderException("Environment requires an id attribute.");
  }
  else if (environment.equals(id))
  {
    return true;
  }
  return false;
}

4.  返回Configuration对象

我们将上述的MyBatis初始化基本过程的序列图细化,

三、手动加载XML配置文件创建Configuration对象完成初始化,创建并使用SqlSessionFactory对象

我们可以使用XMLConfigBuilder手动解析XML配置文件来创建Configuration对象,代码如下:

String resource = "mybatis-config.xml";
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
//手动创建XMLConfigBuilder,并解析创建Configuration对象
XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, null,null);
Configuration configuration=parse();
//使用Configuration对象创建SqlSessionFactory
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(configuration);
//使用MyBatis
SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
List list = sqlSession.selectList("com.foo.bean.BlogMapper.queryAllBlogInfo");

四、涉及到的设计模式

初始化的过程涉及到创建各种对象,所以会使用一些 创建型的设计模式 。在初始化的过程中,Builder模式运用的比较多。

Builder模式应用1: SqlSessionFactory的创建

对于创建SqlSessionFactory时,会根据情况提供不同的参数,其参数组合可以有以下几种:

由于构造时参数不定,可以为其创建一个构造器Builder,将SqlSessionFactory的构建过程和表示分开:

MyBatis将SqlSessionFactoryBuilder和SqlSessionFactory相互独立。

Builder模式应用2: 数据库连接环境Environment对象的创建

在构建Configuration对象的过程中,XMLConfigParser解析 mybatis XML配置文件节点<environment>节点时,会有以下相应的代码:

private void environmentsElement(XNode context) throws Exception {
    if (context != null) {
      if (environment == null) {
        environment = context.getStringAttribute("default");
      }
      for (XNode child : context.getChildren()) {
        String id = child.getStringAttribute("id");
        //是和默认的环境相同时,解析之
        if (isSpecifiedEnvironment(id)) {
          TransactionFactory txFactory = transactionManagerElement(child.evalNode("transactionManager"));
          DataSourceFactory dsFactory = dataSourceElement(child.evalNode("dataSource"));
          DataSource dataSource = dsFactory.getDataSource();

          //使用了Environment内置的构造器Builder,传递id 事务工厂和数据源
          Environment.Builder environmentBuilder = new Environment.Builder(id)
              .transactionFactory(txFactory)
              .dataSource(dataSource);
          configuration.setEnvironment(environmentBuilder.build());
        }
      }
    }
  }

在Environment内部,定义了静态内部Builder类:

public final class Environment {
  private final String id;
  private final TransactionFactory transactionFactory;
  private final DataSource dataSource;

  public Environment(String id, TransactionFactory transactionFactory, DataSource dataSource) {
    if (id == null) {
      throw new IllegalArgumentException("Parameter 'id' must not be null");
    }
    if (transactionFactory == null) {
        throw new IllegalArgumentException("Parameter 'transactionFactory' must not be null");
    }
    this.id = id;
    if (dataSource == null) {
      throw new IllegalArgumentException("Parameter 'dataSource' must not be null");
    }
    this.transactionFactory = transactionFactory;
    this.dataSource = dataSource;
  }

  public static class Builder {
      private String id;
      private TransactionFactory transactionFactory;
      private DataSource dataSource;

    public Builder(String id) {
      this.id = id;
    }

    public Builder transactionFactory(TransactionFactory transactionFactory) {
      this.transactionFactory = transactionFactory;
      return this;
    }

    public Builder dataSource(DataSource dataSource) {
      this.dataSource = dataSource;
      return this;
    }

    public String id() {
      return this.id;
    }

    public Environment build() {
      return new Environment(this.id, this.transactionFactory, this.dataSource);
    }

  }

  public String getId() {
    return this.id;
  }

  public TransactionFactory getTransactionFactory() {
    return this.transactionFactory;
  }

  public DataSource getDataSource() {
    return this.dataSource;
  }

}

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