MyBatis启动流程(上)

MyBatis 有两方面的 XML 配置，一个是 mybatis-config.xml 配置文件中的整体配置，另一个是 Mapper.xml 配置文件中的 SQL 语句。

在初始化的过程中，MyBatis 会读取 mybatis-config.xml 这个全局配置文件以及所有的 Mapper 映射配置文件，同时还会加载这两个配置文件中指定的类，解析类中的相关注解，最终将解析得到的信息转换成配置对象。完成配置加载之后，MyBatis 就会根据得到的配置对象初始化各个模块。

MyBatis 在加载配置文件、创建配置对象的时候，会使用到经典设计模式中的构造者模式。

构造者模式

核心的思想

将创建复杂对象的过程与复杂对象本身进行拆分

通俗来讲，构造者模式是将复杂对象的创建过程分解成了多个简单步骤，在创建复杂对象的时候，只需要了解复杂对象的基本属性即可，而不需要关心复杂对象的内部构造过程。这样的话，使用方只需要关心这个复杂对象要什么数据，而不再关心内部细节。

构造者模式的类图如下所示：

从图中，我们可以看到构造者模式的四个核心组件。

• Product 接口：复杂对象的接口，定义了要创建的目标对象的行为。
• ProductImpl 类：Product 接口的实现，它真正要创建的复杂对象，其中实现了我们需要的复杂业务逻辑。
• Builder 接口：定义了构造 Product 对象的每一步行为。
• BuilderImpl 类：Builder 接口的具体实现，其中具体实现了构造一个 Product 的每一个步骤，例如上图中的 setPart1()、setPart2() 等方法，都是用来构造 ProductImpl 对象的各个部分。在完成整个 Product 对象的构造之后，我们会通过 build() 方法返回这个构造好的 Product 对象。

使用构造者模式一般有两个目的。第一个目的是将使用方与复杂对象的内部细节隔离，从而实现解耦的效果。使用方提供的所有信息，都是由 Builder 这个“中间商”接收的，然后由 Builder 消化这些信息并构造出一个完整可用的 Product 对象。第二个目的是简化复杂对象的构造过程。在很多场景中，复杂对象可能有很多默认属性，这时我们就可以将这些默认属性封装到 Builder 中，这样就可以简化创建复杂对象所需的信息。

通过构建者模式的类图我们还可以看出，每个 BuilderImpl 实现都是能够独立创建出对应的 ProductImpl 对象，那么在程序需要扩展的时候，我们只需要添加新的 BuilderImpl 和 ProductImpl，就能实现功能的扩展，这完全符合“开放-封闭原则”。

mybatis-config.xml 解析全流程

MyBatis 初始化的第一个步骤就是加载和解析 mybatis-config.xml 这个全局配置文件，入口是 XMLConfigBuilder 这个 Builder 对象，它由 SqlSessionFactoryBuilder.build() 方法创建。XMLConfigBuilder 会解析 mybatis-config.xml 配置文件得到对应的 Configuration 全局配置对象，然后 SqlSessionFactoryBuilder 会根据得到的 Configuration 全局配置对象创建一个 DefaultSqlSessionFactory 对象返回给上层使用。

这里创建的 XMLConfigBuilder 对象的核心功能就是解析 mybatis-config.xml 配置文件。XMLConfigBuilder 有一部分能力继承自 BaseBuilder 抽象类，具体继承关系如下图所示：

BaseBuilder 抽象类扮演了构造者模式中 Builder 接口的角色，下面我们先来看 BaseBuilder 中各个字段的定义。

• configuration（Configuration 类型）：MyBatis 的初始化过程就是围绕 Configuration 对象展开的，我们可以认为 Configuration 是一个单例对象，MyBatis 初始化解析到的全部配置信息都会记录到 Configuration 对象中。
• typeAliasRegistry（TypeAliasRegistry 类型）：别名注册中心。比如，订单系统示例中，我们在 mybatis-config.xml 配置文件中，使用 标签为很多类定义了别名。
• typeHandlerRegistry（TypeHandlerRegistry 类型）：TypeHandler 注册中心。除了定义别名之外，我们在 mybatis-config.xml 配置文件中，还可以使用 <typeHandlers> 标签添加自定义 TypeHandler 实现，实现数据库类型与 Java 类型的自定义转换，这些自定义的 TypeHandler 都会记录在这个 TypeHandlerRegistry 对象中。

除了关联 Configuration 对象之外，BaseBuilder 还提供了另外两个基本能力：

• 解析别名，核心逻辑是在 resolveAlias() 方法中实现的，主要依赖于 TypeAliasRegistry 对象；
• 解析 TypeHandler，核心逻辑是在 resolveTypeHandler() 方法中实现的，主要依赖于 TypeHandlerRegistry 对象。

了解了 BaseBuilder 提供的基础能力之后，我们回到 XMLConfigBuilder 这个 Builder 实现类，看看它是如何解析 mybatis-config.xml 配置文件的。

首先我们来了解一下 XMLConfigBuilder 的核心字段。

• parsed（boolean 类型）：状态标识字段，记录当前 XMLConfigBuilder 对象是否已经成功解析完 mybatis-config.xml 配置文件。
• parser（XPathParser 类型）：XPathParser 对象是一个 XML 解析器，这里的 parser 对象就是用来解析 mybatis-config.xml 配置文件的。
• environment（String 类型）： 标签定义的环境名称。
• localReflectorFactory（ReflectorFactory 类型）：ReflectorFactory 接口的核心功能是实现对 Reflector 对象的创建和缓存。

在 SqlSessionFactoryBuilder.build() 方法中也可以看到，XMLConfigBuilder.parse() 方法触发了 mybatis-config.xml 配置文件的解析，其中的 parseConfiguration() 方法定义了解析 mybatis-config.xml 配置文件的完整流程，核心步骤如下：

• 解析 <properties> 标签；
• 解析 <settings> 标签；
• 处理日志相关组件；
• 解析 <typeAliases> 标签；
• 解析 <plugins> 标签；
• 解析 <objectFactory> 标签；
• 解析 <objectWrapperFactory> 标签；
• 解析 <reflectorFactory> 标签；
• 解析 <environments> 标签；
• 解析 <databaseIdProvider> 标签；
• 解析 <typeHandlers> 标签；
• 解析 <mappers> 标签。

从 parseConfiguration()方法中，我们可以清晰地看到 XMLConfigBuilder 对 mybatis-config.xml 配置文件中各类标签的解析方法，下面我们就逐一介绍这些方法的核心实现。

1. 处理<properties>标签

我们可以通过 <properties> 标签定义 KV 信息供 MyBatis 使用，propertiesElement() 方法的核心逻辑就是解析 mybatis-config.xml 配置文件中的 <properties> 标签。

从 <properties> 标签中解析出来的 KV 信息会被记录到一个 Properties 对象（也就是 Configuration 全局配置对象的 variables 字段），在后续解析其他标签的时候，MyBatis 会使用这个 Properties 对象中记录的 KV 信息替换匹配的占位符。

2. 处理<settings>标签

MyBatis 中有很多全局性的配置，例如，是否使用二级缓存、是否开启懒加载功能等，这些都是通过 mybatis-config.xml 配置文件中的 <settings> 标签进行配置的。

XMLConfigBuilder.settingsAsProperties() 方法的核心逻辑就是解析 <settings> 标签，并将解析得到的配置信息记录到 Configuration 这个全局配置对象的同名属性中，具体实现如下：

private Properties settingsAsProperties(XNode context) {

    if (context == null) {

        return new Properties();

    }

    // 处理<settings>标签的所有子标签，也就是<setting>标签，将其name属性和value属性

    // 整理到Properties对象中保存

    Properties props = context.getChildrenAsProperties();

    // 创建Configuration对应的MetaClass对象

    MetaClass metaConfig = MetaClass.forClass(Configuration.class, localReflectorFactory);

    // 检测Configuration对象中是否包含每个配置项的setter方法

    for (Object key : props.keySet()) {

        if (!metaConfig.hasSetter(String.valueOf(key))) {

            throw new BuilderException("The setting " + key + " is not known.  Make sure you spelled it correctly (case sensitive).");

        }

    }

    return props;

}

3. 处理<typeAliases>和<typeHandlers>标签

XMLConfigBuilder 中提供了 typeAliasesElement() 方法和 typeHandlerElement() 方法，分别用来负责处理 <typeAliases> 标签和 <typeHandlers> 标签，解析得到的别名信息和 TypeHandler 信息就会分别记录到 TypeAliasRegistry 和 TypeHandlerRegistry（前面介绍 BaseHandler 的时候，我们已经简单介绍过这两者了）。

下面我们以 typeHandlerElement() 方法为例来分析一下这个过程：

private void typeHandlerElement(XNode parent) {

    if (parent != null) {

        for (XNode child : parent.getChildren()) { // 处理全部<typeHandler>子标签

            if ("package".equals(child.getName())) { 

                // 如果指定了package属性，则扫描指定包中所有的类，

                // 并解析@MappedTypes注解，完成TypeHandler的注册

                String typeHandlerPackage = child.getStringAttribute("name");

                typeHandlerRegistry.register(typeHandlerPackage);

            } else {

                // 如果没有指定package属性，则尝试获取javaType、jdbcType、handler三个属性

                String javaTypeName = child.getStringAttribute("javaType");

                String jdbcTypeName = child.getStringAttribute("jdbcType");

                String handlerTypeName = child.getStringAttribute("handler");

                // 根据属性确定TypeHandler类型以及它能够处理的数据库类型和Java类型

                Class<?> javaTypeClass = resolveClass(javaTypeName);

                JdbcType jdbcType = resolveJdbcType(jdbcTypeName);

                Class<?> typeHandlerClass = resolveClass(handlerTypeName);

                // 调用TypeHandlerRegistry.register()方法注册TypeHandler

                if (javaTypeClass != null) {

                    if (jdbcType == null) {

                        typeHandlerRegistry.register(javaTypeClass, typeHandlerClass);

                    } else {

                        typeHandlerRegistry.register(javaTypeClass, jdbcType, typeHandlerClass);

                    }

                } else {

                    typeHandlerRegistry.register(typeHandlerClass);

                }

            }

        }

    }

}

4. 处理<plugins>标签

我们知道 MyBatis 是一个非常易于扩展的持久层框架，而插件就是 MyBatis 提供的一种重要扩展机制。

我们可以自定义一个实现了 Interceptor 接口的插件来扩展 MyBatis 的行为，或是拦截 MyBatis 的一些默认行为。插件的工作机制我们会在后面的课时中详细分析，这里我们重点来看 MyBatis 初始化过程中插件配置的加载，也就是 XMLConfigBuilder 中的 pluginElement()方法，该方法的核心就是解析 <plugins> 标签中配置的自定义插件，具体实现如下：

private void pluginElement(XNode parent) throws Exception {

    if (parent != null) {

        // 遍历全部的<plugin>子标签

        for (XNode child : parent.getChildren()) {

            // 获取每个<plugin>标签中的interceptor属性

            String interceptor = child.getStringAttribute("interceptor");

            // 获取<plugin>标签下的其他配置信息

            Properties properties = child.getChildrenAsProperties();

            // 初始化interceptor属性指定的自定义插件

            Interceptor interceptorInstance = (Interceptor) resolveClass(interceptor).getDeclaredConstructor().newInstance();

            // 初始化插件的配置

            interceptorInstance.setProperties(properties);

            // 将Interceptor对象添加到Configuration的插件链中保存，等待后续使用

            configuration.addInterceptor(interceptorInstance);

        }

    }

}

5. 处理<objectFactory>标签

在前面中我们提到过，MyBatis 支持自定义 ObjectFactory 实现类和 ObjectWrapperFactory。XMLConfigBuilder 中的 objectFactoryElement() 方法就实现了加载自定义 ObjectFactory 实现类的功能，其核心逻辑就是解析 <objectFactory> 标签中配置的自定义 ObjectFactory 实现类，并完成相关的实例化操作，相关的代码实现如下：

private void objectFactoryElement(XNode context) throws Exception {

if (context != null) {

    // 获取<objectFactory>标签的type属性

    String type = context.getStringAttribute("type");

    // 根据type属性值，初始化自定义的ObjectFactory实现

    ObjectFactory factory = (ObjectFactory) resolveClass(type).getDeclaredConstructor().newInstance();

    // 初始化ObjectFactory对象的配置

    Properties properties = context.getChildrenAsProperties();

    factory.setProperties(properties);

    // 将ObjectFactory对象记录到Configuration这个全局配置对象中

    configuration.setObjectFactory(factory);

}

除了 <objectFactory> 标签之外，我们还可以通过 <objectWrapperFactory> 标签和 <reflectorFactory> 标签配置自定义的 ObjectWrapperFactory 实现类和 ReflectorFactory 实现类，这两个标签的解析分别对应 objectWrapperFactoryElement() 方法和 reflectorFactoryElement() 方法，两者实现与 objectFactoryElement() 方法实现类似，这里就不再展示，你若感兴趣的话可以参考源码进行学习。

6. 处理<environments>标签

在 MyBatis 中，我们可以通过 <environment> 标签为不同的环境添加不同的配置，例如，线上环境、预上线环境、测试环境等，每个 <environment> 标签只会对应一种特定的环境配置。

environmentsElement() 方法中实现了 XMLConfigBuilder 处理 <environments> 标签的核心逻辑，它会根据 XMLConfigBuilder.environment 字段值，拿到正确的 <environment> 标签，然后解析这个环境中使用的 TransactionFactory、DataSource 等核心对象，也就知道了 MyBatis 要请求哪个数据库、如何管理事务等信息。

下面是 environmentsElement() 方法的核心逻辑：

private void environmentsElement(XNode context) throws Exception {

    if (context != null) {

        if (environment == null) { // 未指定使用的环境id，默认获取default值 

            environment = context.getStringAttribute("default");

        }

        // 获取<environment>标签下的所有配置

        for (XNode child : context.getChildren()) {

            // 获取环境id

            String id = child.getStringAttribute("id");

            if (isSpecifiedEnvironment(id)) { 

                // 获取<transactionManager>、<dataSource>等标签，并进行解析，其中会根据配置信息初始化相应的TransactionFactory对象和DataSource对象

                TransactionFactory txFactory = transactionManagerElement(child.evalNode("transactionManager"));

                DataSourceFactory dsFactory = dataSourceElement(child.evalNode("dataSource"));

                DataSource dataSource = dsFactory.getDataSource();

                // 创建Environment对象，并关联创建好的TransactionFactory和DataSource

                Environment.Builder environmentBuilder = new Environment.Builder(id)

                        .transactionFactory(txFactory)

                        .dataSource(dataSource);

                // 将Environment对象记录到Configuration中，等待后续使用

                configuration.setEnvironment(environmentBuilder.build());

            }

        }

    }

}

7. 处理<databaseIdProvider>标签

通过前面课时的介绍可知，在 MyBatis 中编写的都是原生的 SQL 语句，而很多数据库产品都会有一些 SQL 方言，这些方言与标准 SQL 不兼容。

在 mybatis-config.xml 配置文件中，我们可以通过 <databaseIdProvider> 标签定义需要支持的全部数据库的 DatabaseId，在后续编写 Mapper 映射配置文件的时候，就可以为同一个业务场景定义不同的 SQL 语句（带有不同的 DataSourceId），来支持不同的数据库，这里就是靠 DatabaseId 来确定哪个 SQL 语句支持哪个数据库的。

databaseIdProviderElement() 方法是 XMLConfigBuilder 处理 <databaseIdProvider> 标签的地方，其中的核心就是获取 DatabaseId 值，具体实现如下：

private void databaseIdProviderElement(XNode context) throws Exception {

    DatabaseIdProvider databaseIdProvider = null;

    if (context != null) {

        // 获取type属性值

        String type = context.getStringAttribute("type");

        if ("VENDOR".equals(type)) { // 兼容操作

            type = "DB_VENDOR";

        }

        // 初始化DatabaseIdProvider

        Properties properties = context.getChildrenAsProperties();

        databaseIdProvider = (DatabaseIdProvider) resolveClass(type).getDeclaredConstructor().newInstance();

        databaseIdProvider.setProperties(properties);

    }

    Environment environment = configuration.getEnvironment();

    if (environment != null && databaseIdProvider != null) {

        // 通过DataSource获取DatabaseId，并保存到Configuration中，等待后续使用

        String databaseId = databaseIdProvider.getDatabaseId(environment.getDataSource());

        configuration.setDatabaseId(databaseId);

    }

}

可以看到，解析<databaseIdProvider> 标签之后会得到一个 DatabaseIdProvider 对象，其核心方法是 getDatabaseId() 方法，主要是根据前面解析得到的 DataSource 对象来生成 DatabaseId。DatabaseIdProvider 的继承关系如下图所示：

从继承关系图中可以看出，DefaultDatabaseIdProvider 是个空实现，而且已被标记为过时了，所以这里我们就重点来看 VendorDatabaseIdProvider 实现。

在 getDatabaseId() 方法中，VendorDatabaseIdProvider 首先会从 DataSource 中拿到数据库的名称，然后根据 <databaseIdProvider>标签配置和 DataSource 返回的数据库名称，确定最终的 DatabaseId 标识，具体实现如下：

public String getDatabaseId(DataSource dataSource) {

    // 省略边界检查和异常处理

    return getDatabaseName(dataSource);

}

private String getDatabaseName(DataSource dataSource) throws SQLException {

    // 从数据库连接中，获取数据库名称

    String productName = getDatabaseProductName(dataSource);

    if (this.properties != null) {

        // 根据<databaseIdProvider>标签配置，查找自定义数据库名称

        for (Map.Entry<Object, Object> property : properties.entrySet()) {

            if (productName.contains((String) property.getKey())) {

                return (String) property.getValue(); // 返回配置的value

            }

        }

        return null;

    }

    return productName;

}

8. 处理<mappers>标签

除了 mybatis-config.xml 这个全局配置文件之外，MyBatis 初始化的时候还会加载 <mappers> 标签下定义的 Mapper 映射文件。<mappers> 标签中会指定 Mapper.xml 映射文件的位置，通过解析 <mappers>标签，MyBatis 就能够知道去哪里加载这些 Mapper.xml 文件了。

mapperElement() 方法就是 XMLConfigBuilder 处理 <mappers> 标签的具体实现，其中会初始化 XMLMapperBuilder 对象来加载各个 Mapper.xml 映射文件。同时，还会扫描 Mapper 映射文件相应的 Mapper 接口，处理其中的注解并将 Mapper 接口注册到 MapperRegistry 中。

mapperElement() 方法的具体实现如下：

private void mapperElement(XNode parent) throws Exception {

    if (parent != null) {

        for (XNode child : parent.getChildren()) { // 遍历每个子标签

            if ("package".equals(child.getName())) {

                // 如果指定了<package>子标签，则会扫描指定包内全部Java类型

                String mapperPackage = child.getStringAttribute("name");

                configuration.addMappers(mapperPackage);

            } else {

                // 解析<mapper>子标签，这里会获取resource、url、class三个属性，这三个属性互斥

                String resource = child.getStringAttribute("resource");

                String url = child.getStringAttribute("url");

                String mapperClass = child.getStringAttribute("class");

                // 如果<mapper>子标签指定了resource或是url属性，都会创建XMLMapperBuilder对象，

                // 然后使用这个XMLMapperBuilder实例解析指定的Mapper.xml配置文件

                if (resource != null && url == null && mapperClass == null) {

                    ErrorContext.instance().resource(resource);

                    InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);

                    XMLMapperBuilder mapperParser = new XMLMapperBuilder(inputStream, configuration, resource, configuration.getSqlFragments());

                    mapperParser.parse();

                } else if (resource == null && url != null && mapperClass == null) {

                    ErrorContext.instance().resource(url);

                    InputStream inputStream = Resources.getUrlAsStream(url);

                    XMLMapperBuilder mapperParser = new XMLMapperBuilder(inputStream, configuration, url, configuration.getSqlFragments());

                    mapperParser.parse();

                } else if (resource == null && url == null && mapperClass != null) {

                    // 如果<mapper>子标签指定了class属性，则向MapperRegistry注册class属性指定的Mapper接口

                    Class<?> mapperInterface = Resources.classForName(mapperClass);

                    configuration.addMapper(mapperInterface);

                } else {

                    throw new BuilderException("A mapper element may only specify a url, resource or class, but not more than one.");

                }

            }

        }

    }

}

总结

这一讲我们重点介绍了 MyBatis 初始化过程中对 mybatis-config.xml 全局配置文件的解析，深入分析了 mybatis-config.xml 配置文件中所有标签的解析流程，让你进一步了解这些配置加载的原理。同时，我们还介绍了构造者模式这一经典设计模式，它是整个 MyBatis 初始化逻辑的基础思想。