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由淺入深分析mybatis通過動態代理實現攔截器(外掛)的原理 !很值得一看

最近在用mybatis做專案,需要用到mybatis的攔截器功能,就順便把mybatis的攔截器原始碼大致的看了一遍,為了溫故而知新,在此就按照自己的理解由淺入深的理解一下它的設計。 
和大家分享一下,不足和謬誤之處歡迎交流。直接入正題。 
首先,先不管mybatis的原始碼是怎麼設計的,先假設一下自己要做一個攔截器應該怎麼做。攔截器的實現都是基於代理的設計模式設計的,簡單的說就是要創造一個目標類的代理類,在代理類中執行目標類的方法並攔截執行攔截器程式碼。 
那麼我們就用JDK的動態代理設計一個簡單的攔截器: 

將被攔截的目標介面: 

Java程式碼 

  1. public interface Target {  
  2.     public void execute();  
  3. }  


目標介面的一個實現類: 

Java程式碼 

  1.     public class TargetImpl implements Target {  
  2.     public void execute() {  
  3.         System.out.println("Execute");  
  4.     }  
  5. }  


利用JDK的動態代理實現攔截器: 

Java程式碼 

  1. public class TargetProxy implements InvocationHandler {  
  2.     private Object target;  
  3.     private TargetProxy(Object target) {  
  4.         this.target = target;  
  5.     }  
  6.     //生成一個目標物件的代理物件  
  7.     public static Object bind(Object target) {  
  8.         return Proxy.newProxyInstance(target.getClass() .getClassLoader(),   
  9.                 target.getClass().getInterfaces(),  
  10.                        new TargetProxy(target));  
  11.     }  
  12.     //在執行目標物件方法前加上自己的攔截邏輯  
  13.     public Object invoke(Object proxy, Method method,  
  14.                              Object[] args) throws Throwable {  
  15.         System.out.println("Begin");  
  16.         return method.invoke(target, args);  
  17.     }  
  18. }  


客戶端呼叫: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. public class Client {  
  2. public static void main(String[] args) {  
  3.     //沒有被攔截之前  
  4.     Target target = new TargetImpl();  
  5.     target.execute(); //Execute  
  6.     //攔截後  
  7.     target = (Target)TargetProxy.bind(target);  
  8.     target.execute();   
  9.     //Begin  
  10.     //Execute  
  11. }  


上面的設計有幾個非常明顯的不足,首先說第一個,攔截邏輯被寫死在代理物件中: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. public Object invoke(Object proxy, Method method,  
  2.                            Object[] args) throws Throwable {  
  3.         //攔截邏輯被寫死在代理物件中,導致客戶端無法靈活的設定自己的攔截邏輯  
  4.         System.out.println("Begin");  
  5.        return method.invoke(target, args);  
  6.     }  


我們可以將攔截邏輯封裝到一個類中,客戶端在呼叫TargetProxy的bind()方法的時候將攔截邏輯一起當成引數傳入: 
定義一個攔截邏輯封裝的介面Interceptor,這才是真正的攔截器介面。 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1.     public interface Interceptor {  
  2.     public void intercept();  
  3. }  


那麼我們的代理類就可以改成: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. public class TargetProxy implements InvocationHandler {  
  2. private Object target;  
  3. private Interceptor interceptor;  
  4. private TargetProxy(Object target, Interceptor interceptor) {  
  5.     this.target = target;  
  6.     this.interceptor = interceptor;  
  7. }  
  8. //將攔截邏輯封裝到攔截器中,有客戶端生成目標類的代理類的時候一起傳入,這樣客戶端就可以設定不同的攔截邏輯。  
  9. public static Object bind(Object target, Interceptor interceptor) {  
  10.     return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),   
  11.                        target.getClass().getInterfaces(),  
  12.                        new TargetProxy(target, interceptor));  
  13. }  
  14. public Object invoke(Object proxy, Method method,   
  15.                       Object[] args) throws Throwable {  
  16.     //執行客戶端定義的攔截邏輯  
  17.     interceptor.intercept();  
  18.     return method.invoke(target, args);  
  19. }  


客戶端呼叫程式碼: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. //客戶端可以定義各種攔截邏輯  
  2. Interceptor interceptor = new Interceptor() {  
  3.     public void intercept() {  
  4.         System.out.println("Go Go Go!!!");  
  5.     }  
  6. };  
  7. target = (Target)TargetProxy.bind(target, interceptor);  
  8. target.execute();  


當然,很多時候我們的攔截器中需要判斷當前方法需不需要攔截,或者獲取當前被攔截的方法引數等。我們可以將被攔截的目標方法物件,引數資訊傳給攔截器。 
攔截器介面改成: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. public interface Interceptor {  
  2.     public void intercept(Method method, Object[] args);  
  3. }  


在代理類執行的時候可以將當前方法和引數傳給攔截,即TargetProxy的invoke方法改為: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {  
  2.     interceptor.intercept(method, args);  
  3.     return method.invoke(target, args);  
  4. }  


在Java設計原則中有一個叫做迪米特法則,大概的意思就是一個類對其他類知道得越少越好。其實就是減少類與類之間的耦合強度。這是從類成員的角度去思考的。 
什麼叫越少越好,什麼是最少?最少就是不知道。 
所以我們是不是可以這麼理解,一個類所要了解的類應該越少越好呢? 
當然,這只是從類的角度去詮釋了迪米特法則。 
甚至可以反過來思考,一個類被其他類瞭解得越少越好。 
A類只讓B類瞭解總要強於A類讓B,C,D類都去了解。 

舉個例子: 
我們的TargetProxy類中需要了解的類有哪些呢? 
1. Object target 不需要了解,因為在TargetProxy中,target都被作為引數傳給了別的類使用,自己不需要了解它。 
2. Interceptor interceptor 需要了解,需要呼叫其intercept方法。 
3. 同樣,Proxy需要了解。 
4. Method method 引數需要了解,需要呼叫其invoke方法。 
同樣,如果interceptor介面中需要使用intercept方法傳過去Method類,那麼也需要了解它。那麼既然Interceptor都需要使用Method,還不如將Method的執行也放到Interceptor中,不再讓TargetProxy類對其瞭解。Method的執行需要target物件,所以也需要將target物件給Interceptor。將Method,target和args封裝到一個物件Invocation中,將Invocation傳給Interceptor。 
Invocation: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. public class Invocation {  
  2.     private Object target;  
  3.     private Method method;  
  4.     private Object[] args;  
  5.     public Invocation(Object target, Method method, Object[] args) {  
  6.         this.target = target;  
  7.         this.method = method;  
  8.         this.args = args;  
  9.     }  
  10.     //將自己成員變數的操作儘量放到自己內部,不需要Interceptor獲得自己的成員變數再去操作它們,  
  11.     //除非這樣的操作需要Interceptor的其他支援。然而這兒不需要。  
  12.     public Object proceed() throws InvocationTargetException, IllegalAccessException {  
  13.         return method.invoke(target, args);  
  14.     }  
  15.     public Object getTarget() {  
  16.         return target;  
  17.     }  
  18.     public void setTarget(Object target) {  
  19.         this.target = target;  
  20.     }  
  21.     public Method getMethod() {  
  22.         return method;  
  23.     }  
  24.     public void setMethod(Method method) {  
  25.         this.method = method;  
  26.     }  
  27.     public Object[] getArgs() {  
  28.         return args;  
  29.     }  
  30.     public void setArgs(Object[] args) {  
  31.         this.args = args;  
  32.     }  
  33. }  


Interceptor就變成: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. public interface Interceptor {  
  2.     public Object intercept(Invocation invocation)throws Throwable ;  
  3. }  


TargetProxy的invoke方法就變成: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. public Object invoke(Object proxy, Method method,   
  2.                           Object[] args) throws Throwable {  
  3.     return interceptor.intercept(new Invocation(target,   
  4.                                                    method, args));  
  5. }  


那麼就每一個Interceptor攔截器實現都需要最後執行Invocation的proceed方法並返回。 
客戶端呼叫: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. Interceptor interceptor = new Interceptor() {  
  2.     public Object intercept(Invocation invocation)  throws Throwable {  
  3.         System.out.println("Go Go Go!!!");  
  4.         return invocation.proceed();  
  5.     }  
  6. };  


好了,通過一系列調整,設計已經挺好了,不過上面的攔截器還是有一個很大的不足, 
那就是攔截器會攔截目標物件的所有方法,然而這往往是不需要的,我們經常需要攔截器 
攔截目標物件的指定方法。 
假設目標物件介面有多個方法: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. public interface Target {  
  2.     public void execute1();  
  3.     public void execute2();  
  4. }  


利用在Interceptor上加註解解決。 
首先簡單的定義一個註解: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  
  2. @Target(ElementType.TYPE)  
  3. public @interface MethodName {  
  4.     public String value();  
  5. }  


在攔截器的實現類加上該註解: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. @MethodName("execute1")  
  2. public class InterceptorImpl implements Interceptor {...}  


在TargetProxy中判斷interceptor的註解,看是否實行攔截: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. public Object invoke(Object proxy, Method method,  
  2.                          Object[] args) throws Throwable {  
  3.         MethodName methodName =   
  4.          this.interceptor.getClass().getAnnotation(MethodName.class);  
  5.         if (ObjectUtils.isNull(methodName))  
  6.             throw new NullPointerException("xxxx");  
  7.         //如果註解上的方法名和該方法名一樣,才攔截  
  8.         String name = methodName.value();  
  9.         if (name.equals(method.getName()))  
  10.             return interceptor.intercept(new Invocation(target,    method, args));  
  11.         return method.invoke(this.target, args);  
  12. }  


最後客戶端呼叫: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. Target target = new TargetImpl();  
  2. Interceptor interceptor = new InterceptorImpl();  
  3. target = (Target)TargetProxy.bind(target, interceptor);  
  4. target.execute();  


從客戶端呼叫程式碼可以看出,客戶端首先需要建立一個目標物件和攔截器,然後將攔截器和目標物件繫結並獲取代理物件,最後執行代理物件的execute()方法。 
根據迪米特法則來講,其實客戶端根本不需要了解TargetProxy類。將繫結邏輯放到攔截器內部,客戶端只需要和攔截器打交道就可以了。 
即攔截器介面變為: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. public interface Interceptor {  
  2. public Object intercept(Invocation invocation)  throws Throwable ;  
  3. public Object register(Object target);  


攔截器實現: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. @MethodName("execute1")  
  2. public class InterceptorImpl implements Interceptor {  
  3.     public Object intercept(Invocation invocation)throws Throwable {  
  4.         System.out.println("Go Go Go!!!");  
  5.         return invocation.proceed();  
  6.     }  
  7.     public Object register(Object target) {  
  8.         return TargetProxy.bind(target, this);  
  9.     }  
  10. }  


客戶端呼叫: 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. Target target = new TargetImpl();  
  2. Interceptor interceptor = new InterceptorImpl();  
  3. target = (Target)interceptor.register(target);  
  4. target.execute1();  




OK,上面的一系列過程其實都是mybatis的攔截器程式碼結構,我只是學習了之後用最簡單的方法理解一遍罷了。 
上面的TargetProxy其實就是mybatis的Plug類。Interceptor和Invocation幾乎一樣。只是mybatis的Interceptor支援的註解 
更加複雜。 
mybatis最終是通過將自定義的Interceptor配置到xml檔案中: 

Xml程式碼 

 收藏程式碼

  1. <!-- 自定義處理Map返回結果的攔截器 -->  
  2.  <plugins>  
  3.      <plugin interceptor="com.gs.cvoud.dao.interceptor.MapInterceptor" />  
  4.  </plugins>  


通過讀取配置檔案中的Interceptor,通過反射構造其例項,將所有的Interceptor儲存到InterceptorChain中。 

Java程式碼 

 收藏程式碼

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


mybatis的攔截器只能代理指定的四個類:ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler以及Executor。 
這是在mybatis的Configuration中寫死的,例如(其他三個類似): 

Java程式碼 

 收藏程式碼

  1. public ParameterHandler newParameterHandler(MappedStatement mappedStatement, Object parameterObject, BoundSql boundSql) {  
  2.     ParameterHandler parameterHandler = mappedStatement.getLang().createParameterHandler(mappedStatement, parameterObject, boundSql);  
  3.     //將配置檔案中讀取的所有的Interceptor都註冊到ParameterHandler中,最後通過每個Interceptor的註解判斷是否需要攔截該ParameterHandler的某個方法。  
  4.     parameterHandler = (ParameterHandler) interceptorChain.pluginAll(parameterHandler);  
  5.     return parameterHandler;  
  6. }  


所以我們可以自定義mybatis的外掛(攔截器)修改mybatis的很多預設行為, 
例如, 
通過攔截ResultSetHandler修改介面返回型別; 
通過攔截StatementHandler修改mybatis框架的分頁機制; 
通過攔截Executor檢視mybatis的sql執行過程等等