Gorm源码学习-数据库连接

1 前言

gorm源码地址: Gorm , 本文基于commit:cef3de694d9615c574e82dfa0b50fc7ea2816f3e

官方入门指南: Dosc

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2 连接数据库代码示例

目前Gorm官方支持的数据库类型有:MySQL, PostgreSQL, SQLite, SQL Server.

目前Go官方支持MySQL驱动，代码地址：mysql-driver

下面来看连接MySQL的数据库的基本代码

package main

import (
	"fmt"
	"time"

	"gorm.io/driver/mysql"
	"gorm.io/gorm"
)

func main() {
	// 参考 https://github.com/go-sql-driver/mysql#dsn-data-source-name 获取详情
	dsn := fmt.Sprintf("%s:%s@tcp(%s:%s)/%s?timeout=%s&readTimeout=%s&writeTimeout=%s",
		"root", "zbwmysql", "127.0.0.1", "3306", "user_db", "100ms", "2s", "3s")
	db, err := gorm.Open(mysql.Open(dsn), &gorm.Config{})
	if err != nil {
		fmt.Printf("gorm open fail, err:%v dsn:%v\n", err, dsn)
	}
	mysqlDB, err := db.DB()
	if err != nil {
		fmt.Printf("get mysql db fail, err:%v\n", err)
	}
	// 参考 https://github.com/go-sql-driver/mysql#important-settings 获取详情
	mysqlDB.SetConnMaxLifetime(time.Minute * 3) // 客户端将空闲连接主动断开的超时时间，官方建议小于5分钟
	mysqlDB.SetMaxOpenConns(10)                 // 取决于服务器的配置
	mysqlDB.SetMaxIdleConns(10)                 // 官方建议和SetMaxOpenConns相同
}

这里有必要看下 timeout，readTimeout，writeTimeout，SetConnMaxLifetime 三个参数

timeout是指 建立连接的一个超时时间

readTimeout是指 I/O 读操作的超时时间

writeTimeout是指 I/O 写操作的超时时间

SetConnMaxLifetime 是指客户端将空闲连接主动断开的超时时间，

如果设置为0，则连接池的连接将这一直被复用，但是系统会主动将长时间的连接杀掉，

因此若客户端再次使用长时间空闲的连接将会报错，driver: bad connection,具体如下

问题的修复记录，可以看 issues-1120

3 连接数据库代码分析

从上一节看，Gorm连接数据库的过程只需要调用一个函数，

func Open(dialector Dialector, opts ...Option) (db *DB, err error)

但是Gorm目前是MySQL, PostgreSQL, SQLite, SQL Server，四种类型的数据库的，这个是怎么做到的呢？

这就需要具体看下请求参数Dialector 和 返回参数DB及Open函数内部实现

首先让我们先看看Golang的interface类型

3.1 interface理解

An interface type is defined as a set of method signatures.

A value of interface type can hold any value that implements those methods.

A type implements an interface by implementing its methods. There is no explicit declaration of intent, no "implements" keyword.

以上摘抄自A Tour of Go , interface是一种包含方法定义的类型，通过实现该interface的所有方法来隐式实现该接口。

3.2 Dialector接口定义

Dialector定义如下，这里对部分方法加了注释，方便理解。

// Dialector GORM database dialector
type Dialector interface {
	Name() string // 驱动名称
	Initialize(*DB) error // 初始化连接
	Migrator(db *DB) Migrator
	DataTypeOf(*schema.Field) string // 类型映射
	DefaultValueOf(*schema.Field) clause.Expression // 类型默认值
	BindVarTo(writer clause.Writer, stmt *Statement, v interface{})
	QuoteTo(clause.Writer, string)
	Explain(sql string, vars ...interface{}) string // SQL语句格式化输出
}

不仅仅Mysql驱动，PostgreSQL, SQLite, SQL Server驱动都得实现Dialector中定义的全部方法。

并且这些方法恰恰是不同数据库的区别所在，比如不同数据库的数据类型是有差异的，即使含义相同，写法也可能不同，

因此gorm的数据类型映射到不同数据库能识别的类型，这就是DataTypeOf实现的功能。

可以在go-gorm找到各种数据库的Dialector实现，如PostgreSQL Dialector，MySQL Dialector

3.3 DB结构体定义

DB定义如下，这里对部分方法加了注释，方便理解。

// DB GORM DB definition
type DB struct {
	*Config // 连接及其连接相关信息等
	Error        error
	RowsAffected int64
	Statement    *Statement // SQL语句执行相关信息
	clone        int
}

其中，Config中会保留连接ConnPool 、CRUD相关的函数callbacks等信息，部分代码代码如下，完整代码见gorm.Config

// Config GORM config
type Config struct {
	// ClauseBuilders clause builder
	ClauseBuilders map[string]clause.ClauseBuilder
	// ConnPool db conn pool
	ConnPool ConnPool
	// Dialector database dialector
	Dialector
	// Plugins registered plugins
	Plugins map[string]Plugin

	callbacks  *callbacks
	cacheStore *sync.Map
}

看了Open函数的请求参数和返回参数，接下来我们看看内部的具体实现

3.3 Gorm.Open实现分析

Gorm.Open完整代码可以在Github上看到。这里重点关注两个地方

• 注册CRUD的回调函数， db.callbacks = initializeCallbacks(db)，具体实现如下

func initializeCallbacks(db *DB) *callbacks {
	return &callbacks{
		processors: map[string]*processor{
			"create": {db: db},
			"query":  {db: db},
			"update": {db: db},
			"delete": {db: db},
			"row":    {db: db},
			"raw":    {db: db},
		},
	}
}

• 调用具体函数的初始化方法

	if config.Dialector != nil {
		err = config.Dialector.Initialize(db)
	}

这里会根据具体Dialector的具体值调用对应的Initialize方法。

如果Dialector 为 mysql.Open(dsn)的返回值，那就会调用Gorm MySQL驱动的Initialize方法。

3.4MySQL Dialector 的 Initialize 方法实现分析

Initialize 主要干了两件事情，调用sql.Open、注册CRUD的处理函数及对应的钩子函数。

钩子函数是在创建、查询、更新、删除等操作之前、之后调用的函数。

3.4.1 调用sql.Open，该函数可能只是校验下参数，并没有实际建立连接

db.ConnPool, err = sql.Open(dialector.DriverName, dialector.DSN)

其中，sql.Open声明如下

func Open(driverName, dataSourceName string) (*DB, error)

db.ConnPool是interface类型，定义如下

// ConnPool db conns pool interface
type ConnPool interface {
	PrepareContext(ctx context.Context, query string) (*sql.Stmt, error)
	ExecContext(ctx context.Context, query string, args ...interface{}) (sql.Result, error)
	QueryContext(ctx context.Context, query string, args ...interface{}) (*sql.Rows, error)
	QueryRowContext(ctx context.Context, query string, args ...interface{}) *sql.Row
}

sql.DB是结构体类型，gorm.ConnPool是 interface类型，因此sql.DB实现了gorm.ConnPool定义的四个方法，因此CRUD操作会通过gorm.ConnPool调用到sql.DB实现的这四个函数实现。

这里也应证了前面的说明

A value of interface type can hold any value that implements those methods.

通过看源码，sql.Conn和sql.Tx也实现了gorm.ConnPool定义的四个方法。

3.4.2 注册CRUD相关函数，这里只截取callbacks.RegisterDefaultCallbacks的部分实现。

func RegisterDefaultCallbacks(db *gorm.DB, config *Config) {
	createCallback := db.Callback().Create()
	createCallback.Match(enableTransaction).Register("gorm:begin_transaction", BeginTransaction)
	createCallback.Register("gorm:before_create", BeforeCreate)
	createCallback.Register("gorm:save_before_associations", SaveBeforeAssociations(true))
	createCallback.Register("gorm:create", Create(config))
	createCallback.Register("gorm:save_after_associations", SaveAfterAssociations(true))
	createCallback.Register("gorm:after_create", AfterCreate)
	createCallback.Match(enableTransaction).Register("gorm:commit_or_rollback_transaction", CommitOrRollbackTransaction)
	createCallback.Clauses = config.CreateClauses
}

在gorm.Open的过程中注册了创建记录时的回调函数createCallback.Register("gorm:create", Create(config))
具体的细节在后续章节展开，这里就细说。

此外，从代码可以看出，这里注册了在创建操作之前、之后调用的钩子方法。