Mybatis源码解读-设计模式总结
虽然我们都知道有26个设计模式,但是大多停留在概念层面,真实开发中很少遇到,Mybatis源码中使用了大量的设计模式,阅读源码并观察设计模式在其中的应用,能够更深入的理解设计模式。
Mybatis至少遇到了以下的设计模式的使用:
- Builder模式,例如SqlSessionFactoryBuilder、Environment;
- 工厂方法模式,例如SqlSessionFactory、TransactionFactory、TransactionFactory、LogFactory、ObjectFactory、ReflectorFactory;
- 单例模式,例如ErrorContext和LogFactory;
- 代理模式,Mybatis实现的核心,比如MapperProxy、ConnectionLogger,用的jdk的动态代理;还有executor.loader包使用了cglib或者javassist达到延迟加载的效果;
- 组合模式,例如SqlNode和各个子类ChooseSqlNode等;
- 模板方法模式,例如BaseExecutor和SimpleExecutor,还有BaseTypeHandler和所有的子类例如IntegerTypeHandler;
- 适配器模式,例如Log的Mybatis接口和它对jdbc、log4j等各种日志框架的适配实现;
- 装饰者模式,例如Cache包中的cache.decorators子包中等各个装饰者的实现;
- 迭代器模式,例如迭代器模式PropertyTokenizer;
接下来挨个模式进行解读,先介绍模式自身的知识,然后解读在Mybatis中怎样应用了该模式。
1、Builder模式
Builder模式的定义是“将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。”,它属于创建类模式,一般来说,如果一个对象的构建比较复杂,超出了构造函数所能包含的范围,就可以使用工厂模式和Builder模式,相对于工厂模式会产出一个完整的产品,Builder应用于更加复杂的对象的构建,甚至只会构建产品的一个部分。
建造模式:https://blog.csdn.net/qq_35807136/article/details/79086248
SqlSessionFactoryBuilder类根据不同的输入参数来构建SqlSessionFactory这个工厂对象。
Environment通过静态内部类的方式构建了Environment对象
2、工厂模式
在Mybatis中比如SqlSessionFactory使用的是工厂模式,该工厂没有那么复杂的逻辑,是一个简单工厂模式。
简单工厂模式(Simple Factory Pattern):又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式,它属于类创建型模式。在简单工厂模式中,可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例,被创建的实例通常都具有共同的父类。
工厂模式:https://blog.csdn.net/qq_35807136/article/details/79908422
SqlSessionFactory根据不同得参数构建SqlSessionManager、和SqlSession两个对象
TransactionFactory根据不同参数构建ManagedTransaction、和JdbcTransaction两个对象
LogFactory得Log变量的的类型是Constructor<? extends Log>,也就是说该工厂生产的不只是一个产品,而是具有Log公共接口的一系列产品,比如Log4jImpl、Slf4jImpl等很多具体的Log。
3、单例模式
单例模式(Singleton Pattern):单例模式确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例,这个类称为单例类,它提供全局访问的方法。
单例模式的要点有三个:一是某个类只能有一个实例;二是它必须自行创建这个实例;三是它必须自行向整个系统提供这个实例。单例模式是一种对象创建型模式。单例模式又名单件模式或单态模式。
单利模式:https://blog.csdn.net/qq_35807136/article/details/79086248
ErrorContex通过饿汉式单利加载context
构造函数是private修饰,具有一个static的局部instance变量和一个获取instance变量的方法,在获取实例的方法中,先判断是否为空如果是的话就先创建,然后返回构造好的对象。
只是这里有个有趣的地方是,LOCAL的静态实例变量使用了ThreadLocal修饰,也就是说它属于每个线程各自的数据,而在instance()方法中,先获取本线程的该实例,如果没有就创建该线程独有的ErrorContext。
4、代理模式
代理模式可以认为是Mybatis的核心使用的模式,正是由于这个模式,我们只需要编写Mapper.java接口,不需要实现,由Mybatis后台帮我们完成具体SQL的执行。
代理模式(Proxy Pattern) :给某一个对象提供一个代 理,并由代理对象控制对原对象的引用。代理模式的英 文叫做Proxy或Surrogate,它是一种对象结构型模式。
代理模式:https://blog.csdn.net/qq_35807136/article/details/79912938
当我们使用Configuration的getMapper方法时,会调用mapperRegistry.getMapper方法,而该方法又会调用mapperProxyFactory.newInstance(sqlSession)来生成一个具体的代理:
在这里,先通过T newInstance(SqlSession sqlSession)方法会得到一个MapperProxy对象,然后调用T newInstance(MapperProxy<T> mapperProxy)生成代理对象然后返回。
而查看MapperProxy的代码,可以看到如下内容:
非常典型的,该MapperProxy类实现了InvocationHandler接口,并且实现了该接口的invoke方法。
通过这种方式,我们只需要编写Mapper.java接口类,当真正执行一个Mapper接口的时候,就会转发给MapperProxy.invoke方法,而该方法则会调用后续的sqlSession.cud>executor.execute>prepareStatement等一系列方法,完成SQL的执行和返回。
自定义得插件也使用了代理模式
Plugin就是mybatis封装得代理类
将插件代理对象存储到
配合责任链模式进行底层四大对象得实现;
5、组合模式
组合模式组合多个对象形成树形结构以表示“整体-部分”的结构层次。
组合模式对单个对象(叶子对象)和组合对象(组合对象)具有一致性,它将对象组织到树结构中,可以用来描述整体与部分的关系。同时它也模糊了简单元素(叶子对象)和复杂元素(容器对象)的概念,使得客户能够像处理简单元素一样来处理复杂元素,从而使客户程序能够与复杂元素的内部结构解耦。
合成模式:https://blog.csdn.net/qq_35807136/article/details/79956906
Mybatis支持动态SQL的强大功能,比如下面的这个SQL
在这里面使用到了trim、if等动态元素,可以根据条件来生成不同情况下的SQL;
在DynamicSqlSource.getBoundSql方法里,调用了rootSqlNode.apply(context)方法,apply方法是所有的动态节点都实现的接口:
对于实现该SqlSource接口的所有节点,就是整个组合模式树的各个节点:
组合模式的简单之处在于,所有的子节点都是同一类节点,可以递归的向下执行,比如对于TextSqlNode,因为它是最底层的叶子节点,所以直接将对应的内容append到SQL语句中:
但是对于IfSqlNode,就需要先做判断,如果判断通过,仍然会调用子元素的SqlNode,即contents.apply方法,实现递归的解析。
6、模板方法模式
模板方法模式是所有模式中最为常见的几个模式之一,是基于继承的代码复用的基本技术。
模板方法模式需要开发抽象类和具体子类的设计师之间的协作。一个设计师负责给出一个算法的轮廓和骨架,另一些设计师则负责给出这个算法的各个逻辑步骤。代表这些具体逻辑步骤的方法称做基本方法(primitive method);而将这些基本方法汇总起来的方法叫做模板方法(template method),这个设计模式的名字就是从此而来。
模板方法模式:https://blog.csdn.net/qq_35807136/article/details/79913211
在Mybatis中,sqlSession的SQL执行,都是委托给Executor实现的,Executor包含以下结构:
其中的BaseExecutor就采用了模板方法模式,它实现了大部分的SQL执行逻辑,然后把以下几个方法交给子类定制化完成:
该模板方法类有几个子类的具体实现,使用了不同的策略:
- 简单SimpleExecutor:每执行一次update或select,就开启一个Statement对象,用完立刻关闭Statement对象。(可以是Statement或PrepareStatement对象)
- 重用ReuseExecutor:执行update或select,以sql作为key查找Statement对象,存在就使用,不存在就创建,用完后,不关闭Statement对象,而是放置于Map<String, Statement>内,供下一次使用。(可以是Statement或PrepareStatement对象)
- 批量BatchExecutor:执行update(没有select,JDBC批处理不支持select),将所有sql都添加到批处理中(addBatch()),等待统一执行(executeBatch()),它缓存了多个Statement对象,每个Statement对象都是addBatch()完毕后,等待逐一执行executeBatch()批处理的;BatchExecutor相当于维护了多个桶,每个桶里都装了很多属于自己的SQL,就像苹果蓝里装了很多苹果,番茄蓝里装了很多番茄,最后,再统一倒进仓库。(可以是Statement或PrepareStatement对象)
比如在SimpleExecutor中这样实现update方法:
7、适配器模式
适配器模式(Adapter Pattern) :将一个接口转换成客户希望的另一个接口,适配器模式使接口不兼容的那些类可以一起工作,其别名为包装器(Wrapper)。适配器模式既可以作为类结构型模式,也可以作为对象结构型模式。
适配器模式:https://blog.csdn.net/qq_35807136/article/details/79913509
在Mybatsi的logging包中,有一个Log接口:该接口定义了Mybatis直接使用的日志方法,而Log接口具体由谁来实现呢?Mybatis提供了多种日志框架的实现,这些实现都匹配这个Log接口所定义的接口方法,最终实现了所有外部日志框架到Mybatis日志包的适配:
比如对于Log4jImpl的实现来说,该实现持有了org.apache.log4j.Logger的实例,然后所有的日志方法,均委托该实例来实现。
8、装饰者模式
装饰模式(Decorator Pattern) :动态地给一个对象增加一些额外的职责(Responsibility),就增加对象功能来说,装饰模式比生成子类实现更为灵活。其别名也可以称为包装器(Wrapper),与适配器模式的别名相同,但它们适用于不同的场合。根据翻译的不同,装饰模式也有人称之为“油漆工模式”,它是一种对象结构型模式
装饰者模式:https://blog.csdn.net/qq_35807136/article/details/79913844
在mybatis中,缓存的功能由根接口Cache(org.apache.ibatis.cache.Cache)定义。整个体系采用装饰器设计模式,数据存储和缓存的基本功能由PerpetualCache(org.apache.ibatis.cache.impl.PerpetualCache)永久缓存实现,然后通过一系列的装饰器来对PerpetualCache永久缓存进行缓存策略等方便的控制。
用于装饰PerpetualCache的标准装饰器共有8个(全部在org.apache.ibatis.cache.decorators包中):
- FifoCache:先进先出算法,缓存回收策略
- LoggingCache:输出缓存命中的日志信息
- LruCache:最近最少使用算法,缓存回收策略
- ScheduledCache:调度缓存,负责定时清空缓存
- SerializedCache:缓存序列化和反序列化存储
- SoftCache:基于软引用实现的缓存管理策略
- SynchronizedCache:同步的缓存装饰器,用于防止多线程并发访问
- WeakCache:基于弱引用实现的缓存管理策略
另外,还有一个特殊的装饰器TransactionalCache:事务性的缓存
正如大多数持久层框架一样,mybatis缓存同样分为一级缓存和二级缓存
- 一级缓存,又叫本地缓存,是PerpetualCache类型的永久缓存,保存在执行器中(BaseExecutor),而执行器又在SqlSession(DefaultSqlSession)中,所以一级缓存的生命周期与SqlSession是相同的。
- 二级缓存,又叫自定义缓存,实现了Cache接口的类都可以作为二级缓存,所以可配置如encache等的第三方缓存。二级缓存以namespace名称空间为其唯一标识,被保存在Configuration核心配置对象中。
二级缓存对象的默认类型为PerpetualCache,如果配置的缓存是默认类型,则mybatis会根据配置自动追加一系列装饰器。
Cache对象之间的引用顺序为:
SynchronizedCache–>LoggingCache–>SerializedCache–>ScheduledCache–>LruCache–>PerpetualCache
9、迭代器模式
迭代器(Iterator)模式,又叫做游标(Cursor)模式。GOF给出的定义为:提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元素,而又不需暴露该对象的内部细节。
迭代器模式:https://blog.csdn.net/qq_35807136/article/details/79913844
比如Mybatis的PropertyTokenizer是property包中的重量级类,该类会被reflection包中其他的类频繁的引用到。这个类实现了Iterator接口,在使用时经常被用到的是Iterator接口中的hasNext这个函数。
可以看到,这个类传入一个字符串到构造函数,然后提供了iterator方法对解析后的子串进行遍历,是一个很常用的方法类。