Java之「MyBatis源码分析」插件实现原理

MyBatis插件原理----从<plugins>解析开始

本文分析一下MyBatis的插件实现原理,在此之前,如果对MyBatis插件不是很熟悉的朋友,可参看此文MyBatis7:MyBatis插件及示例----打印每条SQL语句及其执行时间,本文我以一个例子说明了MyBatis插件是什么以及如何实现。由于MyBatis的插件已经深入到了MyBatis底层代码,因此要更好地使用插件,必须对插件实现原理及MyBatis底层代码有所熟悉才行,本文分析一下MyBatis的插件实现原理。

首先,我们从插件<plugins>解析开始,源码位于XMLConfigBuilder的pluginElement方法中:

1 private void pluginElement(XNode parent) throws Exception {
 2 if (parent != null) {
 3 for (XNode child : parent.getChildren()) {
 4 String interceptor = child.getStringAttribute("interceptor");
 5 Properties properties = child.getChildrenAsProperties();
 6 Interceptor interceptorInstance = (Interceptor) resolveClass(interceptor).newInstance();
 7 interceptorInstance.setProperties(properties);
 8 configuration.addInterceptor(interceptorInstance);
 9 }
10 }
11 }

这里拿<plugin>标签中的interceptor属性,这是自定义的拦截器的全路径,第6行的代码通过反射生成拦截器实例。

再拿<plugin>标签下的所有<property>标签,解析name和value属性成为一个Properties,将Properties设置到拦截器中。

最后,通过第8行的代码将拦截器设置到Configuration中,源码实现为:

1 public void addInterceptor(Interceptor interceptor) {
 2 interceptorChain.addInterceptor(interceptor);
 3 }

InterceptorChain是一个拦截器链,存储了所有定义的拦截器以及相关的几个操作的方法:

1 public class InterceptorChain {
 2 
 3 private final List<Interceptor> interceptors = new ArrayList<Interceptor>();
 4 
 5 public Object pluginAll(Object target) {
 6 for (Interceptor interceptor : interceptors) {
 7 target = interceptor.plugin(target);
 8 }
 9 return target;
10 }
11 
12 public void addInterceptor(Interceptor interceptor) {
13 interceptors.add(interceptor);
14 }
15 
16 public List<Interceptor> getInterceptors() {
17 return Collections.unmodifiableList(interceptors);
18 }
19 
20 }

分别有添加拦截器、为目标对象添加所有拦截器、获取当前所有拦截器三个方法。

MyBatis插件原理----pluginAll方法添加插件

上面我们在InterceptorChain中看到了一个pluginAll方法,pluginAll方法为目标对象生成代理,之后目标对象调用方法的时候走的不是原方法而是代理方法,这个在后面会说明。

MyBatis官网文档有说明,在以下四个代码执行点上允许使用插件:

Java之「MyBatis源码分析」插件实现原理

为之生成插件的时机(换句话说就是pluginAll方法调用的时机)是Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler四个接口实现类生成的时候,每个接口实现类在MyBatis中生成的时机是不一样的,这个就不看它们是在什么时候生成的了,每个开发工具我相信都有快捷键可以看到pluginAll方法调用的地方,我使用的Eclipse就是Ctrl+Alt+H。

再看pluginAll方法:

1 public Object pluginAll(Object target) {
2 for (Interceptor interceptor : interceptors) {
3 target = interceptor.plugin(target);
4 }
5 return target;
6 }

这里值得注意的是:

  1. 形参Object target,这个是Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler接口的实现类,换句话说,plugin方法是要为Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler的实现类生成代理,从而在调用这几个类的方法的时候,其实调用的是InvocationHandler的invoke方法
  2. 这里的target是通过for循环不断赋值的,也就是说如果有多个拦截器,那么如果我用P表示代理,生成第一次代理为P(target),生成第二次代理为P(P(target)),生成第三次代理为P(P(P(target))),不断嵌套下去,这就得到一个重要的结论:<plugins>...</plugins>中后定义的<plugin>实际其拦截器方法先被执行,因为根据这段代码来看,后定义的<plugin>代理实际后生成,包装了先生成的代理,自然其代理方法也先执行

plugin方法中调用MyBatis提供的现成的生成代理的方法Plugin.wrap(Object target, Interceptor interceptor),接着我们看下wrap方法的源码实现。

MyBatis插件原理----Plugin的wrap方法的实现

Plugin的wrap方法实现为:

1 public static Object wrap(Object target, Interceptor interceptor) {
 2 Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap = getSignatureMap(interceptor);
 3 Class<?> type = target.getClass();
 4 Class<?>[] interfaces = getAllInterfaces(type, signatureMap);
 5 if (interfaces.length > 0) {
 6 return Proxy.newProxyInstance(
 7 type.getClassLoader(),
 8 interfaces,
 9 new Plugin(target, interceptor, signatureMap));
10 }
11 return target;
12 }

首先看一下第2行的代码,获取Interceptor上定义的所有方法签名:

1 private static Map<Class<?>, Set<Method>> getSignatureMap(Interceptor interceptor) {
 2 Intercepts interceptsAnnotation = interceptor.getClass().getAnnotation(Intercepts.class);
 3 // issue #251
 4 if (interceptsAnnotation == null) {
 5 throw new PluginException("No @Intercepts annotation was found in interceptor " + interceptor.getClass().getName()); 
 6 }
 7 Signature[] sigs = interceptsAnnotation.value();
 8 Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap = new HashMap<Class<?>, Set<Method>>();
 9 for (Signature sig : sigs) {
10 Set<Method> methods = signatureMap.get(sig.type());
11 if (methods == null) {
12 methods = new HashSet<Method>();
13 signatureMap.put(sig.type(), methods);
14 }
15 try {
16 Method method = sig.type().getMethod(sig.method(), sig.args());
17 methods.add(method);
18 } catch (NoSuchMethodException e) {
19 throw new PluginException("Could not find method on " + sig.type() + " named " + sig.method() + ". Cause: " + e, e);
20 }
21 }
22 return signatureMap;
23 }

看到先拿@Intercepts注解,如果没有定义@Intercepts注解,抛出异常,这意味着使用MyBatis的插件,必须使用注解方式

接着拿到@Intercepts注解下的所有@Signature注解,获取其type属性(表示具体某个接口),再根据method与args两个属性去type下找方法签名一致的方法Method(如果没有方法签名一致的就抛出异常,此签名的方法在该接口下找不到),能找到的话key=type,value=Set<Method>,添加到signatureMap中,构建出一个方法签名映射。举个例子来说,就是我定义的@Intercepts注解,Executor下我要拦截的所有Method、StatementHandler下我要拦截的所有Method。

回过头继续看wrap方法,在拿到方法签名映射后,调用getAllInterfaces方法,传入的是Target的Class对象以及之前获取到的方法签名映射:

1 private static Class<?>[] getAllInterfaces(Class<?> type, Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap) {
 2 Set<Class<?>> interfaces = new HashSet<Class<?>>();
 3 while (type != null) {
 4 for (Class<?> c : type.getInterfaces()) {
 5 if (signatureMap.containsKey(c)) {
 6 interfaces.add(c);
 7 }
 8 }
 9 type = type.getSuperclass();
10 }
11 return interfaces.toArray(new Class<?>[interfaces.size()]);
12 }

这里获取Target的所有接口,如果方法签名映射中有这个接口,那么添加到interfaces中,这是一个Set,最终将Set转换为数组返回。

wrap方法的最后一步:

1 if (interfaces.length > 0) {
2 return Proxy.newProxyInstance(
3 type.getClassLoader(),
4 interfaces,
5 new Plugin(target, interceptor, signatureMap));
6 }
7 return target;

如果当前传入的Target的接口中有@Intercepts注解中定义的接口,那么为之生成代理,否则原Target返回。

这段理论可能大家会看得有点云里雾里,我这里举个例子:

就以SqlCostPlugin为例,我的@Intercepts定义的是:
@Intercepts({@Signature(type = StatementHandler.class, method = "query", args = {Statement.class, ResultHandler.class}), @Signature(type = StatementHandler.class, 
method = "update", args = {Statement.class})})
此时,生成的方法签名映射signatureMap应当是(我这里把Map给toString()了):
{interface org.apache.ibatis.executor.statement.StatementHandler=[public abstract int org.apache.ibatis.executor.statement.StatementHandler.update(java.sql.
Statement) throws java.sql.SQLException, public abstract java.util.List org.apache.ibatis.executor.statement.StatementHandler.query(java.sql.Statement,org.apache.
ibatis.session.ResultHandler) throws java.sql.SQLException]}
一个Class对应一个Set,Class为StatementHandler.class,Set为StataementHandler中的两个方法
如果我new的是StatementHandler接口的实现类,那么可以为之生成代理,因为signatureMap中的key有StatementHandler这个接口
如果我new的是Executor接口的实现类,那么直接会把Executor接口的实现类原样返回,因为signatureMap中的key并没有Executor这个接口

相信这么解释大家应该会明白一点。注意这里生不生成代理,只和接口在不在@Intercepts中定义过有关,和方法签名无关,具体某个方法走拦截器,在invoke方法中,马上来看一下。

MyBatis插件原理----Plugin的invoke方法

首先看一下Plugin方法的方法定义:

1 public class Plugin implements InvocationHandler {
 2 
 3 private Object target;
 4 private Interceptor interceptor;
 5 private Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap;
 6 
 7 private Plugin(Object target, Interceptor interceptor, Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap) {
 8 this.target = target;
 9 this.interceptor = interceptor;
10 this.signatureMap = signatureMap;
11 }
12 ...
13 }

看到Plugin是InvocationHandler接口的实现类,换句话说,为目标接口生成代理之后,最终执行的都是Plugin的invoke方法,看一下invoke方法的实现

1 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
 2 try {
 3 Set<Method> methods = signatureMap.get(method.getDeclaringClass());
 4 if (methods != null && methods.contains(method)) {
 5 return interceptor.intercept(new Invocation(target, method, args));
 6 }
 7 return method.invoke(target, args);
 8 } catch (Exception e) {
 9 throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(e);
10 }
11 }

在这里,将method对应的Class拿出来,获取该Class中有哪些方法签名,换句话说就是Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler,在@Intercepts注解中定义了要拦截哪些方法签名。

如果当前调用的方法的方法签名在方法签名集合中,即满足第4行的判断,那么调用拦截器的intercept方法,否则方法原样调用,不会执行拦截器。

Java之「MyBatis源码分析」插件实现原理

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