面試：面試官有沒有在Mybatis執行程序上為過難你呢？看完就不再慫（圖文決議）

前言

在了解了MyBatis初始化加載程序后，我們也應該研究看看SQL執行程序是怎樣執行？這樣我們對于Mybatis的整個執行流程都熟悉了，在開發遇到問題也可以很快定位到問題，

更重要的，在面試中遇到面試官咨詢Mybatis的知識點的時候，可以很順暢的把這一套流程講出來，面試官也會覺得你已掌握Mybatis知識點了，可能就不問了，趕緊瞄瞄，

簡介SQL執行程序

經過MyBatis初始化加載Sql執行程序所需的資訊后，我們就可以通過 SqlSessionFactory 物件得到 SqlSession ,然后執行 SQL 陳述句了,接下來看看Sql執行具體程序，SQL大致執行流程圖如下所示：

接下來我們來看看每個執行鏈路中的具體執行程序，

SqlSession

SqlSession 是 MyBatis 暴露給外部使用的統一介面層，通過 SqlSessionFactory 創建，且其是包含和資料庫打交道所有操作介面，

下面通過時序圖描述 SqlSession 物件的創建流程：

在生成SqlSession的同時，基于executorType初始化好Executor 實作類，

public Executor newExecutor(Transaction transaction, ExecutorType executorType) {
    executorType = executorType == null ? defaultExecutorType : executorType;
    executorType = executorType == null ? ExecutorType.SIMPLE : executorType;
    Executor executor;
    if (ExecutorType.BATCH == executorType) {
      executor = new BatchExecutor(this, transaction);
    } else if (ExecutorType.REUSE == executorType) {
      executor = new ReuseExecutor(this, transaction);
    } else {
      executor = new SimpleExecutor(this, transaction);
    }
    if (cacheEnabled) {
      executor = new CachingExecutor(executor);
    }
    executor = (Executor) interceptorChain.pluginAll(executor);
    return executor;
  }

最頂層的SqlSession介面已生成，那我們可以來看看sql的執行程序下一步是怎樣的呢？怎樣使用代理類MapperProxy，

MapperProxy

MapperProxy 是 Mapper介面與SQL 陳述句映射的關鍵，通過 MapperProxy 可以讓對應的 SQL 陳述句跟介面進行系結的，具體流程如下：

• MapperProxy代理類生成流程
• MapperProxy代理類執行操作

MapperProxy代理類生成流程

其中，MapperRegistry 是 Configuration 的一個屬性，在決議配置時候會在MapperRegistry 中快取了 MapperProxyFactory 的 knownMappers 變數Map 集合，

``MapperRegistry會根據mapper介面型別獲取已快取的MapperProxyFactory，MapperProxyFactory會基于SqlSession來生成MapperProxy`代理物件，

 public <T> T getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession) {
        MapperProxyFactory<T> mapperProxyFactory = (MapperProxyFactory)this.knownMappers.get(type);
        if (mapperProxyFactory == null) {
            throw new BindingException("Type " + type + " is not known to the MapperRegistry.");
        } else {
            try {
                return mapperProxyFactory.newInstance(sqlSession);
            } catch (Exception var5) {
                throw new BindingException("Error getting mapper instance. Cause: " + var5, var5);
            }
        }
    }

當呼叫SqlSession介面時，MapperProxy怎么是實作的呢？MyBatis 的 Mapper介面 是通過動態代理實作的，呼叫 Mapper 介面的任何方法都會執行 MapperProxy::invoke() 方法，

 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        try {
            //Object型別執行
            if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {
                return method.invoke(this, args);
            }
			//介面默認方法執行
            if (method.isDefault()) {
                if (privateLookupInMethod == null) {
                    return this.invokeDefaultMethodJava8(proxy, method, args);
                }

                return this.invokeDefaultMethodJava9(proxy, method, args);
            }
        } catch (Throwable var5) {
            throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(var5);
        }
        MapperMethod mapperMethod = this.cachedMapperMethod(method);
        return mapperMethod.execute(this.sqlSession, args);
    }

但最侄訓呼叫到mapperMethod::execute() 方法執行，主要是判斷是 INSERT、UPDATE、DELETE 、SELECT 陳述句去操作，其中如果是查詢的話，還會判斷回傳值的型別，

 public Object execute(SqlSession sqlSession, Object[] args) {
        Object result;
        Object param;
        switch(this.command.getType()) {
        case INSERT:
            param = this.method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
            result = this.rowCountResult(sqlSession.insert(this.command.getName(), param));
            break;
        case UPDATE:
            param = this.method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
            result = this.rowCountResult(sqlSession.update(this.command.getName(), param));
            break;
        case DELETE:
            param = this.method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
            result = this.rowCountResult(sqlSession.delete(this.command.getName(), param));
            break;
        case SELECT:
            if (this.method.returnsVoid() && this.method.hasResultHandler()) {
                this.executeWithResultHandler(sqlSession, args);
                result = null;
            } else if (this.method.returnsMany()) {
                result = this.executeForMany(sqlSession, args);
            } else if (this.method.returnsMap()) {
                result = this.executeForMap(sqlSession, args);
            } else if (this.method.returnsCursor()) {
                result = this.executeForCursor(sqlSession, args);
            } else {
                param = this.method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
                result = sqlSession.selectOne(this.command.getName(), param);
                if (this.method.returnsOptional() && (result == null || !this.method.getReturnType().equals(result.getClass()))) {
                    result = Optional.ofNullable(result);
                }
            }
            break;
        case FLUSH:
            result = sqlSession.flushStatements();
            break;
        default:
            throw new BindingException("Unknown execution method for: " + this.command.getName());
        }

        if (result == null && this.method.getReturnType().isPrimitive() && !this.method.returnsVoid()) {
            throw new BindingException("Mapper method '" + this.command.getName() + " attempted to return null from a method with a primitive return type (" + this.method.getReturnType() + ").");
        } else {
            return result;
        }
    }

通過以上的分析，總結出

• Mapper介面實際物件為代理物件MapperProxy；
• MapperProxy繼承InvocationHandler，實作invoke方法；
• MapperProxyFactory::newInstance() 方法，基于 JDK 動態代理的方式創建了一個 MapperProxy 的代理類；
• 最侄訓呼叫到mapperMethod::execute() 方法執行，完成操作，
• 而且更重要一點是，MyBatis 使用的動態代理和普遍動態代理有點區別，沒有實作類，只有介面，MyBatis 動態代理類圖結構如下所示：

已以SELECT 為例， 呼叫會SqlSession ::selectOne() 方法，繼續往下執行，會執行 Executor::query() 方法，

public <E> List<E> selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds) {
        List var5;
        try {
            MappedStatement ms = this.configuration.getMappedStatement(statement);
            var5 = this.executor.query(ms, this.wrapCollection(parameter), rowBounds, Executor.NO_RESULT_HANDLER);
        } catch (Exception var9) {
            throw ExceptionFactory.wrapException("Error querying database.  Cause: " + var9, var9);
        } finally {
            ErrorContext.instance().reset();
        }

        return var5;
    }

執行到Executor類，那么我們來看看其究竟有什么？

Executor

Executor物件為SQL 的執行引擎，負責增刪改查的具體操作，頂層介面SqlSession中都會有一個 Executor 物件，可以理解為 JDBC 中 Statement 的封裝版，

Executor 是最頂層的是執行器，它有兩個實作類，分別是BaseExecutor和 CachingExecutor

• BaseExecutor 是一個抽象類，實作了大部分 Executor 介面定義的功能，降低了介面實作的難度，BaseExecutor基于配接器設計模式之介面適配會有三個子類，分別是 SimpleExecutor、ReuseExecutor 和 BatchExecutor，

  • SimpleExecutor : 是 MyBatis 中默認簡單執行器，每執行一次update或select，就開啟一個Statement物件，用完立刻關閉Statement物件

  • ReuseExecutor : 可重用執行器， 執行update或select，以sql作為key查找Statement物件，存在就使用，不存在就創建，用完后，不關閉Statement物件，而是放置于Map<String, Statement>內，供下一次使用，簡言之，就是重復使用Statement物件

  • BatchExecutor : 批處理執行器，用于執行update（沒有select，JDBC批處理不支持select將多個 SQL 一次性輸出到資料庫,

• CachingExecutor: 快取執行器，為Executor物件增加了二級快取的相關功：先從快取中查詢結果，如果存在就回傳之前的結果；如果不存在，再委托給Executor delegate 去資料庫中取，delegate 可以是上面任何一個執行器，

在Mybatis組態檔中，可以指定默認的ExecutorType執行器型別，也可以手動給DefaultSqlSessionFactory的創建SqlSession的方法傳遞ExecutorType型別引數，

看完Exector簡介之后，繼續跟蹤執行流程鏈路分析，SqlSession 中的 JDBC 操作部分最終都會委派給 Exector 實作，Executor::query()方法,看看在Exector的執行是怎樣的？

每次查詢都會先經過CachingExecutor快取執行器， 會先判斷二級快取中是否存在查詢 SQL ，如果存在直接從二級快取中獲取，不存在即為第一次執行，會直接執行SQL 陳述句，并創建快取，都是由CachingExecutor::query()操作完成的，

public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
        BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameterObject);
        CacheKey key = this.createCacheKey(ms, parameterObject, rowBounds, boundSql);
        return this.query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
    }

public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
        //獲取查詢陳述句對應的二級快取
    	Cache cache = ms.getCache();
        //sql查詢是否存在在二級快取中
   	    if (cache != null) {
            //根據 <select> 節點的配置，判斷否需要清空二級快取
            this.flushCacheIfRequired(ms);
            if (ms.isUseCache() && resultHandler == null) {
                this.ensureNoOutParams(ms, boundSql);
                //查詢二級快取
                List<E> list = (List)this.tcm.getObject(cache, key);
                if (list == null) {
                    //二級快取沒用相應的結果物件，呼叫封裝的Executor物件的 query() 方法
                    list = this.delegate.query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
                    //將查詢結果保存到二級快取中
                    this.tcm.putObject(cache, key, list);
                }

                return list;
            }
        }
		//沒有啟動二級快取，直接呼叫底層 Executor 執行資料資料庫查詢操作
        return this.delegate.query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
    }

如果在經過CachingExecutor快取執行器（二級快取）沒有回傳值的話，就會執行BaseExecutor 以及其的實作類，默認為SimpleExecutor ，首先會在一級快取中獲取查詢結果，獲得不到，最侄訓通過SimpleExecutor:: ()去資料庫中查詢，

 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 (this.closed) {
            throw new ExecutorException("Executor was closed.");
        } else {
            //是否清除本地快取
            if (this.queryStack == 0 && ms.isFlushCacheRequired()) {
                this.clearLocalCache();
            }

            List list;
            try {
                ++this.queryStack;
                //從一級快取中，獲取查詢結果
                list = resultHandler == null ? (List)this.localCache.getObject(key) : null;
                //獲取到結果，則進行處理
                if (list != null) {
                    this.handleLocallyCachedOutputParameters(ms, key, parameter, boundSql);
                } else {
                    //獲得不到，則從資料庫中查詢
                    list = this.queryFromDatabase(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
                }
            } finally {
                --this.queryStack;
            }

            if (this.queryStack == 0) {
                //執行延遲加載
                Iterator var8 = this.deferredLoads.iterator();

                while(var8.hasNext()) {
                    BaseExecutor.DeferredLoad deferredLoad = (BaseExecutor.DeferredLoad)var8.next();
                    deferredLoad.load();
                }

                this.deferredLoads.clear();
                if (this.configuration.getLocalCacheScope() == LocalCacheScope.STATEMENT) {
                    this.clearLocalCache();
                }
            }

            return list;
        }
    }

那么SimpleExecutor::doQuery()如何去資料庫中查詢獲取到結果呢？其實執行到這邊mybatis的執行程序就從 Executor轉交給 StatementHandler處理，

public <E> List<E> doQuery(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) throws SQLException {
        Statement stmt = null;

        List var9;
        try {
            Configuration configuration = ms.getConfiguration();
            StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(this.wrapper, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
            stmt = this.prepareStatement(handler, ms.getStatementLog());
            var9 = handler.query(stmt, resultHandler);
        } finally {
            this.closeStatement(stmt);
        }

        return var9;
    }

這樣我們的執行鏈路分析已到StatementHandler了，現在讓我們去一探究竟其原理

StatementHandler

StatementHandler負責處理Mybatis與JDBC之間Statement的互動，即Statement物件與資料庫進行互動，其為頂級介面,有4個實作類，其中三個是Statement物件與資料庫進行互動類， 另外一個是路由功能的，

• RoutingStatementHandler: 對 Statement 物件沒有實際操作，主要負責另外三個StatementHandler的創建及呼叫， 而且在MyBatis執行時,使用的StatementHandler介面物件實際上就是 RoutingStatementHandler 物件，
• SimpleStatementHandler: 管理 Statement 物件， 用于簡單SQL的處理 ，
• PreparedStatementHandler: 管理 Statement 物件，預處理SQL的介面 ，
• CallableStatementHandler：管理 Statement 物件，用于執行存盤程序相關的介面 ，

在經歷過Executor后，基于初始化加載到MapperState中的StatementType的型別通過Configuration.newStatementHandler()方法中的RoutingStatementHandler 生成StatementHandler實際處理類，

 public RoutingStatementHandler(Executor executor, MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {
        switch(ms.getStatementType()) {
        case STATEMENT:
            this.delegate = new SimpleStatementHandler(executor, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
            break;
        case PREPARED:
            this.delegate = new PreparedStatementHandler(executor, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
            break;
        case CALLABLE:
            this.delegate = new CallableStatementHandler(executor, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
            break;
        default:
            throw new ExecutorException("Unknown statement type: " + ms.getStatementType());
        }

    }

現在先以PreparedStatementHandler預處理為例，接著Sql的執行鏈路來分析，StatementHandler::query()到StatementHandler::execute()真正執行Sql查詢操作，

public <E> List<E> query(Statement statement, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
    String sql = boundSql.getSql();
    statement.execute(sql);
    return resultSetHandler.handleResultSets(statement);
  }

但執行真正查詢操作之前，還進行哪些處理呢？還會進行ParameterHandler對 SQL 引數的預處理：對引數進行動態Sql映射，那么ParameterHandler又如何實作對引數進行動態映射的呢？

ParameterHandler

ParameterHandler 引數處理器， 用來設定引數規則的，負責為sql 陳述句引數動態賦值，其有兩個介面

• getParameterObject： 用于讀取引數
• setParameters: 用于對 PreparedStatement 的引數賦值

當SimpleExecutor執行構造PreparedStatementHandler完，會呼叫parameterize()方法將PreparedStatement物件里SQL轉交ParameterHandler實作類 DefaultParameterHandler::setParameters()方法 設定 PreparedStatement 的占位符引數 ，

private Statement prepareStatement(StatementHandler handler, Log statementLog) throws SQLException {
    Statement stmt;
    Connection connection = getConnection(statementLog);
    stmt = handler.prepare(connection, transaction.getTimeout());
   	//引數動態賦值
    handler.parameterize(stmt);
    return stmt;
  }

DefaultParameterHandler::setParameters()如何對SQL進行動態賦值呢？在執行前將已裝載好的BoundSql物件資訊進行使用

 public void setParameters(PreparedStatement ps) {
    ErrorContext.instance().activity("setting parameters").object(mappedStatement.getParameterMap().getId());
     //獲取待動態賦值引數串列的封裝parameterMappings
    List<ParameterMapping> parameterMappings = boundSql.getParameterMappings();
    if (parameterMappings != null) {
      for (int i = 0; i < parameterMappings.size(); i++) {
        ParameterMapping parameterMapping = parameterMappings.get(i);
          //是否為輸入引數
        if (parameterMapping.getMode() != ParameterMode.OUT) {
          Object value;
          //獲取待動態引數屬性名
          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);
          }
           在通過 SqlSource 的parse 方法得到parameterMappings 的具體實作中，我們會得到parameterMappings 的 typeHandler
          TypeHandler typeHandler = parameterMapping.getTypeHandler();
          //獲取jdbc資料型別
          JdbcType jdbcType = parameterMapping.getJdbcType();
          if (value == null && jdbcType == null) {
            jdbcType = configuration.getJdbcTypeForNull();
          }
          try {
            //
            typeHandler.setParameter(ps, i + 1, value, jdbcType);
          } catch (TypeException | SQLException e) {
            throw new TypeException("Could not set parameters for mapping: " + parameterMapping + ". Cause: " + e, e);
          }
        }
      }
    }
  }

執行完SQL 引數的預處理，當StatementHandler::execute()真正執行查詢操作執行完后，有回傳結果，需要對回傳結果進行ResultSetHandler處理，現在看看最后的結果的處理流程，

ResultSetHandler

ResultSetHandler結果決議器，將查詢結果的ResultSet 轉換成映射的對應結果(java DTO等)，其有三介面

• handleResultSets():處理結果集
• handleCursorResultSets()：批量處理結果集
• handleOutputParameters()：處理存盤程序回傳的結果集

其默認的實作為DefaultResultSetHandler,主要功能為：

• 處理Statement 執行后產生的結果集生成相對的輸出結果、
• 處理存盤程序執行后的輸出引數

那看看DefaultResultSetHandler::handleResultSets()如何處理？

• 當有多個ResultSet的結果集合，每個ResultSet對應一個Object 物件，如果不考慮存盤程序，普通的查詢只有一個ResultSet
• ResultSetWrapper封裝了ResultSet結果集,其屬性包含ResultSet ,ResultMap等

@Override
public List<Object> handleResultSets(Statement stmt) throws SQLException {
    ErrorContext.instance().activity("handling results").object(mappedStatement.getId());

    //當有多個ResultSet的結果集合，每個ResultSet對應一個Object 物件
    final List<Object> multipleResults = new ArrayList<>();

    int resultSetCount = 0;
    //獲得首個 ResultSet 物件，并封裝成 ResultSetWrapper 物件
    ResultSetWrapper rsw = getFirstResultSet(stmt);

    //獲得 ResultMap 陣列
    List<ResultMap> resultMaps = mappedStatement.getResultMaps();
    int resultMapCount = resultMaps.size();
    validateResultMapsCount(rsw, resultMapCount); // <3.1> 校驗
    while (rsw != null && resultMapCount > resultSetCount) {
        //獲得 ResultMap 物件
        ResultMap resultMap = resultMaps.get(resultSetCount);
        //處理 ResultSet ，將結果添加到 multipleResults 中
        handleResultSet(rsw, resultMap, multipleResults, null);
        //獲得下一個 ResultSet 物件，并封裝成 ResultSetWrapper 物件
        rsw = getNextResultSet(stmt);
        //清理
        cleanUpAfterHandlingResultSet();
        // resultSetCount ++
        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++;
        }
    }

    //如果是 multipleResults 單元素，則取首元素回傳
    return ollapseSingleResultList(multipleResults);
}

其實在ResultSetHandler結果集處理是比較復雜的，這里只是簡單的介紹一下，有興趣的可以再深入研究一下，后期有空也會寫，

執行到這邊，Mybatis SQL執行基本完了，會把轉換后的結果集回傳到操作者，

結論

在SQL執行程序主要涉及了SqlSession，MapperProxy,Executor,StatementHandler,ParameterHandler以及ResultSetHandler，包括引數動態系結，Sql執行查詢資料庫資料，結果回傳集映射等，而且每個環節涉及的內容都很多，每個介面都可以抽出單獨分析，后續有時間再一一詳細的看看，后面還是再分析一下插件的應用，

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