Mybatis初始化知识小结

一、前言

对于任何框架而言，在使用前都要进行一系列的，MyBatis也不例外。

二、MyBatis的初始化做了什么

2.1 的初始化过程就是加载自己运行时所需要的配置信息的过程

任何框架的初始化，无非是加载自己运行时所需要的配置信息，Mybatis也是如此，Mybatis的初始化过程就是加载自己运行时所需要的配置信息的过程。

Spring的初始化过程就是加载自己运行时所需要的配置信息的过程，Mybatis的初始化过程就是加载自己运行时所需要的配置信息的过程。

2.2 Mybatis的配置信息有哪些

MyBatis的配置信息，大概包含以下信息，其层级结构如下：

× configuration 配置

 × properties 属性
 × settings 设置
 × typeAliases 类型命名
 × typeHandlers 类型处理器
 × objectFactory 对象工厂
 × plugins 插件
 × environments 环境
     × environment 环境变量
     × transactionManager 事务管理器
     × dataSource 数据源
× 映射器

MyBatis的上述配置信息会配置在XML配置文件中，那么，这些信息被加载进入MyBatis内部，MyBatis是怎样维护的呢？

2.3 mybatis-config.xml与Configuration类

MyBatis采用了一个非常直白和简单的方式：使用 org.apache.ibatis.session.Configuration 对象作为一个所有配置信息的容器，Configuration对象的组织结构和XML配置文件的组织结构几乎完全一样（当然，Configuration对象的功能并不限于此，它还负责创建一些MyBatis内部使用的对象，如Executor等）。如下图所示：

MyBatis根据初始化好Configuration信息，这时候用户就可以使用MyBatis进行数据库操作了。可以这么说，MyBatis初始化的过程，就是创建 Configuration对象的过程。

2.4 MyBatis初始化的两种方式

MyBatis的初始化可以有两种方式（对应Mybatis引导层：基于XML配置文件+基于Java API）：

(1) 基于XML配置文件：基于XML配置文件的方式是将MyBatis的所有配置信息放在XML文件中，MyBatis通过加载并XML配置文件，将配置文信息组装成内部的Configuration对象。

(2) 基于Java API：这种方式不使用XML配置文件，需要MyBatis使用者在Java代码中，手动创建Configuration对象，然后手动将配置参数set 进入Configuration对象中。

接下来我们将通过 基于XML配置文件方式的MyBatis初始化，深入探讨MyBatis是如何通过配置文件构建Configuration对象，并使用它。

三、MyBatis基于XML配置文件创建Configuration对象的过程

3.1 定位到Mybatis初始化的关键一句

现在就从使用MyBatis的简单例子入手，深入分析一下MyBatis是怎样完成初始化的，都初始化了什么。看以下代码：

String resource = "mybatis-config.xml";
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
// 1、Mybatis初始化(根据InputStream得到SqlSessionFactory)
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
// 2、创建SqlSession
SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
// 3、执行SQL语句并返回结果
List list = sqlSession.selectList("com.foo.bean.BlogMapper.queryAllBlogInfo");

有过MyBatis使用经验的读者会知道，上述语句的作用是执行com.foo.bean.BlogMapper.queryAllBlogInfo 定义的SQL语句，返回一个List结果集。总的来说，上述代码经历了 “mybatis初始化 -->创建SqlSession -->执行SQL语句并返回结果” 三个过程。

上述代码的功能是根据配置文件 mybatis-config.xml 配置文件，创建SqlSessionFactory对象，然后产生SqlSession，执行SQL语句。而mybatis的初始化就发生在第三句，就是这一句：

SqlSessionFactory sqlSessionFactory =
  new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

现在就让我们看看第三句到底发生了什么。

3.2 MyBatis初始化基本过程

SqlSessionFactoryBuilder根据传入的数据流（上面的inputStream）生成Configuration对象，然后根据Configuration对象创建默认的SqlSessionFactory实例。

3.2.1 Mybatis初始化时序图

初始化的基本过程如下序列图所示：

该时序图中涉及的类与接口：SqlSessionFactoryBuilder、XMLConfigBuilder、Configuration、XPathParser、XMLMapperEntityResolver

（1）SqlSessionFactoryBuilder ：是一个一个非抽象类， SqlSessionFactory的构造器，用于创建SqlSessionFactory，采用了Builder设计模式；
（2）XMLConfigBuilder：使用inputStream/reader得到XMLConfigBuilder类对象，引用名为parser，用来parse()得到Configuration对象。

上面时序图对应的解释是：

// mybatis初始化第一步，调用build()，上图中的1
build(inputStream) 调用 build(inputStream,null,null) 

// mybatis初始化第二步，手动创建XMLConfigBuilder，上图中的2 
XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, null,null);

// mybatis初始化第三步，parse()方法构建configuration对象的过程，上图中的 3 和 4
Configuration configuration=parser.parse();   

// mybatis初始化第四步，使用Configuration对象创建SqlSessionFactory 上图中 5
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(configuration);

3.2.2 Mybatis初始化四步骤

由上图所示，mybatis初始化要经过简单的以下几步：

1. 最外层调用SqlSessionFactoryBuilder对象的build(inputStream)方法，此方法内部明细就是下面的2、3、4；
2. new XMLConfigBuilder()底层：SqlSessionFactoryBuilder会根据输入流inputStream等信息创建XMLConfigBuilder对象；
3. parse()底层parse()得到Configuration对象：SqlSessionFactoryBuilder调用XMLConfigBuilder对象的parse()方法，XMLConfigBuilder对象的parse()方法返回Configuration对象；
4. bulid()底层Configuration对象得到DefaultSessionFactory对象：SqlSessionFactoryBuilder根据Configuration对象创建一个DefaultSessionFactory对象，它是SqlSessionFactory接口的实现类，所有build()返回的返回类型为SqlSessionFactory；SqlSessionFactoryBuilder返回 DefaultSessionFactory对象给Client，供Client使用。

3.2.3 Mybatis初始化四步骤代码解析

SqlSessionFactoryBuilder相关的代码如下所示：

SqlSessionFactoryBuilder.java

public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream)
{   //1. 调用SqlSessionFactoryBuilder对象的build(inputStream)方法
  return build(inputStream, null, null);
}
public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream, String environment, Properties properties)
{
  try
  {
      //2. 创建XMLConfigBuilder对象用来解析XML配置文件，生成Configuration对象
      XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, environment, properties);
      //3. 将XML配置文件内的信息解析成Java对象Configuration对象
      Configuration config = parser.parse();
      //4. 根据Configuration对象创建出SqlSessionFactory对象
      return build(config);
  }
  catch (Exception e)
  {
      throw ExceptionFactory.wrapException("Error building SqlSession.", e);
  }
  finally
  {
      ErrorContext.instance().reset();
      try
      {
          inputStream.close();
      }
      catch (IOException e)
      {
          // Intentionally ignore. Prefer previous error.
      }
  }
}
//从此处可以看出，MyBatis内部通过Configuration对象来创建SqlSessionFactory,用户也可以自己通过API构造好Configuration对象，调用此方法创建SqlSessionFactory
public SqlSessionFactory build(Configuration config)
{
  return new DefaultSqlSessionFactory(config);
}

3.2.4 Mybatis初始化涉及的接口与类

上述的初始化过程中，涉及到了以下几个对象：

（1）SqlSessionFactoryBuilder ：是一个一个非抽象类， SqlSessionFactory的构造器，用于创建SqlSessionFactory，采用了Builder设计模式

（2）XMLConfigBuilder：负责将mybatis-config.xml配置文件解析成Configuration对象，供SqlSessonFactoryBuilder使用，创建SqlSessionFactory

（3）Configuration ：是一个非抽象类，可以实例化对象，该对象是mybatis-config.xml文件中所有mybatis配置信息

（4）SqlSessionFactory：SqlSession工厂类，是一个接口，实现类是DefaultSqlSessionFactory，以工厂形式创建SqlSession对象，采用了Factory工厂设计模式

3.3 parse()内部创建Configuration对象的过程

问题：在MyBatis初始化基本过程中，当SqlSessionFactoryBuilder执行build()方法，调用了XMLConfigBuilder的parse()方法，然后返回了Configuration对象。那么parse()方法是如何处理XML文件，生成Configuration对象的呢？

回答：四个步骤，如下：
第一步，从XMLConfigBuilder到XPathParser
第二步，解析configuration节点
第三步，解析出来的值设置到Configuration对象中
第四步，返回Configuration对象

3.3.1 从XMLConfigBuilder到XPathParser

XMLConfigBuilder类会将XML配置文件的信息转换为Document对象，而XML配置定义文件DTD转换成XMLMapperEntityResolver对象，然后将二者(Document对象和XMLMapperEntityResolver对象)封装到XpathParser对象中，XpathParser的作用是提供根据Xpath表达式获取基本的DOM节点Node信息的操作。如下图所示：

XML配置文件（mybatis-config.xml + XxxMapper.xml）的信息转换为Document对象，而XML配置定义文件DTD（mybatis-3-config.dtd + mybatis-3-mapper.dtd 这里的3表示mybatis的版本）转换成XMLMapperEntityResolver对象，然后将二者封装到XpathParser对象中。

XpathParser的作用是提供根据Xpath表达式获取基本的DOM节点Node信息的操作，如下所示：

3.3.2 解析configuration节点

XMLConfigBuilder调用parse()方法：会从XPathParser中取出 <configuration>节点对应的Node对象，然后解析此Node节点的子Node：properties, settings, typeAliases,typeHandlers, objectFactory, objectWrapperFactory, plugins, environments,databaseIdProvider, mappers，一个10个，代码如下：

  public Configuration parse()
  {
      if (parsed)
      {
          throw new BuilderException("Each XMLConfigBuilder can only be used once.");
      }
      parsed = true;
      //源码中没有这一句，只有 parseConfiguration(parser.evalNode("/configuration"));
      //为了让读者看得更明晰，源码拆分为以下两句
      XNode configurationNode = parser.evalNode("/configuration");
      parseConfiguration(configurationNode);
      return configuration;
  }
  /*
  解析 "/configuration"节点下的子节点信息，然后将解析的结果设置到Configuration对象中
  */
private void parseConfiguration(XNode root) {
  try {
    //1.首先处理properties 节点	
    propertiesElement(root.evalNode("properties")); 
    //issue #117 read properties first
    //2.处理typeAliases
    typeAliasesElement(root.evalNode("typeAliases"));
    //3.处理插件
    pluginElement(root.evalNode("plugins"));
    //4.处理objectFactory
    objectFactoryElement(root.evalNode("objectFactory"));
    //5.objectWrapperFactory
    objectWrapperFactoryElement(root.evalNode("objectWrapperFactory"));
    //6.settings
    settingsElement(root.evalNode("settings"));
    //7.处理environments
    environmentsElement(root.evalNode("environments")); 
    // read it after objectFactory and objectWrapperFactory issue #631
    //8.database
    databaseIdProviderElement(root.evalNode("databaseIdProvider"));
    //9. typeHandlers
    typeHandlerElement(root.evalNode("typeHandlers"));
    //10 mappers
    mapperElement(root.evalNode("mappers"));
  } catch (Exception e) {
    throw new BuilderException("Error parsing SQL Mapper Configuration. Cause: " + e, e);
  }
}

注意：在上述代码中，还有一个非常重要的地方，就是解析XML配置文件子节点<mappers>的方法mapperElements(root.evalNode("mappers")), 它将解析我们配置的Mapper.xml配置文件，Mapper配置文件可以说是MyBatis的核心，MyBatis的特性和理念都体现在此Mapper的配置和设计上。

3.3.3 解析出来的值设置到Configuration对象中

解析子节点的过程这里就不一一介绍了，用户可以参照MyBatis源码仔细揣摩，我们就看上述的environmentsElement(root.evalNode("environments")); 方法是如何将environments的信息解析出来，设置到Configuration对象中的：

/*
 解析environments节点，并将结果设置到Configuration对象中
 注意：创建envronment时，如果SqlSessionFactoryBuilder指定了特定的环境（即数据源）；
       则返回指定环境（数据源）的Environment对象，否则返回默认的Environment对象；
       这种方式实现了MyBatis可以连接多数据源
*/
private void environmentsElement(XNode context) throws Exception
{
  if (context != null)
  {
      if (environment == null)
      {
          environment = context.getStringAttribute("default");
      }
      for (XNode child : context.getChildren())
      {
          String id = child.getStringAttribute("id");
          if (isSpecifiedEnvironment(id))
          {
              //1.创建事务工厂 TransactionFactory，继续深入子节点
              TransactionFactory txFactory = transactionManagerElement(child.evalNode("transactionManager"));
              DataSourceFactory dsFactory = dataSourceElement(child.evalNode("dataSource"));
              //2.创建数据源DataSource
              DataSource dataSource = dsFactory.getDataSource();
              //3. 构造Environment对象
              Environment.Builder environmentBuilder = new Environment.Builder(id)
              .transactionFactory(txFactory)
              .dataSource(dataSource);
              //4. 将创建的Envronment对象设置到configuration 对象中
              configuration.setEnvironment(environmentBuilder.build());
          }
      }
  }
}
private boolean isSpecifiedEnvironment(String id)
{
  if (environment == null)
  {
      throw new BuilderException("No environment specified.");
  }
  else if (id == null)
  {
      throw new BuilderException("Environment requires an id attribute.");
  }
  else if (environment.equals(id))
  {
      return true;
  }
  return false;
}

3.3.4 返回Configuration对象

public Configuration parse()
{
  if (parsed)
  {
      throw new BuilderException("Each XMLConfigBuilder can only be used once.");
  }
  parsed = true;
  //源码中没有这一句，只有 parseConfiguration(parser.evalNode("/configuration"));
  //为了让读者看得更明晰，源码拆分为以下两句
  XNode configurationNode = parser.evalNode("/configuration");
  parseConfiguration(configurationNode);
  return configuration;   // 完成后，返回configuration对象，返回给程序员
}

3.4 MyBatis初始化基本过程的序列图细化

3.4.1 MyBatis初始化基本过程的序列图组件

我们将上述的MyBatis初始化基本过程的序列图细化，这里包含了parse()方法将 mybatis-config.xml 解析成 Configuration对象的过程，如下图：

该时序图中涉及的类与接口：SqlSessionFactoryBuilder、XMLConfigBuilder、Configuration、XPathParser、XMLMapperEntityResolver

(1) SqlSessionFactoryBuilder ：是一个一个非抽象类， SqlSessionFactory的构造器，用于创建SqlSessionFactory，采用了Builder设计模式

(2) XMLConfigBuilder：使用inputStream/reader得到XMLConfigBuilder的类对象，引用名为parser，用来parse()得到Configuration对象，负责将mybatis-config.xml配置文件解析成Configuration对象，供SqlSessonFactoryBuilder使用，创建SqlSessionFactory

(3) Configuration ：是一个非抽象类，可以实例化对象，该对象是mybatis-config.xml文件中所有mybatis配置信息

(4) SqlSessionFactory：SqlSession工厂类，是一个接口，实现类是DefaultSqlSessionFactory，以工厂形式创建SqlSession对象，采用了Factory工厂设计模式

(5) Document：由XML配置文件的信息转换而来，最后被封装到XpathParser对象中。

(6) XMLMapperEntityResolver：由XML配置定义文件DTD转换而来，最后被封装到XpathParser对象中。

(7) XPathParser：XMLConfigBuilder会将XML配置文件的信息转换为Document对象，而XML配置定义文件DTD转换成XMLMapperEntityResolver对象，然后将二者封装到XpathParser对象。

parse()方法第一步：XMLConfigBuilder会将XML配置文件的信息转换为Document对象，而XML配置定义文件DTD转换成XMLMapperEntityResolver对象，然后将二者封装到XpathParser对象中，XpathParser的作用是提供根据Xpath表达式获取基本的DOM节点Node信息的操作

3.4.2 MyBatis初始化基本过程的序列图流程

MyBatis初始化基本过程的序列图对应的解释是：

mybatis初始化第一步，调用build()，就是第二步、第三步、第四步的总称

mybatis初始化第二步，手动创建XMLConfigBuilder
上图中的 1 XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, null,null);
2.1 2.2 只是新建一个XMLMapperEntityResolver对象；
3.1 3.2 新建一个XPathParser对象；
4.1 4.2 新建一个Configuration对象；

mybatis初始化第三步，parse()方法构建configuration对象的过程
mybatis初始化第三步就是上图中 5 到 11 的解释，
5 是调用parse()方法
6.1、7.1、7.2、6.2 就是解析mybatis-config.xml中的configuration节点
然后子configuration节点中的子节点的循环，8.1 8.2 是解析子节点，9 是获取相应的值，10是设置值到configuration对象中
11 是返回configuration对象 Configuration configuration=parse();
parse()第一步：从XMLConfigBuilder到XPathParser
parse()第二步：解析configuration节点
parse()第三步：解析出来的值设置到Configuration对象中
parse()第四步：返回configuration对象

mybatis初始化第四步，得到了Configuration对象之后，使用Configuration对象创建SqlSessionFactory，即图中的

SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(configuration);

注意：上图中，4.1和4.2只是返回一个空的configuration对象，5―11才是返回一个构造好的configuration类对象，是不一样的。

3.5 手动加载XML配置文件创建Configuration对象完成初始化

我们可以使用XMLConfigBuilder手动解析XML配置文件来创建Configuration对象，创建并使用SqlSessionFactory对象，代码如下：

String resource = "mybatis-config.xml";
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
//手动创建XMLConfigBuilder，并解析创建Configuration对象
XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, null,null);
Configuration configuration=parse();
//使用Configuration对象创建SqlSessionFactory
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(configuration);
//使用MyBatis
SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
List list = sqlSession.selectList("com.foo.bean.BlogMapper.queryAllBlogInfo");

四、Mybatis初始化中涉及到的设计模式

初始化的过程涉及到创建各种对象，所以会使用一些创建型的设计模式。在初始化的过程中，Builder模式运用的比较多，至少涉及到两个Builder模式的使用：SqlSessionFactory的创建、数据库连接环境Environment对象的创建。

4.1 SqlSessionFactory的创建

对于创建SqlSessionFactory时，会根据情况提供不同的参数，其参数组合可以有以下几种：

由于构造时参数不定，可以为其创建一个构造器Builder，将SqlSessionFactory的构建过程和表示分开：

MyBatis将SqlSessionFactoryBuilder和SqlSessionFactory相互独立，先通过 builder() 方法得到一个SqlSessionFactoryBuilder 对象，然后再通过 SqlSessionFactoryBuilder 对象构建一个 SqlSessionFactory 对象，体现了构造器模式的应用。

4.2 数据库连接环境Environment对象的创建

在构建Configuration对象的过程中，XMLConfigParser解析 mybatis XML配置文件节点 <environment>节点时，会有以下相应的代码：

private void environmentsElement(XNode context) throws Exception {
  if (context != null) {
    if (environment == null) {
      environment = context.getStringAttribute("default");
    }
    for (XNode child : context.getChildren()) {
      String id = child.getStringAttribute("id");
      //是和默认的环境相同时，解析之
      if (isSpecifiedEnvironment(id)) {
        TransactionFactory txFactory = transactionManagerElement(child.evalNode("transactionManager"));
        DataSourceFactory dsFactory = dataSourceElement(child.evalNode("dataSource"));
        DataSource dataSource = dsFactory.getDataSource();

        //使用了Environment内置的构造器Builder，传递id 事务工厂和数据源
        Environment.Builder environmentBuilder = new Environment.Builder(id)
            .transactionFactory(txFactory)
            .dataSource(dataSource);
        configuration.setEnvironment(environmentBuilder.build());
      }
    }
  }
}

在Environment内部，定义了静态内部Builder类：

public final class Environment {
private final String id;
private final TransactionFactory transactionFactory;
private final DataSource dataSource;

public Environment(String id, TransactionFactory transactionFactory, DataSource dataSource) {
  if (id == null) {
    throw new IllegalArgumentException("Parameter 'id' must not be null");
  }
  if (transactionFactory == null) {
      throw new IllegalArgumentException("Parameter 'transactionFactory' must not be null");
  }
  this.id = id;
  if (dataSource == null) {
    throw new IllegalArgumentException("Parameter 'dataSource' must not be null");
  }
  this.transactionFactory = transactionFactory;
  this.dataSource = dataSource;
}

public static class Builder {
    private String id;
    private TransactionFactory transactionFactory;
    private DataSource dataSource;

  public Builder(String id) {
    this.id = id;
  }

  public Builder transactionFactory(TransactionFactory transactionFactory) {
    this.transactionFactory = transactionFactory;
    return this;
  }

  public Builder dataSource(DataSource dataSource) {
    this.dataSource = dataSource;
    return this;
  }

  public String id() {
    return this.id;
  }

  public Environment build() {
    return new Environment(this.id, this.transactionFactory, this.dataSource);
  }

}

public String getId() {
  return this.id;
}

public TransactionFactory getTransactionFactory() {
  return this.transactionFactory;
}

public DataSource getDataSource() {
  return this.dataSource;
}

}

五、尾声

《利刃出鞘，Mybatis初始化》，完成了。

天天打码，天天进步！！！

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