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【MyBatis原始碼分析】plugins解析屬性配置元素詳述

Plugins解析、

plugin有何作用? 需要配置嗎?

plugins 是一個可選配置。mybatis中的plugin其實就是個interceptor, 它可以攔截Executor 、ParameterHandler 、ResultSetHandler 、StatementHandler 的部分方法,處理我們自己的邏輯。Executor就是真正執行sql語句的東西, ParameterHandler 是處理我們傳入引數的,還記得前面講TypeHandler的時候提到過,mybatis預設幫我們實現了不少的typeHandler, 當我們不顯示配置typeHandler的時候,mybatis會根據引數型別自動選擇合適的typeHandler執行,其實就是ParameterHandler 在選擇。ResultSetHandler 就是處理返回結果的。

由於MyBatis的外掛已經深入到了MyBatis底層程式碼,因此要更好地使用外掛,必須對外掛實現原理及MyBatis底層程式碼有所熟悉才行,本文分析一下MyBatis的外掛實現原理。

   怎麼自定義plugin ? 怎麼配置?

   要自定義一個plugin, 需要去實現Interceptor介面。定義好之後,配置如下:

<plugins>
		<plugin interceptor="Interceptor.SqlCostInterceptor"/>
     </plugins>
接下來我們看實現一個SqlCostInterceptor類;
package Interceptor;

import java.util.Collection;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Properties;
import java.lang.reflect.Field;
import java.sql.Statement;

import org.apache.ibatis.executor.statement.StatementHandler;
import org.apache.ibatis.mapping.BoundSql;
import org.apache.ibatis.mapping.ParameterMapping;
import org.apache.ibatis.plugin.Signature;
import org.apache.ibatis.session.ResultHandler;
import org.apache.ibatis.session.defaults.DefaultSqlSession.StrictMap;
import org.apache.ibatis.plugin.Interceptor;
import org.apache.ibatis.plugin.Intercepts;
import org.apache.ibatis.plugin.Invocation;
import org.apache.ibatis.plugin.Plugin;

/**
  * Sql執行時間記錄攔截器 
  */
@Intercepts(
			{@Signature(type = StatementHandler.class, method = "query", args = {Statement.class, ResultHandler.class}),
			@Signature(type = StatementHandler.class, method = "update", args = {Statement.class}),
			@Signature(type = StatementHandler.class, method = "batch", args = { Statement.class })})
public class SqlCostInterceptor implements Interceptor {
	
	@Override
	public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
	     Object target = invocation.getTarget();
	     
	     long startTime = System.currentTimeMillis();
	     StatementHandler statementHandler = (StatementHandler)target;
	     try {
	         return invocation.proceed();
	     } finally {
	         long endTime = System.currentTimeMillis();
	         long sqlCost = endTime - startTime;
	         
	         BoundSql boundSql = statementHandler.getBoundSql();
	         String sql = boundSql.getSql();
	         Object parameterObject = boundSql.getParameterObject();
	         List<ParameterMapping> parameterMappingList = boundSql.getParameterMappings();
	         // 格式化Sql語句,去除換行符,替換引數
	         sql = formatSql(sql, parameterObject, parameterMappingList);
	         System.out.println("SQL:[" + sql + "]執行耗時[" + sqlCost + "ms]");
	     }
	}
	
	@Override
	public Object plugin(Object target) {
	     return Plugin.wrap(target, this);
	}
	
	@Override
	public void setProperties(Properties properties) {
	       
	}
	
	
	@SuppressWarnings("unchecked")
	private String formatSql(String sql, Object parameterObject, List<ParameterMapping> parameterMappingList) {
	 // 輸入sql字串空判斷
	   if (sql == null || sql.length() == 0) {
	          return "";
	     }
	  
	    // 美化sql
	    sql = beautifySql(sql);
	  
	   // 不傳引數的場景,直接把Sql美化一下返回出去
	   if (parameterObject == null || parameterMappingList == null || parameterMappingList.size() == 0) {
	      return sql;
	     }
	     
	      // 定義一個沒有替換過佔位符的sql,用於出異常時返回
	     String sqlWithoutReplacePlaceholder = sql;
	   
	     try {
	      if (parameterMappingList != null) {
	              Class<?> parameterObjectClass = parameterObject.getClass();
	
	           // 如果引數是StrictMap且Value型別為Collection,獲取key="list"的屬性,這裡主要是為了處理<foreach>迴圈時傳入List這種引數的佔位符替換
	   // 例如select * from xxx where id in <foreach collection="list">...</foreach>
	if (isStrictMap(parameterObjectClass)) {
	  StrictMap<Collection<?>> strictMap = (StrictMap<Collection<?>>)parameterObject;
	     
	   if (isList(strictMap.get("list").getClass())) {
	sql = handleListParameter(sql, strictMap.get("list"));
	 }
	} else if (isMap(parameterObjectClass)) {
	   // 如果引數是Map則直接強轉,通過map.get(key)方法獲取真正的屬性值
	  // 這裡主要是為了處理<insert>、<delete>、<update>、<select>時傳入parameterType為map的場景
	      Map<?, ?> paramMap = (Map<?, ?>) parameterObject;
	   sql = handleMapParameter(sql, paramMap, parameterMappingList);
	} else {
	    // 通用場景,比如傳的是一個自定義的物件或者八種基本資料型別之一或者String
	             sql = handleCommonParameter(sql, parameterMappingList, parameterObjectClass, parameterObject);
	           }
	       }
	 } catch (Exception e) {
	       // 佔位符替換過程中出現異常,則返回沒有替換過佔位符但是格式美化過的sql,這樣至少保證sql語句比BoundSql中的sql更好看
	            return sqlWithoutReplacePlaceholder;
	       }
	         return sql;
	}
	
	/**
	* 美化Sql
	*/
	private String beautifySql(String sql) {
	   // sql = sql.replace("\n", "").replace("\t", "").replace("  ", " ").replace("( ", "(").replace(" )", ")").replace(" ,", ",");
	   sql = sql.replaceAll("[\\s\n ]+"," ");
	   return sql;
	}
	
	
	/**
	* 處理引數為List的場景
	*/
	private String handleListParameter(String sql, Collection<?> col) {
	     if (col != null && col.size() != 0) {
	      for (Object obj : col) {
	        String value = null;
	         Class<?> objClass = obj.getClass();
	         
	            // 只處理基本資料型別、基本資料型別的包裝類、String這三種
	 // 如果是複合型別也是可以的,不過複雜點且這種場景較少,寫程式碼的時候要判斷一下要拿到的是複合型別中的哪個屬性
	 if (isPrimitiveOrPrimitiveWrapper(objClass)) {
	    value = obj.toString();
	    } else if (objClass.isAssignableFrom(String.class)) {
	             value = "\"" + obj.toString() + "\""; 
	   }
	         
	   sql = sql.replaceFirst("\\?", value);
	       }
	    }
	         
	  return sql;
	}
	
	
	 /**
	* 處理引數為Map的場景
	*/
	private String handleMapParameter(String sql, Map<?, ?> paramMap, List<ParameterMapping> parameterMappingList) {
	 for (ParameterMapping parameterMapping : parameterMappingList) {
	   Object propertyName = parameterMapping.getProperty();
	           Object propertyValue = paramMap.get(propertyName);
	            if (propertyValue != null) {
	                if (propertyValue.getClass().isAssignableFrom(String.class)) {
	                 propertyValue = "\"" + propertyValue + "\"";
	                }
	 
	                 sql = sql.replaceFirst("\\?", propertyValue.toString());
	         }
	     }
	     
	     return sql;
	 }
	
	
	/**
	      * 處理通用的場景
	      */
	 private String handleCommonParameter(String sql, List<ParameterMapping> parameterMappingList, Class<?> parameterObjectClass, 
	         Object parameterObject) throws Exception {
	     for (ParameterMapping parameterMapping : parameterMappingList) {
	         String propertyValue = null;
	         // 基本資料型別或者基本資料型別的包裝類,直接toString即可獲取其真正的引數值,其餘直接取paramterMapping中的property屬性即可
	 if (isPrimitiveOrPrimitiveWrapper(parameterObjectClass)) {
	  propertyValue = parameterObject.toString();
	} else {
	     String propertyName = parameterMapping.getProperty();
	     
	    Field field = parameterObjectClass.getDeclaredField(propertyName);
	    // 要獲取Field中的屬性值,這裡必須將私有屬性的accessible設定為true
	    field.setAccessible(true);
	    propertyValue = String.valueOf(field.get(parameterObject));
	  if (parameterMapping.getJavaType().isAssignableFrom(String.class)) {
	         propertyValue = "\"" + propertyValue + "\"";
	   }
	 }
	
	sql = sql.replaceFirst("\\?", propertyValue);
	        }
	        
	       return sql;
	    }
	
	 /**
	* 是否基本資料型別或者基本資料型別的包裝類
	 */
	   private boolean isPrimitiveOrPrimitiveWrapper(Class<?> parameterObjectClass) {
	         return parameterObjectClass.isPrimitive() || 
	                 (parameterObjectClass.isAssignableFrom(Byte.class) || parameterObjectClass.isAssignableFrom(Short.class) ||
	                         parameterObjectClass.isAssignableFrom(Integer.class) || parameterObjectClass.isAssignableFrom(Long.class) ||
	                        parameterObjectClass.isAssignableFrom(Double.class) || parameterObjectClass.isAssignableFrom(Float.class) ||
	                     parameterObjectClass.isAssignableFrom(Character.class) || parameterObjectClass.isAssignableFrom(Boolean.class));
	   }
	 
	   /**
	* 是否DefaultSqlSession的內部類StrictMap
	 */
	   private boolean isStrictMap(Class<?> parameterObjectClass) {
	    return parameterObjectClass.isAssignableFrom(StrictMap.class);
	    }
	   
	     /**
	* 是否List的實現類
	 */
	    private boolean isList(Class<?> clazz) {
	        Class<?>[] interfaceClasses = clazz.getInterfaces();
	        for (Class<?> interfaceClass : interfaceClasses) {
	           if (interfaceClass.isAssignableFrom(List.class)) {
	               return true;
	         }
	       }
	        
	       return false;
	   }
	   
	/**
	     * 是否Map的實現類
	 */
	     private boolean isMap(Class<?> parameterObjectClass) {
	     Class<?>[] interfaceClasses = parameterObjectClass.getInterfaces();
	       for (Class<?> interfaceClass : interfaceClasses) {
	            if (interfaceClass.isAssignableFrom(Map.class)) {
	                 return true;
	           }
	 }
	         
	return false;
	}
}

接著看一下pluginElement(root.evalNode("plugins"));方法,這句讀取的是<configuration>下的<plugins>節點,程式碼實現為:

private void pluginElement(XNode parent) throws Exception {
    if (parent != null) {
      for (XNode child : parent.getChildren()) {
        String interceptor = child.getStringAttribute("interceptor");
        Properties properties = child.getChildrenAsProperties();
        Interceptor interceptorInstance = (Interceptor) resolveClass(interceptor).newInstance();
        interceptorInstance.setProperties(properties);
        configuration.addInterceptor(interceptorInstance);
      }
    }
  }

這裡拿<plugin>標籤中的interceptor屬性,這是自定義的攔截器的全路徑,第6行的程式碼通過反射生成攔截器例項。

再拿<plugin>標籤下的所有<property>標籤,解析name和value屬性成為一個Properties,將Properties設定到攔截器中。

最後,通過第8行的程式碼將攔截器設定到Configuration中,原始碼實現為:

public void addInterceptor(Interceptor interceptor) {
    interceptorChain.addInterceptor(interceptor);
  }
InterceptorChain是一個攔截器鏈,儲存了所有定義的攔截器以及相關的幾個操作的方法:
public class InterceptorChain {

  private final List<Interceptor> interceptors = new ArrayList<Interceptor>();

  public Object pluginAll(Object target) {
    for (Interceptor interceptor : interceptors) {
      target = interceptor.plugin(target);
    }
    return target;
  }

  public void addInterceptor(Interceptor interceptor) {
    interceptors.add(interceptor);
  }
  
  public List<Interceptor> getInterceptors() {
    return Collections.unmodifiableList(interceptors);
  }

}
分別有新增攔截器、為目標物件新增所有攔截器、獲取當前所有攔截器三個方法。

MyBatis外掛原理----pluginAll方法新增外掛

上面我們在InterceptorChain中看到了一個pluginAll方法,pluginAll方法為目標物件生成代理,之後目標物件呼叫方法的時候走的不是原方法而是代理方法,這個在後面會說明。

MyBatis官網文件有說明,在以下四個程式碼執行點上允許使用外掛:


為之生成外掛的時機(換句話說就是pluginAll方法呼叫的時機)是Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler四個介面實現類生成的時候,每個介面實現類在MyBatis中生成的時機是不一樣的,這個就不看它們是在什麼時候生成的了,每個開發工具我相信都有快捷鍵可以看到pluginAll方法呼叫的地方,我使用的Eclipse就是Ctrl+Alt+H。

再看pluginAll方法:

public Object pluginAll(Object target) {
    for (Interceptor interceptor : interceptors) {
      target = interceptor.plugin(target);
    }
    return target;
  }
這裡值得注意的是:
  1. 形參Object target,這個是Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler介面的實現類,換句話說,plugin方法是要為Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler的實現類生成代理,從而在呼叫這幾個類的方法的時候,其實呼叫的是InvocationHandler的invoke方法
  2. 這裡的target是通過for迴圈不斷賦值的,也就是說如果有多個攔截器,那麼如果我用P表示代理,生成第一次代理為P(target),生成第二次代理為P(P(target)),生成第三次代理為P(P(P(target))),不斷巢狀下去,這就得到一個重要的結論:<plugins>...</plugins>中後定義的<plugin>實際其攔截器方法先被執行,因為根據這段程式碼來看,後定義的<plugin>代理實際後生成,包裝了先生成的代理,自然其代理方法也先執行(先進後出<棧>)
plugin方法中呼叫MyBatis提供的現成的生成代理的方法Plugin.wrap(Object target, Interceptor interceptor),接著我們看下wrap方法的原始碼實現。
public static Object wrap(Object target, Interceptor interceptor) {
    Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap = getSignatureMap(interceptor);
    Class<?> type = target.getClass();
    Class<?>[] interfaces = getAllInterfaces(type, signatureMap);
    if (interfaces.length > 0) {
      return Proxy.newProxyInstance(
          type.getClassLoader(),
          interfaces,
          new Plugin(target, interceptor, signatureMap));
    }
    return target;
  }
首先看一下第2行的程式碼,獲取Interceptor上定義的所有方法簽名:
private static Map<Class<?>, Set<Method>> getSignatureMap(Interceptor interceptor) {
    Intercepts interceptsAnnotation = interceptor.getClass().getAnnotation(Intercepts.class);
    // issue #251
    if (interceptsAnnotation == null) {
      throw new PluginException("No @Intercepts annotation was found in interceptor " + interceptor.getClass().getName());      
    }
    Signature[] sigs = interceptsAnnotation.value();
    Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap = new HashMap<Class<?>, Set<Method>>();
    for (Signature sig : sigs) {
      Set<Method> methods = signatureMap.get(sig.type());
      if (methods == null) {
        methods = new HashSet<Method>();
        signatureMap.put(sig.type(), methods);
      }
      try {
        Method method = sig.type().getMethod(sig.method(), sig.args());
        methods.add(method);
      } catch (NoSuchMethodException e) {
        throw new PluginException("Could not find method on " + sig.type() + " named " + sig.method() + ". Cause: " + e, e);
      }
    }
    return signatureMap;
  }

看到先拿@Intercepts註解,如果沒有定義@Intercepts註解,丟擲異常,這意味著使用MyBatis的外掛,必須使用註解方式

接著拿到@Intercepts註解下的所有@Signature註解,獲取其type屬性(表示具體某個介面),再根據method與args兩個屬性去type下找方法簽名一致的方法Method(如果沒有方法簽名一致的就丟擲異常,此簽名的方法在該介面下找不到),能找到的話key=type,value=Set<Method>,新增到signatureMap中,構建出一個方法簽名對映。舉個例子來說,就是我定義的@Intercepts註解,Executor下我要攔截的所有Method、StatementHandler下我要攔截的所有Method。

回過頭繼續看wrap方法,在拿到方法簽名對映後,呼叫getAllInterfaces方法,傳入的是Target的Class物件以及之前獲取到的方法簽名對映:

private static Class<?>[] getAllInterfaces(Class<?> type, Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap) {
    Set<Class<?>> interfaces = new HashSet<Class<?>>();
    while (type != null) {
      for (Class<?> c : type.getInterfaces()) {
        if (signatureMap.containsKey(c)) {
          interfaces.add(c);
        }
      }
      type = type.getSuperclass();
    }
    return interfaces.toArray(new Class<?>[interfaces.size()]);
  }
這裡獲取Target的所有介面,如果方法簽名對映中有這個介面,那麼新增到interfaces中,這是一個Set,最終將Set轉換為陣列返回。
wrap方法的最後一步:
if (interfaces.length > 0) {
      return Proxy.newProxyInstance(
          type.getClassLoader(),
          interfaces,
          new Plugin(target, interceptor, signatureMap));
    }
    return target;

果當前傳入的Target的介面中有@Intercepts註解中定義的介面,那麼為之生成代理,否則原Target返回。

這段理論可能大家會看得有點雲裡霧裡,我這裡舉個例子:

就以SqlCostPlugin為例,我的@Intercepts定義的是:
@Intercepts({@Signature(type = StatementHandler.class, method = "query", args = {Statement.class, ResultHandler.class}), @Signature(type = StatementHandler.class, 
method = "update", args = {Statement.class})})

此時,生成的方法簽名對映signatureMap應當是(我這裡把Map給toString()了):
{interface org.apache.ibatis.executor.statement.StatementHandler=[public abstract int org.apache.ibatis.executor.statement.StatementHandler.update(java.sql.
Statement) throws java.sql.SQLException, public abstract java.util.List org.apache.ibatis.executor.statement.StatementHandler.query(java.sql.Statement,org.apache.
ibatis.session.ResultHandler) throws java.sql.SQLException]}
一個Class對應一個Set,Class為StatementHandler.class,Set為StataementHandler中的兩個方法

如果我new的是StatementHandler介面的實現類,那麼可以為之生成代理,因為signatureMap中的key有StatementHandler這個介面

如果我new的是Executor介面的實現類,那麼直接會把Executor介面的實現類原樣返回,因為signatureMap中的key並沒有Executor這個介面
相信這麼解釋大家應該會明白一點。注意這裡生不生成代理,只和介面在不在@Intercepts中定義過有關,和方法簽名無關,具體某個方法走攔截器,在invoke方法中,馬上來看一下。

MyBatis外掛原理----Plugin的invoke方法

首先看一下Plugin方法的方法定義:

public class Plugin implements InvocationHandler {

  private Object target;
  private Interceptor interceptor;
  private Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap;

  private Plugin(Object target, Interceptor interceptor, Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap) {
    this.target = target;
    this.interceptor = interceptor;
    this.signatureMap = signatureMap;
  }
  ...
}
看到Plugin是InvocationHandler介面的實現類,換句話說,為目標介面生成代理之後,最終執行的都是Plugin的invoke方法,看一下invoke方法的實現:
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    try {
      Set<Method> methods = signatureMap.get(method.getDeclaringClass());
      if (methods != null && methods.contains(method)) {
        return interceptor.intercept(new Invocation(target, method, args));
      }
      return method.invoke(target, args);
    } catch (Exception e) {
      throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(e);
    }
}

在這裡,將method對應的Class拿出來,獲取該Class中有哪些方法簽名,換句話說就是Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler,在@Intercepts註解中定義了要攔截哪些方法簽名。

如果當前呼叫的方法的方法簽名在方法簽名集合中,即滿足第4行的判斷,那麼呼叫攔截器的intercept方法,否則方法原樣呼叫,不會執行攔截器。