MyBatis技术内幕-笔记

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解析器

XML解析方式

XML常用解析方式

Mybatis使用的是DOM解析方式，并结合使用XPath解析XML配置文件，DOM会将整个XML文档加载到内存中并形成树形数据结构，而XPath是一种为查询XML文档而设计的语言，它可以与DOM解析方式配合使用，实现对XML文档的解析。XPath之于XML就好比SQL语言之于数据库。

XPath介绍

XPath（XML Path Language）是一种用于在XML文档中查找信息的语言。它被设计用来处理XML文档中的元素和属性。XPath提供了一种在XML文档中通过路径表达式（类似于文件系统路径）来导航和选择节点（元素、属性、文本等）的方法。

XPath的基本概念

  1. 节点类型：
  • 元素节点：XML文档的元素，如 <book>。
  • 属性节点：元素的属性，如 id="123"。
  • 文本节点：元素或属性的文本内容。
  • 命名空间节点：命名空间，如 xmlns:h="http://www.w3.org/TR/html4/"。
  • 处理指令节点：处理指令，如 <?php echo $a; ?>。
  • 注释节点：注释，如 <!-- This is a comment -->。
  • 文档节点：整个文档根节点。
  1. 路径表达式：
  • 绝对路径：以斜杠（/）开头，从根节点选取。
  • 相对路径：不以斜杠开头，从当前节点选取。

XPath语法

XPath使用路径表达式来选择XML文档的节点。路径表达式可以使用绝对路径或相对路径。

常用的XPath表达式

  1. 基本路径表达式：
  • /: 选择根节点。
  • /bookstore: 选择根节点 <bookstore>。
  • /bookstore/book: 选择根节点 <bookstore> 下的所有 <book> 元素。
  1. 相对路径：
  • book: 选择当前节点的所有 <book> 子节点。
  • ./book: 选择当前节点的所有 <book> 子节点（与上面相同）。
  • bookstore/book: 选择 <bookstore> 子节点的所有 <book> 节点。
  1. 通配符：
  • *: 选择所有元素节点。
  • @*: 选择所有属性节点。
  • node(): 选择所有类型的节点。
  1. 选择未知的节点：
  • //: 选择文档中的所有匹配节点，而不考虑它们的位置。
  • //book: 选择文档中的所有 <book> 元素。
  • bookstore//book: 选择 <bookstore> 元素下的所有 <book> 元素。
  1. 选择属性：
  • @: 选择属性。
  • @lang: 选择名为 lang 的属性。
  1. 谓语（Predicates）：
  • book[1]: 选择第一个 <book> 元素。
  • book[last()]: 选择最后一个 <book> 元素。
  • book[position() < 3]: 选择位置小于3的前两个 <book> 元素。
  • book[@lang]: 选择具有 lang 属性的 <book> 元素。
  • book[@lang='en']: 选择具有 lang 属性且值为 'en' 的 <book> 元素。
  1. 操作符：
  • |: 选择若干个路径。例如，//book | //cd 选择文档中的所有 <book> 和 <cd> 元素。
  • +, -, *, div, =, !=, <, <=, >, >=: 数学和比较操作符。

XPath函数

XPath 还支持许多函数来处理字符串、数值、日期、时间等。

  • string-length(string): 返回字符串的长度。
  • concat(string1, string2, ...): 连接多个字符串。
  • contains(string, substring): 如果字符串包含子字符串，则返回 true。
  • starts-with(string, substring): 如果字符串以子字符串开始，则返回 true。
  • not(boolean): 取反。

示例XML文档

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>xml
>复制代码
><bookstore>
   <book category="cooking">
       <title lang="en">Everyday Italian</title>
       <author>Giada De Laurentiis</author>
       <year>2005</year>
       <price>30.00</price>
   </book>
   <book category="children">
       <title lang="en">Harry Potter</title>
       <author>J K. Rowling</author>
       <year>2005</year>
       <price>29.99</price>
   </book>
   <book category="web">
       <title lang="en">XQuery Kick Start</title>
       <author>James McGovern</author>
       <author>Per Bothner</author>
       <author>Kurt Cagle</author>
       <author>James Linn</author>
       <author>Vaidyanathan Nagarajan</author>
       <year>2003</year>
       <price>49.99</price>
   </book>
   <book category="web" cover="paperback">
       <title lang="en">Learning XML</title>
       <author>Erik T. Ray</author>
       <year>2003</year>
       <price>39.95</price>
   </book>
></bookstore>

示例XPath表达式

  1. //book[@category='cooking']：选择所有 category 属性值为 cooking 的 <book> 元素。
  2. //book[author='J K. Rowling']：选择所有具有 author 子元素且其值为 J K. Rowling 的 <book> 元素。
  3. //book[price>30.00]：选择所有 price 大于 30.00 的 <book> 元素。
  4. //title[@lang='en']：选择所有 lang 属性值为 en 的 <title> 元素。
  5. /bookstore/book[1]：选择 <bookstore> 根元素的第一个 <book> 子元素。

XPath 是一个强大的工具，广泛应用于处理和查询 XML 数据。通过结合路径表达式和函数，可以高效地从复杂的 XML 文档中提取所需的信息。

XPathParser

MyBatis提供的XPathParser类提供了XML的解析。

反射

MyBatis在进行参数处理、结果映射等操作时，会涉及大量的反射操作。Java中的反射虽然功能强大，但是代码编写起来比较复杂且容易出错，为了简化反射操作的相关代码，MyBatis提供了专门的反射模块，该模块位于org.apache.ibatis.reflection包中，它对常见的反射操作做了进一步封装，提供了更加简洁方便的反射API。

Reflector & ReflectorFactory

Reflector是MyBatis中反射模块的基础，每个Reflector对象都对应一个类，在Reflector中缓存了反射操作需要使用的类的元信息。

ReflectorFactory接口主要实现了对Reflector对象的创建和缓存。

TypeParameterResolver

它是一个工具类，提供一系列静态方法来解析指定类中的字段、方法返回值或方法参数的类型。

Type接口

Type是所有类型的父接口，它有四个子接口和一个实现类。

  • Class：表示的是原始类型。Class类的对象表示JVM中的一个类或接口，每个Java类在JVM里都表现为一个Class对象。
  • ParameterizedType：表示的是参数化类型，如List、Map<Integer, String>这种带有泛型的类型。
  • TypeVariable：表示的是类型变量，它用来反映在JVM编译该泛型前的信息，例如List中的T就是类型变量。
  • GenericArrayType：表示的是数组类型且组成元素是ParameterizedType或TypeVariable。例如List[]或T[]。
  • WildcardType：表示的是通配符泛型，例如? extends Number和？super Integer

ObjectFactory

通过create()方法可以创建指定类型的对象。

Property工具集

  • PropertyTokenizer：解析属性表达式
  • PropertyName：完成方法名到属性名的转换
  • PropertyCopier：属性拷贝工具

MetaClass

MetaClass提供Reflector和PropertyTokenizer组合使用，实现了对复杂的属性表达式的解析，并实现了获取指定属性描述信息的功能。

ObjectWrapper

MetaClass是MyBatis对类级别的元信息的封装和处理。ObjectWrapper接口是对对象的包装，抽象了对象的属性信息，它定义了一系列查询对象属性信息的方法，以及更新属性的方法。

MetaObject

MetaObject完成属性表达式的解析。

类型转换

JDBC数据类型与Java语言中的数据类型并不是完全对应的，所以在PreparedStatement为SQL语句绑定参数时，需要从Java类型转换成JDBC类型，而从结果集中获取数据时，则需要从JDBC类型转换成Java类型。MyBatis使用类型处理器完成上述两种转换。

JdbcType枚举

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public enum JdbcType {
  /*
   * This is added to enable basic support for the ARRAY data type - but a custom type handler is still required
   */
  ARRAY(Types.ARRAY),

  BIT(Types.BIT),

  TINYINT(Types.TINYINT),

  SMALLINT(Types.SMALLINT),

  INTEGER(Types.INTEGER),

  BIGINT(Types.BIGINT),

  FLOAT(Types.FLOAT),

  REAL(Types.REAL),

  DOUBLE(Types.DOUBLE),

  NUMERIC(Types.NUMERIC),

  DECIMAL(Types.DECIMAL),

  CHAR(Types.CHAR),

  VARCHAR(Types.VARCHAR),

  LONGVARCHAR(Types.LONGVARCHAR),

  DATE(Types.DATE),

  TIME(Types.TIME),

  TIMESTAMP(Types.TIMESTAMP),

  BINARY(Types.BINARY),

  VARBINARY(Types.VARBINARY),

  LONGVARBINARY(Types.LONGVARBINARY),

  NULL(Types.NULL),

  OTHER(Types.OTHER),

  BLOB(Types.BLOB),

  CLOB(Types.CLOB),

  BOOLEAN(Types.BOOLEAN),

  CURSOR(-10), // Oracle

  UNDEFINED(Integer.MIN_VALUE + 1000),

  NVARCHAR(Types.NVARCHAR), // JDK6

  NCHAR(Types.NCHAR), // JDK6

  NCLOB(Types.NCLOB), // JDK6

  STRUCT(Types.STRUCT),

  JAVA_OBJECT(Types.JAVA_OBJECT),

  DISTINCT(Types.DISTINCT),

  REF(Types.REF),

  DATALINK(Types.DATALINK),

  ROWID(Types.ROWID), // JDK6

  LONGNVARCHAR(Types.LONGNVARCHAR), // JDK6

  SQLXML(Types.SQLXML), // JDK6

  DATETIMEOFFSET(-155), // SQL Server 2008

  TIME_WITH_TIMEZONE(Types.TIME_WITH_TIMEZONE), // JDBC 4.2 JDK8

  TIMESTAMP_WITH_TIMEZONE(Types.TIMESTAMP_WITH_TIMEZONE); // JDBC 4.2 JDK8

  public final int TYPE_CODE;
  private static final Map<Integer, JdbcType> codeLookup = new HashMap<>();

  static {
    for (JdbcType type : JdbcType.values()) {
      codeLookup.put(type.TYPE_CODE, type);
    }
  }

  JdbcType(int code) {
    this.TYPE_CODE = code;
  }

  public static JdbcType forCode(int code) {
    return codeLookup.get(code);
  }

}

TypeHandler

MyBatis中所有的类型转换器都继承了TypeHandler接口，接口中定义了四个方法，分为两类：setParameter()方法负责将数据由JdbcType类型转换为Java类型；getResult()方法及其重载方法负责将数据由Java类型转换成JdbcType类型。

TypeHandlerRegistry

在MyBatis初始化过程中，会为所有已知的TypeHandler创建对象，并实现注册到TypeHandlerRegistry中，由TypeHandlerRegistry负责管理这些TypeHandler对象。

TypeAliasRegistry

在编写SQL语句时，使用别名可以方便理解以及维护，例如表名或列名很长时，我们一般会为其设计易懂易维护的别名。MyBatis将SQL语句中别名的概念进行了延伸和扩展，MyBatis可以为一个类添加一个别名，之后就可以通过别名引用该类。

MyBatis通过TypeAliasRegistry类完成别名注册和管理的功能。

日志模块

日志适配器

日志模块位于org.apache.ibatis.logging包中，该模块中通过Log接口定义了日志模块的功能。LogFactory工厂负责创建对应的日志组件适配器，在LogFactory类加载时会执行其静态代码块，其逻辑是按序加载并实例化对于日志组件的适配器，然后使用LogFactory.logConstructor这个静态字段，记录当前使用的第三方日志组件的适配器。

JDBC调试

在MyBatis的日志模块中有一个Jdbc包，它并不是将日志信息通过JDBC保存在数据库中，而是通过JDK动态代理的方式，将JDBC操作通过指定的日志框架打印出来。这个功能通常在开发阶段使用，它可以输出SQL语句、用户传入的绑定参数、SQL语句影响行数等等信息，对调试程序来说是非常重要的。

BaseJdbcLogger

BaseJdbcLogger是一个抽象类，它是Jdbc包下其他Logger类的父类。

资源加载

类加载器简介

Java虚拟机中的类加载器负责加载来自文件系统、网络或其他来源的类文件。Java虚拟机中的类加载器默认使用的是双亲委派机制。三种默认的类加载器分别是：BootstrapClassLoader、ExtensionClassLoader、SystemClassLoader(也被称为ApplicationClassLoader)，每种类加载器都已经确定从哪个位置加载类文件。

  • BootstrapClassLoader负责加载JDK自带的rt.jar包中的类文件，它是所有类加载器的父加载起，BootstrapClassLoader没有任何父加载器。
  • ExtensionClassLoader负责加载Java的扩展类库，也就是从jre/lib/ext目录下或者java.ext.dirs系统属性指定的目录下加载类。
  • SystemClassLoader负责从classpath环境变量中加载类文件，classpath环境变量通常由”-classpath”或”-cp”命令行选项来定义，或是有JAR中MANIFEST文件的classpath属性指定。SystemClassLoader是ExtensionClassLoader的子加载器。

双亲委派模式可以保证两点：

  1. 子加载器可以使用父加载器已加载的类，而父加载器无法使用子加载器已加载的类；
  2. 父加载器已加载过的类无法被子加载器再次加载

这样就可以保证JVM的安全性和稳定性。

除了系统提供的三种类加载器，开发人员也可以通过继承java.lang.ClassLoader类的方式实现自己的类加载器，以满足一些特殊的需求。

ClassLoaderWrapper

在MyBatis的IO包中封装了ClassLoader以及读取资源文件的相关API。

在IO包中提供的ClassLoaderWrapper是一个ClassLoader的包装器，其中包含了多个ClassLoader对象。通过调整多个类加载器的使用顺序，ClassLoaderWrapper可以确保返回给系统使用的是正确的类加载器。使用ClassLoaderWrapper就如同使用一个ClassLoader对象，ClassLoaderWrapper会按照指定的顺序依次检测其中封装的ClassLoader对象，并从中选取第一个可用的ClassLoader完成相关功能。

ResolverUtil

ResolverUtil可以根据指定的条件查找指定包下的类，其中使用的条件由Test接口表示。ResolverUtil中使用classLoader字段记录了当前使用的类加载器，默认情况下，使用的是当前线程上下文绑定的类加载器，可通过setClassLoader()方法修改使用类加载器。

VFS

VFS表示虚拟文件系统，它用来查找指定路径下的资源。VFS是一个抽象类，MyBatis中提供了JBoss6VFS和DefaultVFS两个VFS的实现。

在ResolverUtil.find()方法查找类文件时会调用list()方法的重载方法。

DataSource

在数据持久层中，数据源是一个非常重要的组件，其性能直接关系到整个数据持久层的性能 。在实践中比较常见的第三方数据源组件有 Apache Common DBCP、C3PO 、 Proxool 等， MyBatis不仅可以集成第三方数据源组件，还提供了自己的数据源实现。

常见的数据源组件都实现了javax.sql.DataSource接口，MyBatis 自身实现的数据源实现也不例外。 MyBatis 提供了两个javax.sql.DataSource接口实现，分别是PooledDataSource和UnpooledDataSource。Mybatis 使用不同的DataSourceFactory 接口实现创建不同类型的DataSource。