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【源码系列】MyBatis原理源码

前言

本文是对之前的MyBatis原理源码一文的补充，工作中都是Mybatis不会单独使用而是整合Spring一起使用，整合以后我们都感觉不到SqlSessionFactory和SqlSession的存在，需要用到哪个Mapper时，直接使用@Autowired注入就行，而且 SqlSession默认的实现DefaultSqlSession是线程不安全的，别问我怎么知道的，DefaultSqlSession的类注释告诉我的

到这里大家肯定有几个问题想问

1. 什么原因导致了DefaultSqlSession线程不安全？
2. MyBatis和Spring整合是如何解决SqlSession的线程安全问题？
3. Mapper接口是怎么注入到Spring容器的？

我们就带着这两个问题去看源码，看完源码后，这两个问题自然就懂了。现在的项目基本都是基于SpringBoot搭建的，所以这里我们直接看MyBatis和SpringBoot的整合源码，因为讲的是和SpringBoot整合，所以大家最好懂SpringBoot的自动装配原理，不懂的请移步我写的另一篇文章 SpringBoot启动流程的原理源码，懂得可以直接跳过，本文中我也会简单提一下自动装配原理。

一、整合时一些关键类

老规矩，我们先看下一些关键的类，我会先告诉大家类的作用，具体细节去源码中扣

MapperScannerRegistrar

顾名思义，这是一个注册器，它向容器中注册了MapperScannerConfigurer类的定义信息

MapperScannerConfigurer

该类是mybatis-spring的类，它的作用就是扫描@MapperScan(basePackages = “com...mapper”)注解指定的路径，将所有的Mapper接口都包装成BeanDefintionHolder对象然后向容器注册（该类的作用是向容器注册待创建的Bean的一些定义信息，后期容器就会拿着BeanDefintion依次去创建Bean），所有待工厂创建的对象都会在这两个集合中。

SqlSessionFactoryBean

该类SqlSessionFactory实现了Spring的一个扩展接口FactoryBean，用来创建SqlSessionFactory的，很多小伙伴会好奇，为啥不直接注入SqlSessionFactory对象，那样不更方便，为啥要搞一个新的类来做这个事情，首先我们要明白SqlSessionFactory属于Mybatis源码的，作者也不可能为了向Spring靠近，而使用@Compose来修饰，而且创建SqlSessionFactory的时候，中途还有很多业务逻辑要处理，最重要的是Spring为了第三方框架和自己整合，向他们提供了FactoryBean接口，FactoryBean可以简化创建Bean的流程，不用走Bean创建的生命周期。不清楚的请移步这篇Spring中FactoryBean原理解析

SqlSessionTemplate

该类就是用来解决DefaultSqlSession线程不安全的问题，它实现了SqlSession接口，我们在调用Mapper接口方法，首先会进入SqlSessionTemplate的方法，后续的具体查询会走到SqlSession

MapperFactoryBean

该类也是一个FactoryBean,从名字能看出该类应该跟Mapper接口有关，没错我们使用的Mapper实现类就是通过它来创建的。

二、源码分析

1.SqlSessionFactory创建流程

这里就涉及到SpringBoot的自动装配了，简单说一下SpringBoot在启动的时候会去扫描所有jar包资源目录下的spring.factory的文件，拿到所有以org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration为key的类，然后将他们作为一个配置类注入到容器中,Spring后面会去解析该配置类

我们看下Mybatis自动装配的配置文件，发现自动装配的类为MybatisAutoConfiguration，打开该类我们就能看到SqlSessionFactory就是在这里面注入的

前面就说过SqlSessionFactory是通过SqlSessionFactoryBean来创建的，至于原因上面也分析过啦，该方法中都是在为SqlSessionFactoryBean赋值，其实这些值都是为SqlSessionFactory准备的，比如插件、全局的Configunation对象等，如果用户没有配置的话，那么都会取默认值。
接下来我们来看SqlSessionFactory#getObject方法，afterPropertiesSet方法会调到buildSqlSessionFactory方法，通过观察会发现又回到了MyBatis的代码中

2、SqlSession线程安全解决

先说一下为啥SqlSession是线程不安全的，在讲这个之前希望大家对这个知识点的认知没有问题：JVM的堆是线程共享的，对象的局部变量存在堆中，虚拟机栈是线程独占的，方法中的局部变量存放在线程栈的栈帧中，这个没问题后，我们来看下DefaultSqlSession是如何获取Connection对象的，通过代码发现是通过Executor（默认实现为SimpleExecutor）对象中的Transaction对象来获取的，我们再点进去看下

在JdbcTransaction#getConnection方法中我们可以看到，该类将·connection作为了成员变量，然后获取连接的时候先判断成员变量connection是否为空，不为空就返回原来的Connetion对象，由于对象的成员变量存在堆，堆中数据是线程共享的，如果多线程同是调用SqlSession#getConnect方法获取连接对象的话，肯定拿到的是同一个连接对象，多线程使用一个连接并发查询的话，肯定会存在数据覆盖的问题，这就是为啥有线程安全问题。

先说一下解决线程安全的核心思想：方法局部变量存放在线程栈的栈帧中，线程栈是线程独占的

MyBatis在Spring整合中就是利用了这个思想来，如果SqlSession对象作为成员变量的话（成员变量存在JVM的堆，而堆是线程共享的）必然会有线程安全问题，如果将SqlSession作为方法的局部变量的话，那就是线程私有的，就不存在线程安全问题。具体解决方案我们去看源码。

我们可以看到MyBatis的自动装配类中，注入了SqlSessionTemplate对象，而该类实现自SqlSession，重写了所有的方法，将SqlSession作为了成员变量（这是个代理对象），后续的增删改查方法都是委托给SqlSession的代理对象去实现，

自动装配类中创建SqlSessionTemplate对象会走重载然后走到下面这个构造方法中，从这里可以看出来成员变量SqlSession就是SqlSessionTemplate实例化的时候创建的代理对象，代理对象的InvocationHandler为SqlSessionInterceptor，因为增删改查都是通过该代理对象来操作的，所以操作一定会执行到SqlSessionInterceptor#invoke方法，我们再看下invoke方法中具体的代码逻辑

我们可以看到每一次增删改查都会创建一个SqlSession对象，操作完成后就关闭了当前的SqlSession对象。

从该方法可以看到，先会从TransactionSynchronizationManager对象中获取SqlSession，如果有就返回，没有就通过SqlSessionFactory创建，创建以后向TransactionSynchronizationManager注册，TransactionSynchronizationManager隶属于Spring事务模块的类，原理就是ThreadLocal，让SqlSession对象和线程绑定，这里是为了实现同一个事务中，所有的操作对象都是同一个SqlSession，不用纠结事务这一块。
如果有兴趣想深入了解一下事务的请移步我的另一篇博客【源码系列】Spring事务执行原理源码

小结

MyBatis在和Spring整合解决SqlSession线程不安全问题是通过SqlSessionTemplate对象，通过为SqlSession创建代理对象，作为SqlSessionTemplate的成员变量，增删改查操作都是通过代理对象来执行的，具体的SqlSession对象是在执行代理对象invoke方法时去创建，用完了立马关闭。

3、MapperScannerConfigurer注入流程

Spring的对象注入用户只需要把类的定义信息注册到容器中，后期容器会对所有的定义信息去创建Bean，所以我们这里的注入也只需要注入MapperScannerConfigurer的定义信息

该类是mybatis-spring的类，前面也说了它负责了Mapper接口的扫描工作，并将扫描到的Mapper接口封装成BeanDefintionHolder向容器注册定义信息，我们看下该类在SpringBoot中是如何注入到容器中的
MyBatis和SpringBoot使用时都会在配置类上加一个@MapperScan注解，告诉MyBatis去哪里找Mapper接口，我直接放在了启动类上面

文章前面不是说扫描工作是MapperScannerRegistrar来完成的嘛，怎么没看到该类。别急我们打开这个注解看看里面有啥

我们看下MapperScannerRegistrar的类图，请记住它实现了ImportBeanDefinitionRegistrar接口

Spring在解析配置类的时候，会去解析类上的注解，其中一个比较重要的就是@Import注解，然后判断导入的类是否实现自 ImportSelector和ImportBeanDefinitionRegistrar（这两个接口都是spring提供的扩展点），因为我们的实现自ImportBeanDefinitionRegistrar，我们只说ImportBeanDefinitionRegistrar的处理，Spring在解析某个配置类（启动类就是一个配置类）的时候，会将Import实现自ImportBeanDefinitionRegistrar的类加到配置类的importBeanDefinitionRegistrars属性中，后续统一执行这些类的registerBeanDefinitions方法，我们打断点看一下


MapperScannerRegistrar#registerBeanDefinitions方法

这里是具体的注入MapperScannerConfigurer定义信息的方法，在封装定义信息的时候还将需要扫描的路径放到了定义信息里面，后面Spring在创建该对象的时候会主动给属性basePackages赋值


到这里，MapperScannerConfigurer的注入工作就完成了，流程还是比较复杂的，上面基本都是Spring的知识，看不懂的也没关系，记住做的事情就行

小结

@MapperScan注解导入了MapperScannerRegistrar类，该类可以导入Bean的定义信息并向容器注册，注册的就是我们的MapperScannerConfigurer

4、Mapper的定义信息扫描注册流程

前面我们已经说了扫描和注册都是MapperScannerConfigurer类完成的，我们先看下该类的类图，发现该类实现了Spring的两个扩展接口，InitializingBean做的事情就是验证了一下bean的属性basePackage不能为空，简单科普一下扩展接口BeanDefinitionRegistryPostProcessor的作用，该类在创建用户自定义的Bean之前执行postProcessBeanDefinitionRegistry方法，正好利用这个创建用户自定义的Bean创建之前执行时机，我们可以将mapper的所有接口扫描出来，让后封装成BeanDefintionHolder，然后向容器注册，后面容器就会给我们创建这些接口的实现（也许大家会有疑问，就算扫描mapper接口那BeanDefintion的类型也是对应mapper类型呀，怎么创建，提前透露一下，扫描并封装成BeanDefintionHolder后还做了一个事情，那就是替换了原本的Mapper类型，具体对象是由替换后的类来创建的）

下面我们看下postProcessBeanDefinitionRegistry该方法的具体代码

我们直接跳到干活的方法doScan，可以看到通过扫描将mapper封装成BeanDefintionHolder，然后对结果进行了再一次处理，这里就是对BeanDefintionHolder的类型进行替换了，我们看具体的替换代码

通过代码我们能看到，先拿到BeanDefintionHolder中的BeanDefintion，取出原本的定义类型，替换为了MapperFactoryBean类型，将原本的类型设置到MapperFactoryBean#mapperInterface属性中
,到此所有的Mapper已经将定义信息注入到Spring容器中，只不过所有的Mapper的BeanDefintion的类型为MapperFactoryBean

5、Mapper代理类注入流程

到了这就简单了，当容器创建UserMapper的时候，由于之前替换了定义信息的类型，所以工厂的一级缓存中看到userMapper对应创建的对象为MapperFactoryBean也就不奇怪了。

由于FactoryBean的特性，我们获取调用getBean向容器获取对象时，如果传的是&userMapper的话，获取的才是容器一级缓存中的对象，如果通过userMapper获取的时候，获取的就是一级缓存存储对象调用getObject方法创建的对象，创建后会放到容器的factoryBeanObjectCache集合中，后续就不用重复创建啦。

我们来看下MapperFactoryBean#getObject方法具体实现，乍一看，这不是Mybatis为Mapper创建代理对象的代码嘛。

到这里我们已经知道了，Mapper对象是如何注入到容器中的，我简单总结一下

小结

1. 启动类被@MapperScan注解修饰，@MapperScan注解上又被@Import注解修饰，导入了MapperScannerRegistrar
2. MapperScannerRegistrar类只做了一件事情那就是将MapperScannerConfigurer的定义信息注入到了容器（该类的postProcessBeanDefinitionRegistry方法会在用户自定义Bean创建之前取扫描@MapperScan注解给定的mapper包目录）
3. 将扫描到的Mapper都封装成BeanDefintionHolder对象，只注册之前，会将所有的Mapper的BeanDefintion类型替换成MapperFactoryBean
4. 容器创建Mapper对象成功后，存放在一级缓存的是MapperFactoryBean(实现自FactoryBean)
5. 由于FactoryBean的特性，用户获取Mapper时，会通过一级缓存中的MapperFactoryBean对象调用getObject方法去创建Mapper的代理对象
6. getObject方法的逻辑就是原生的Mybatis为Mapper创建代理对象的代码

总结

Mybatis和Spring的整合还是比较简单的，利用了Spring提供给第三方框架整合的扩展类FactoryBean，将SqlSessionFactory注入到容器中。

然后就是对SqlSession的处理，由于默认的DefaultSqlSession有线程安全问题，为了解决安全性问题，引入了SqlSessionTemplate这个类，在它实例化的时候，为SqlSession生成了一个代理类作为了它的成员变量，所有的增删改查操作都委托给SqlSession代理类去完成，代理类的InvokerHanlder的invoke方法中为每次操作都新建了一个SqlSession对象，用完了立马关闭。（主要利用了方法局部变量是线程安全的原理）

最后就是Mapper是如何注入到容器的，看过大家应该也知道了，通过Spring扫描mapper包，拿到所有的mapper接口然后给mapper生成BeanDefintion，立马将BeanDefintion的类型替换成了MapperFactoryBean类型，然后向容器注册，后续容器会生成mapper的Bean，由于之前类型被替换了，生成的Bean为MapperFactoryBean，由于FactoryBean的机制，在getBean的时候，先拿到mapper生成的MapperFactoryBean对象，然后调用getObject方法为mapper生成代理对象。

如果能仔细看完这篇文章，相信大家对Mybatis和Spring的整合有了一个新的认识，文章前言中的那些问题应该也有了答案。