从 0 开始手写一个 Mybatis 框架，三步搞定

继上一篇手写SpringMVC之后，我最近趁热打铁，研究了一下Mybatis。MyBatis框架的核心功能其实不难，无非就是动态代理和jdbc的操作，难的是写出来可扩展，高内聚，低耦合的规范的代码。

本文完成的Mybatis功能比较简单，代码还有许多需要改进的地方，大家可以结合Mybatis源码去动手完善。

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Mybatis框架流程简介

在手写自己的Mybatis框架之前，我们先来了解一下Mybatis，它的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，才能够更深入的理解源码（ref：Mybatis源码解读-设计模式总结）。

我们对上图进行分析总结：

1、mybatis的配置文件有2类

• mybatisconfig.xml，配置文件的名称不是固定的，配置了全局的参数的配置，全局只能有一个配置文件。
• Mapper.xml 配置多个statemement，也就是多个sql，整个mybatis框架中可以有多个Mappe.xml配置文件。
• 
  

2、通过mybatis配置文件得到SqlSessionFactory

3、通过SqlSessionFactory得到SqlSession，用SqlSession就可以操作数据了。

4、SqlSession通过底层的Executor（执行器），执行器有2类实现：

• 基本实现
• 带有缓存功能的实现

5、MappedStatement是通过Mapper.xml中定义statement生成的对象。

6、参数输入执行并输出结果集，无需手动判断参数类型和参数下标位置，且自动将结果集映射为Java对象

• HashMap，KV格式的数据类型
• Java的基本数据类型
• POJO，java的对象

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梳理自己的Mybatis的设计思路

根据上文Mybatis流程，我简化了下，分为以下步骤：

1.读取xml文件，建立连接

从图中可以看出，MyConfiguration负责与人交互。待读取xml后，将属性和连接数据库的操作封装在MyConfiguration对象中供后面的组件调用。本文将使用dom4j来读取xml文件，它具有性能优异和非常方便使用的特点。

2.创建SqlSession，搭建Configuration和Executor之间的桥梁

我们经常在使用框架时看到Session，Session到底是什么呢？一个Session仅拥有一个对应的数据库连接。类似于一个前段请求Request，它可以直接调用exec(SQL)来执行SQL语句。

从流程图中的箭头可以看出，MySqlSession的成员变量中必须得有MyExecutor和MyConfiguration去集中做调配，箭头就像是一种关联关系。我们自己的MySqlSession将有一个getMapper方法，然后使用动态代理生成对象后，就可以做数据库的操作了。

3.创建Executor，封装JDBC操作数据库

Executor是一个执行器，负责SQL语句的生成和查询缓存（缓存还没完成）的维护，也就是jdbc的代码将在这里完成，不过本文只实现了单表，有兴趣的同学可以尝试完成多表。

4.创建MapperProxy，使用动态代理生成Mapper对象

我们只是希望对指定的接口生成一个对象，使得执行它的时候能运行一句sql罢了，而接口无法直接调用方法，所以这里使用动态代理生成对象，在执行时还是回到MySqlSession中调用查询，最终由MyExecutor做JDBC查询。这样设计是为了单一职责，可扩展性更强。推荐阅读：<em>手</em><em>写</em>实现一个迷你版的Tomcat

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实现自己的Mybatis

工程文件及目录：

首先，新建一个maven项目，在pom.xml中导入以下依赖：

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
 <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
 <groupId>com.liugh</groupId>
 <artifactId>liugh-mybatis</artifactId>
 <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
 <packaging>jar</packaging>
 
 <properties>
 <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
 <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
 <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
 <java.version>1.8</java.version>
 </properties>
 
 <dependencies>
 <!-- 读取xml文件 -->
 <dependency>
 <groupId>dom4j</groupId>
 <artifactId>dom4j</artifactId>
 <version>1.6.1</version>
 </dependency>
 
 <!-- MySQL -->
 <dependency>
 <groupId>mysql</groupId>
 <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
 <version>5.1.29</version>
 </dependency>
 </dependencies>
</project>

创建我们的数据库xml配置文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<database>
 <property name="driverClassName">com.mysql.jdbc.Driver</property>
 <property name="url">jdbc:mysql://localhost:3306/test?useUnicode=true&characterEncoding=utf8</property>
 <property name="username">root</property>
 <property name="password">123456</property>
</database>

然后在数据库创建test库，执行如下SQL语句：

CREATE TABLE `user` (
 `id` varchar(64) NOT NULL,
 `password` varchar(255) DEFAULT NULL,
 `username` varchar(255) DEFAULT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8;
INSERT INTO `test`.`user` (`id`, `password`, `username`) VALUES ('1', '123456', 'liugh');

创建User实体类，和UserMapper接口和对应的xml文件:

package com.liugh.bean;
public class User {
 private String id;
 private String username;
 private String password;
 //省略get set toString方法...
}
package com.liugh.mapper;
import com.liugh.bean.User;
public interface UserMapper {
 
 public User getUserById(String id); 
}
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<mapper nameSpace="com.liugh.mapper.UserMapper">
 <select id="getUserById" resultType ="com.liugh.bean.User">
 select * from user where id = ?
 </select>
</mapper>

基本操作配置完成，接下来我们开始实现MyConfiguration：

package com.liugh.sqlSession;
import java.io.InputStream;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.DocumentException;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.io.SAXReader;
import com.liugh.config.Function;
import com.liugh.config.MapperBean;
/**
* 读取与解析配置信息，并返回处理后的Environment
*/
public class MyConfiguration {
 private static ClassLoader loader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
 /**
 * 读取xml信息并处理
 */
 public Connection build(String resource){
 try {
 InputStream stream = loader.getResourceAsStream(resource);
 SAXReader reader = new SAXReader();
 Document document = reader.read(stream);
 Element root = document.getRootElement();
 return evalDataSource(root);
 } catch (Exception e) {
 throw new RuntimeException("error occured while evaling xml " + resource);
 }
 }
 
 private Connection evalDataSource(Element node) throws ClassNotFoundException {
 if (!node.getName().equals("database")) {
 throw new RuntimeException("root should be <database>");
 }
 String driverClassName = null;
 String url = null;
 String username = null;
 String password = null;
 //获取属性节点
 for (Object item : node.elements("property")) {
 Element i = (Element) item; 
 String value = getValue(i);
 String name = i.attributeValue("name");
 if (name == null || value == null) {
 throw new RuntimeException("[database]: <property> should contain name and value");
 }
 //赋值
 switch (name) {
 case "url" : url = value; break;
 case "username" : username = value; break;
 case "password" : password = value; break;
 case "driverClassName" : driverClassName = value; break; 
 default : throw new RuntimeException("[database]: <property> unknown name"); 
 }
 }
 
 Class.forName(driverClassName); 
 Connection connection = null;
 try {
 //建立数据库链接
 connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);
 } catch (SQLException e) {
 // TODO Auto-generated catch block
 e.printStackTrace();
 }
 return connection;
 }
 
 //获取property属性的值,如果有value值,则读取 没有设置value,则读取内容
 private String getValue(Element node) {
 return node.hasContent() ? node.getText() : node.attributeValue("value");
 }
 
 
 
 @SuppressWarnings("rawtypes")
 public MapperBean readMapper(String path){
 MapperBean mapper = new MapperBean();
 try{
 InputStream stream = loader.getResourceAsStream(path);
 SAXReader reader = new SAXReader();
 Document document = reader.read(stream);
 Element root = document.getRootElement();
 mapper.setInterfaceName(root.attributeValue("nameSpace").trim()); //把mapper节点的nameSpace值存为接口名
 List<Function> list = new ArrayList<Function>(); //用来存储方法的List
 for(Iterator rootIter = root.elementIterator();rootIter.hasNext();) {//遍历根节点下所有子节点
 Function fun = new Function(); //用来存储一条方法的信息
 Element e = (Element) rootIter.next(); 
 String sqltype = e.getName().trim();
 String funcName = e.attributeValue("id").trim();
 String sql = e.getText().trim();
 String resultType = e.attributeValue("resultType").trim();
 fun.setSqltype(sqltype);
 fun.setFuncName(funcName);
 Object newInstance=null;
 try {
 newInstance = Class.forName(resultType).newInstance();
 } catch (InstantiationException e1) {
 e1.printStackTrace();
 } catch (IllegalAccessException e1) {
 e1.printStackTrace();
 } catch (ClassNotFoundException e1) {
 e1.printStackTrace();
 }
 fun.setResultType(newInstance);
 fun.setSql(sql);
 list.add(fun);
 }
 mapper.setList(list);
 
 } catch (DocumentException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 return mapper;
 }
}

用面向对象的思想设计读取xml配置后：

package com.liugh.config;
import java.util.List;
public class MapperBean {
 private String interfaceName; //接口名
 private List<Function> list; //接口下所有方法
 //省略 get set方法...
}

Function对象包括sql的类型、方法名、sql语句、返回类型和参数类型。

package com.liugh.config;
public class Function {
 private String sqltype; 
 private String funcName; 
 private String sql; 
 private Object resultType; 
 private String parameterType; 
 //省略 get set方法
}

接下来实现我们的MySqlSession,首先的成员变量里得有Excutor和MyConfiguration，代码的精髓就在getMapper的方法里。

package com.liugh.sqlSession;
import java.lang.reflect.Proxy;
public class MySqlsession {
 
 private Excutor excutor= new MyExcutor(); 
 
 private MyConfiguration myConfiguration = new MyConfiguration();
 
 public <T> T selectOne(String statement,Object parameter){ 
 return excutor.query(statement, parameter); 
 } 
 
 @SuppressWarnings("unchecked")
 public <T> T getMapper(Class<T> clas){ 
 //动态代理调用
 return (T)Proxy.newProxyInstance(clas.getClassLoader(),new Class[]{clas},
 new MyMapperProxy(myConfiguration,this)); 
 } 
}

紧接着创建Excutor和实现类：

package com.liugh.sqlSession;
public interface Excutor {
 public <T> T query(String statement,Object parameter); 
}

MyExcutor中封装了JDBC的操作：

package com.liugh.sqlSession;
import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import com.liugh.bean.User;
public class MyExcutor implements Excutor{
 
 private MyConfiguration xmlConfiguration = new MyConfiguration();
 
 @Override 
 public <T> T query(String sql, Object parameter) { 
 Connection connection=getConnection(); 
 ResultSet set =null;
 PreparedStatement pre =null;
 try { 
 pre = connection.prepareStatement(sql); 
 //设置参数
 pre.setString(1, parameter.toString());
 set = pre.executeQuery(); 
 User u=new User(); 
 //遍历结果集
 while(set.next()){ 
 u.setId(set.getString(1));
 u.setUsername(set.getString(2)); 
 u.setPassword(set.getString(3));
 } 
 return (T) u; 
 } catch (SQLException e) { 
 e.printStackTrace(); 
 } finally{
 try{ 
 if(set!=null){ 
 set.close(); 
 }if(pre!=null){ 
 pre.close(); 
 }if(connection!=null){ 
 connection.close(); 
 } 
 }catch(Exception e2){ 
 e2.printStackTrace(); 
 } 
 } 
 return null; 
 } 
 
 private Connection getConnection() { 
 try { 
 Connection connection =xmlConfiguration.build("config.xml");
 return connection; 
 } catch (Exception e) { 
 e.printStackTrace(); 
 } 
 return null; 
 } 
}

MyMapperProxy代理类完成xml方法和真实方法对应，执行查询：

package com.liugh.sqlSession;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.List;
import com.liugh.config.Function;
import com.liugh.config.MapperBean;
public class MyMapperProxy implements InvocationHandler{
 
 private MySqlsession mySqlsession; 
 
 private MyConfiguration myConfiguration;
 
 public MyMapperProxy(MyConfiguration myConfiguration,MySqlsession mySqlsession) { 
 this.myConfiguration=myConfiguration; 
 this.mySqlsession=mySqlsession; 
 } 
 @Override
 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
 MapperBean readMapper = myConfiguration.readMapper("UserMapper.xml");
 //是否是xml文件对应的接口
 if(!method.getDeclaringClass().getName().equals(readMapper.getInterfaceName())){
 return null; 
 }
 List<Function> list = readMapper.getList();
 if(null != list || 0 != list.size()){
 for (Function function : list) {
 //id是否和接口方法名一样
 if(method.getName().equals(function.getFuncName())){ 
 return mySqlsession.selectOne(function.getSql(), String.valueOf(args[0])); 
 } 
 }
 }
 return null; 
 }
}

到这里，就完成了自己的Mybatis框架，我们测试一下：

package com.liugh;
import com.liugh.bean.User;
import com.liugh.mapper.UserMapper;
import com.liugh.sqlSession.MySqlsession;
public class TestMybatis {
 
 public static void main(String[] args) { 
 MySqlsession sqlsession=new MySqlsession(); 
 UserMapper mapper = sqlsession.getMapper(UserMapper.class); 
 User user = mapper.getUserById("1"); 
 System.out.println(user);
 } 
}

执行结果：

查询一个不存在的用户试试：

到这里我们就大功告成了！

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