【面試精講】MyBatis設(shè)計(jì)模式及源碼分析，MyBatis設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)原理

目錄

本文導(dǎo)讀

一、MyBatis中運(yùn)用的設(shè)計(jì)模式詳解

1. 工廠模式（Factory Pattern）

2. 單例模式（Singleton Pattern）

3. 建造者模式（Builder Pattern）

4. 代理模式（Proxy Pattern）

5. 模板方法模式（Template Method Pattern）

6. 策略模式（Strategy Pattern）

7. 觀察者模式（Observer Pattern）

二、MyBatis設(shè)計(jì)模式的源碼實(shí)現(xiàn)原理

工廠模式的應(yīng)用 -?SqlSessionFactory

單例模式的應(yīng)用 -?SqlSessionFactory

代理模式的應(yīng)用 - Mapper動(dòng)態(tài)代理

建造者模式（Builder Pattern）

策略模式 - Strategy Pattern

觀察者模式 - Observer Pattern

三、MyBatis源碼解析

工廠模式 -?SqlSessionFactoryBuilder

單例模式 -?SqlSessionFactory

代理模式 -?MapperProxyFactory

總結(jié)

?博主v：XiaoMing_Java

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本文導(dǎo)讀

MyBatis是一個(gè)流行的持久層框架，它極大地簡化了數(shù)據(jù)庫操作，提升了開發(fā)效率。在其底層實(shí)現(xiàn)中，MyBatis廣泛采用了各種設(shè)計(jì)模式，這些設(shè)計(jì)模式不僅增加了框架的靈活性和可維護(hù)性，也為開發(fā)人員提供了豐富的使用場景和擴(kuò)展能力。本文將深入探討MyBatis所應(yīng)用的主要設(shè)計(jì)模式及其在框架中的具體應(yīng)用。

一、MyBatis中運(yùn)用的設(shè)計(jì)模式詳解

1. 工廠模式（Factory Pattern）

工廠模式是一種創(chuàng)建型模式，它提供了一種創(chuàng)建對(duì)象的最佳方式。在MyBatis中，SqlSessionFactoryBuilder、SqlSessionFactory等關(guān)鍵組件的創(chuàng)建過程就運(yùn)用到了工廠模式。尤其是SqlSessionFactory的創(chuàng)建，它是通過SqlSessionFactoryBuilder讀取MyBatis配置文件并構(gòu)建出SqlSessionFactory實(shí)例。這樣做可以隔離復(fù)雜的初始化過程，使用戶只需關(guān)注最終產(chǎn)出，而無需了解創(chuàng)建實(shí)例的復(fù)雜過程。

2. 單例模式（Singleton Pattern）

單例模式確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)。在MyBatis中，SqlSessionFactory的設(shè)計(jì)就是單例模式的經(jīng)典應(yīng)用。一旦通過SqlSessionFactoryBuilder創(chuàng)建了SqlSessionFactory實(shí)例后，該實(shí)例就會(huì)在應(yīng)用程序中被復(fù)用，避免了重復(fù)創(chuàng)建實(shí)例帶來的資源浪費(fèi)。

3. 建造者模式（Builder Pattern）

建造者模式旨在將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建與其表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示。MyBatis中的XMLConfigBuilder、XMLMapperBuilder等類的設(shè)計(jì)采用了建造者模式。這些Builder類負(fù)責(zé)解析MyBatis的配置文件和映射文件，逐步構(gòu)建出配置信息和映射信息。通過建造者模式，MyBatis將復(fù)雜的解析過程分解成一系列的步驟，使得代碼更加清晰和易于維護(hù)。

4. 代理模式（Proxy Pattern）

代理模式為其他對(duì)象提供一個(gè)代理以控制對(duì)這個(gè)對(duì)象的訪問。MyBatis中對(duì)Mapper接口的實(shí)現(xiàn)就是基于JDK動(dòng)態(tài)代理機(jī)制。當(dāng)調(diào)用Mapper接口的方法時(shí)，實(shí)際上是由MyBatis生成的代理類去執(zhí)行。這種方式允許MyBatis在執(zhí)行Mapper方法前后插入自定義邏輯，如開啟事務(wù)、處理緩存等，從而大幅提升了靈活性和可擴(kuò)展性。

5. 模板方法模式（Template Method Pattern）

模板方法模式定義了一個(gè)操作中的算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中。MyBatis的BaseExecutor類就是一個(gè)模板方法模式的例證。它定義了數(shù)據(jù)庫操作的基本流程，如查詢、更新、提交事務(wù)等，而具體的執(zhí)行邏輯則留給其子類（比如SimpleExecutor、BatchExecutor等）去實(shí)現(xiàn)。這樣做的好處是復(fù)用了代碼，同時(shí)又保留了靈活性。

6. 策略模式（Strategy Pattern）

策略模式定義了一系列的算法，并將每一個(gè)算法封裝起來，使它們可以相互替換。MyBatis中的緩存策略、加載策略等正是策略模式的應(yīng)用。例如，MyBatis允許用戶配置不同的緩存實(shí)現(xiàn)（如EHCache、OSCache等），并在運(yùn)行時(shí)根據(jù)配置動(dòng)態(tài)選擇。這種模式使得MyBatis具有很高的靈活性和擴(kuò)展性。

7. 觀察者模式（Observer Pattern）

觀察者模式定義了一種依賴關(guān)系，當(dāng)一個(gè)對(duì)象狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，所有依賴于它的對(duì)象都得到通知并被自動(dòng)更新。在MyBatis中，Configuration對(duì)象就是一個(gè)觀察者，它會(huì)監(jiān)聽映射文件的解析事件，并在解析完成后更新自己的狀態(tài)。通過觀察者模式，MyBatis能夠動(dòng)態(tài)響應(yīng)配置信息的變化，增強(qiáng)了框架的動(dòng)態(tài)性和靈活性。

以上便是MyBatis中常見的幾種設(shè)計(jì)模式及其應(yīng)用。這些設(shè)計(jì)模式的運(yùn)用大大提升了MyBatis的內(nèi)聚性、可擴(kuò)展性和靈活性，使得MyBatis成為了Java領(lǐng)域廣泛使用的ORM框架之一。

二、MyBatis設(shè)計(jì)模式的源碼實(shí)現(xiàn)原理

在第一部分中，我們討論了MyBatis使用的一些關(guān)鍵設(shè)計(jì)模式及其作用。現(xiàn)在，我們將深入探索這些設(shè)計(jì)模式在MyBatis源碼中的具體實(shí)現(xiàn)原理。

工廠模式的應(yīng)用 -?SqlSessionFactory

實(shí)現(xiàn)原理：

SqlSessionFactory的創(chuàng)建是通過SqlSessionFactoryBuilder完成的。這個(gè)過程遵循了典型的工廠模式設(shè)計(jì)，SqlSessionFactoryBuilder充當(dāng)工廠的角色，負(fù)責(zé)生產(chǎn)SqlSessionFactory對(duì)象。

public SqlSessionFactory build(Reader reader) {// 使用XMLConfigBuilder解析配置文件XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(reader, null, null);return build(parser.parse());
}

在上述代碼中，build方法首先通過XMLConfigBuilder解析給定的配置文件，然后根據(jù)解析結(jié)果構(gòu)建出一個(gè)SqlSessionFactory實(shí)例。這個(gè)過程封裝了對(duì)象的創(chuàng)建邏輯，使得客戶端代碼無需直接與對(duì)象的創(chuàng)建細(xì)節(jié)打交道。

單例模式的應(yīng)用 -?SqlSessionFactory

實(shí)現(xiàn)原理：

在MyBatis中，通常我們會(huì)將SqlSessionFactory作為單例存在，以保證全局只有一個(gè)數(shù)據(jù)庫連接池，從而節(jié)省資源。、

public class MyBatisUtil {private static SqlSessionFactory sqlSessionFactory;static {try (InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream("mybatis-config.xml")) {sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);} catch (IOException e) {throw new ExceptionInInitializerError(e);}}public static SqlSessionFactory getSqlSessionFactory() {return sqlSessionFactory;}
}

在這段代碼中，利用靜態(tài)初始化塊加載配置并創(chuàng)建SqlSessionFactory，確保了其單例性。此外，通過提供一個(gè)靜態(tài)方法getSqlSessionFactory來全局訪問該實(shí)例，進(jìn)一步體現(xiàn)了單例模式的特點(diǎn)。

代理模式的應(yīng)用 - Mapper動(dòng)態(tài)代理

實(shí)現(xiàn)原理：

MyBatis中對(duì)Mapper接口的實(shí)現(xiàn)是基于JDK動(dòng)態(tài)代理的。當(dāng)調(diào)用Mapper接口的方法時(shí)，實(shí)際上是委托給了由MyBatis動(dòng)態(tài)生成的代理類。

public class MapperProxy<T> implements InvocationHandler {private final SqlSession sqlSession;private final Class<T> mapperInterface;public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {// 方法調(diào)用的處理邏輯if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {return method.invoke(this, args);}// 執(zhí)行SQL操作return sqlSession.selectList(mapperInterface.getCanonicalName() + "." + method.getName());}
}

建造者模式（Builder Pattern）

MyBatis在處理配置文件時(shí)，使用了建造者模式。XMLConfigBuilder和XMLMapperBuilder是兩個(gè)具體的例子，它們負(fù)責(zé)解析MyBatis的配置文件和映射文件。

實(shí)現(xiàn)原理：這段代碼展示了BaseExecutor中的query方法，這是一個(gè)模板方法，它定義了執(zhí)行查詢的基本流程，并將具體的查詢邏輯委托給doQuery方法。子類需要根據(jù)不同的需求實(shí)現(xiàn)doQuery方法，比如SimpleExecutor、ReuseExecutor等都有各自的實(shí)現(xiàn)，這正是模板方法模式的典型應(yīng)用。

public class XMLConfigBuilder extends BaseBuilder {private boolean parsed;private final XPathParser parser;public XMLConfigBuilder(InputStream inputStream) {this(new XPathParser(inputStream, true, null));}public Configuration parse() {if (parsed) {throw new BuilderException("Each XMLConfigBuilder can only be used once.");}parsed = true;// 省略解析過程...return configuration;}
}

策略模式 - Strategy Pattern

MyBatis的緩存策略使用了策略模式。MyBatis允許用戶選擇或自定義緩存實(shí)現(xiàn)，這是通過將緩存行為抽象成接口，并允許動(dòng)態(tài)設(shè)置具體實(shí)現(xiàn)來實(shí)現(xiàn)的。

實(shí)現(xiàn)原理：Cache接口定義了緩存的行為，而PerpetualCache提供了Cache接口的一個(gè)基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)。MyBatis還支持更多緩存實(shí)現(xiàn)，如OSCache、Ehcache等，開發(fā)人員可以根據(jù)需要選擇或自定義緩存策略，這體現(xiàn)了策略模式的靈活性。

public interface Cache {void putObject(Object key, Object value);Object getObject(Object key);// 更多方法...
}public class PerpetualCache implements Cache {private Map<Object, Object> cache = new HashMap<>();@Overridepublic void putObject(Object key, Object value) {cache.put(key, value);}@Overridepublic Object getObject(Object key) {return cache.get(key);}// 實(shí)現(xiàn)其他方法...
}

觀察者模式 - Observer Pattern

MyBatis利用觀察者模式來實(shí)現(xiàn)插件功能。插件可以在MyBatis操作數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)被插入，比如執(zhí)行查詢之前。這種機(jī)制使得用戶能夠在不修改MyBatis核心代碼的情況下，擴(kuò)展其功能。

實(shí)現(xiàn)原理：Interceptor接口定義了插件需要實(shí)現(xiàn)的intercept方法。SomePlugin是一個(gè)具體的插件實(shí)現(xiàn)，它可以在方法調(diào)用前后執(zhí)行額外的邏輯。這種方式使得MyBatis能夠在運(yùn)行時(shí)靈活地?cái)U(kuò)展功能，體現(xiàn)了觀察者模式的特點(diǎn)。

public interface Interceptor {Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable;// 更多方法...
}public class SomePlugin implements Interceptor {@Overridepublic Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {// 在執(zhí)行前后添加額外的操作Object returnObject = invocation.proceed();// 在執(zhí)行后處理return returnObject;}
}

三、MyBatis源碼解析

深入探討MyBatis的源碼對(duì)于理解其設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用至關(guān)重要。由于篇幅限制，我們將通過幾個(gè)關(guān)鍵組件的源碼片段來揭示MyBatis是如何實(shí)現(xiàn)上文提到的設(shè)計(jì)模式的。請(qǐng)注意，下面的代碼是簡化版本，旨在幫助理解其核心原理。

工廠模式 -?SqlSessionFactoryBuilder

MyBatis通過SqlSessionFactoryBuilder創(chuàng)建SqlSessionFactory的過程是工廠模式的一個(gè)典型應(yīng)用。

public class SqlSessionFactoryBuilder {public SqlSessionFactory build(Reader reader) {// 解析配置文件，構(gòu)建Configuration對(duì)象XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(reader);Configuration config = parser.parse();// 返回SqlSessionFactory實(shí)例return new DefaultSqlSessionFactory(config);}
}

單例模式 -?SqlSessionFactory

雖然MyBatis不直接提供SqlSessionFactory的單例實(shí)現(xiàn)，但在實(shí)際應(yīng)用中，開發(fā)者通常會(huì)將其實(shí)現(xiàn)為單例模式，以下是一個(gè)簡單的示例：

public class MyBatisUtil {private static SqlSessionFactory sqlSessionFactory;static {InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream("mybatis-config.xml");sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);}public static SqlSessionFactory getSqlSessionFactory() {return sqlSessionFactory;}
}

代理模式 -?MapperProxyFactory

MyBatis使用JDK動(dòng)態(tài)代理為Mapper接口生成代理對(duì)象，以便攔截接口方法的調(diào)用。

public class MapperProxy<T> implements InvocationHandler {private final SqlSession sqlSession;private final Class<T> mapperInterface;public MapperProxy(SqlSession sqlSession, Class<T> mapperInterface) {this.sqlSession = sqlSession;this.mapperInterface = mapperInterface;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {// 省略具體實(shí)現(xiàn)return sqlSession.selectList(mapperInterface.getCanonicalName() + "." + method.getName());}
}public class MapperProxyFactory<T> {private final Class<T> mapperInterface;public MapperProxyFactory(Class<T> mapperInterface) {this.mapperInterface = mapperInterface;}public T newInstance(SqlSession sqlSession) {MapperProxy<T> mapperProxy = new MapperProxy<>(sqlSession, mapperInterface);return (T) Proxy.newProxyInstance(mapperInterface.getClassLoader(), new Class[]{mapperInterface}, mapperProxy);}
}

總結(jié)

每個(gè)設(shè)計(jì)模式的實(shí)現(xiàn)都體現(xiàn)了MyBatis設(shè)計(jì)的巧妙和優(yōu)雅，通過這些模式的應(yīng)用，MyBatis成功地將框架的靈活性、可擴(kuò)展性和維護(hù)性提升到了一個(gè)新的高度。希望通過這三部分的解析，你能對(duì)MyBatis的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)有一個(gè)更加深入的理解。

?如果本文對(duì)你有幫助 歡迎 關(guān)注?、點(diǎn)贊?、收藏?、評(píng)論，?博主才有動(dòng)力持續(xù)創(chuàng)作！！！

?博主v：XiaoMing_Java

??📫作者簡介：嗨，大家好，我是??小明?，互聯(lián)網(wǎng)大廠后端研發(fā)專家，2022博客之星TOP3 / 博客專家 / CSDN后端內(nèi)容合伙人、InfoQ(極客時(shí)間)簽約作者、阿里云簽約博主、全網(wǎng) 6 萬粉絲博主。

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