16-纯手写Mybatis框架
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16-纯手写Mybatis框架

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1 Mybatis框架

1.1 接口层和数据库交互的方式

MyBatis和数据库的交互有两种方式:

1.2 使用Mapper接口

MyBatis 将配置文件中的每一个 节点抽象为一个 Mapper 接口:
这个接口中声明的方法和 节点中的<select|update|delete|insert> 节点项对应,即<select|update|delete|insert> 节点的id值为Mapper 接口中的方法名称,parameterType 值表示Mapper 对应方法的入参类型,而resultMap 值则对应了Mapper 接口表示的返回值类型或者返回结果集的元素类型。

Mapper与接口的关系

根据MyBatis 的配置规范配置好后,通过SqlSession.getMapper(XXXMapper.class)方法,MyBatis会根据相应的接口声明的方法信息,通过动态代理机制生成一个Mapper实例,我们使用Mapper接口的某一个方法时,MyBatis会根据这个方法的方法名和参数类型,确定Statement Id,底层还是通过SqlSession.select("statementId",parameterObject);或者SqlSession.update("statementId",parameterObject);等等来实现对数据库的操作,MyBatis引用Mapper 接口这种调用方式,纯粹是为了满足面向接口编程的需要。(其实还有一个原因是在于,面向接口的编程,使得用户在接口上可以使用注解来配置SQL语句,这样就可以脱离XML配置文件,实现0配置)

1.3 数据处理层

数据处理层可以说是MyBatis的核心,从大的方面上讲,它要完成两个功能:

1.4 框架支撑层

1.4.1 事务管理机制

事务管理机制对于ORM框架而言是不可缺少的一部分,事务管理机制的质量也是考量一个ORM框架是否优秀的一个标准

1.4.2 连接池管理机制

由于创建一个数据库连接所占用的资源比较大,对于数据吞吐量大和访问量非常大的应用而言,连接池的设计就显得非常重要

1.4.3 缓存机制

为了提高数据利用率和减小服务器和数据库的压力,MyBatis 会对于一些查询提供会话级别的数据缓存,会将对某一次查询,放置到SqlSession 中,在允许的时间间隔内,对于完全相同的查询,MyBatis会直接将缓存结果返回给用户,而不用再到数据库中查找

1.4.4 SQL语句的配置方式

传统的MyBatis 配置SQL语句方式就是使用XML文件进行配置的,但是这种方式不能很好地支持面向接口编程的理念,为了支持面向接口的编程,MyBatis 引入了Mapper接口的概念,面向接口的引入,对使用注解来配置SQL语句成为可能,用户只需要在接口上添加必要的注解即可,不用再去配置XML文件了,但是,目前的MyBatis 只是对注解配置SQL语句提供了有限的支持,某些高级功能还是要依赖XML配置文件配置SQL 语句。

1.5 框架核心组件

Mybatis层次架构

2 手写Mybatis核心组件

2.1 定义JDBCUtils

public final class JDBCUtils {
	private static String connect;
	private static String driverClassName;
	private static String URL;
	private static String username;
	private static String password;
	private static boolean autoCommit;
	/** 声明一个 Connection类型的静态属性,用来缓存一个已经存在的连接对象 */
	private static Connection conn;
	static {
		config();
	}
	/**
	 * 开头配置自己的数据库信息
	 */
	private static void config() {
		/*
		 * 获取驱动
		 */
		driverClassName = "com.mysql.jdbc.Driver";
		/*
		 * 获取URL
		 */
		URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useUnicode=true&characterEncoding=utf8";
		/*
		 * 获取用户名
		 */
		username = "root";
		/*
		 * 获取密码
		 */
		password = "root";
		/*
		 * 设置是否自动提交,一般为false不用改
		 */
		autoCommit = false;
	}
	/**
	 * 载入数据库驱动类
	 */
	private static boolean load() {
		try {
			Class.forName(driverClassName);
			return true;
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			System.out.println("驱动类 " + driverClassName + " 加载失败");
		}
		return false;
	}
	/**
	 * 专门检查缓存的连接是否不可以被使用 ,不可以被使用的话,就返回 true
	 */
	private static boolean invalid() {
		if (conn != null) {
			try {
				if (conn.isClosed() || !conn.isValid(3)) {
					return true;
					/*
					 * isValid方法是判断Connection是否有效,如果连接尚未关闭并且仍然有效,则返回 true
					 */
				}
			} catch (SQLException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			/*
			 * conn 既不是 null 且也没有关闭 ,且 isValid 返回 true,说明是可以使用的 ( 返回 false )
			 */
			return false;
		} else {
			return true;
		}
	}
	/**
	 * 建立数据库连接
	 */
	public static Connection connect() {
		if (invalid()) { /* invalid为true时,说明连接是失败的 */
			/* 加载驱动 */
			load();
			try {
				/* 建立连接 */
				conn = DriverManager.getConnection(URL, username, password);
			} catch (SQLException e) {
				System.out.println("建立 " + connect + " 数据库连接失败 , " + e.getMessage());
			}
		}
		return conn;
	}
	/**
	 * 设置是否自动提交事务
	 **/
	public static void transaction() {
		try {
			conn.setAutoCommit(autoCommit);
		} catch (SQLException e) {
			System.out.println("设置事务的提交方式为 : " + (autoCommit ? "自动提交" : "手动提交") + " 时失败: " + e.getMessage());
		}
	}
	/**
	 * 创建 Statement 对象
	 */
	public static Statement statement() {
		Statement st = null;
		connect();
		/* 如果连接是无效的就重新连接 */
		transaction();
		/* 设置事务的提交方式 */
		try {
			st = conn.createStatement();
		} catch (SQLException e) {
			System.out.println("创建 Statement 对象失败: " + e.getMessage());
		}
		return st;
	}
	/**
	 * 根据给定的带参数占位符的SQL语句,创建 PreparedStatement 对象
	 * 
	 * @param SQL
	 *            带参数占位符的SQL语句
	 * @return 返回相应的 PreparedStatement 对象
	 */
	private static PreparedStatement prepare(String SQL, boolean autoGeneratedKeys) {
		PreparedStatement ps = null;
		connect();
		/* 如果连接是无效的就重新连接 */
		transaction();
		/* 设置事务的提交方式 */
		try {
			if (autoGeneratedKeys) {
				ps = conn.prepareStatement(SQL, Statement.RETURN_GENERATED_KEYS);
			} else {
				ps = conn.prepareStatement(SQL);
			}
		} catch (SQLException e) {
			System.out.println("创建 PreparedStatement 对象失败: " + e.getMessage());
		}
		return ps;
	}
	public static ResultSet query(String SQL, List<Object> params) {
		if (SQL == null || SQL.trim().isEmpty() || !SQL.trim().toLowerCase().startsWith("select")) {
			throw new RuntimeException("你的SQL语句为空或不是查询语句");
		}
		ResultSet rs = null;
		if (params.size() > 0) {
			/* 说明 有参数 传入,就需要处理参数 */
			PreparedStatement ps = prepare(SQL, false);
			try {
				for (int i = 0; i < params.size(); i++) {
					ps.setObject(i + 1, params.get(i));
				}
				rs = ps.executeQuery();
			} catch (SQLException e) {
				System.out.println("执行SQL失败: " + e.getMessage());
			}
		} else {
			/* 说明没有传入任何参数 */
			Statement st = statement();
			try {
				rs = st.executeQuery(SQL); // 直接执行不带参数的 SQL 语句
			} catch (SQLException e) {
				System.out.println("执行SQL失败: " + e.getMessage());
			}
		}
		return rs;
	}
	private static Object typeof(Object o) {
		Object r = o;
		if (o instanceof java.sql.Timestamp) {
			return r;
		}
		// 将 java.util.Date 转成 java.sql.Date
		if (o instanceof java.util.Date) {
			java.util.Date d = (java.util.Date) o;
			r = new java.sql.Date(d.getTime());
			return r;
		}
		// 将 Character 或 char 变成 String
		if (o instanceof Character || o.getClass() == char.class) {
			r = String.valueOf(o);
			return r;
		}
		return r;
	}
	public static boolean execute(String SQL, Object... params) {
		if (SQL == null || SQL.trim().isEmpty() || SQL.trim().toLowerCase().startsWith("select")) {
			throw new RuntimeException("你的SQL语句为空或有错");
		}
		boolean r = false;
		/* 表示 执行 DDL 或 DML 操作是否成功的一个标识变量 */
		/* 获得 被执行的 SQL 语句的 前缀 */
		SQL = SQL.trim();
		SQL = SQL.toLowerCase();
		String prefix = SQL.substring(0, SQL.indexOf(" "));
		String operation = ""; // 用来保存操作类型的 变量
		// 根据前缀 确定操作
		switch (prefix) {
		case "create":
			operation = "create table";
			break;
		case "alter":
			operation = "update table";
			break;
		case "drop":
			operation = "drop table";
			break;
		case "truncate":
			operation = "truncate table";
			break;
		case "insert":
			operation = "insert :";
			break;
		case "update":
			operation = "update :";
			break;
		case "delete":
			operation = "delete :";
			break;
		}
		if (params.length > 0) { // 说明有参数
			PreparedStatement ps = prepare(SQL, false);
			Connection c = null;
			try {
				c = ps.getConnection();
			} catch (SQLException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			try {
				for (int i = 0; i < params.length; i++) {
					Object p = params[i];
					p = typeof(p);
					ps.setObject(i + 1, p);
				}
				ps.executeUpdate();
				commit(c);
				r = true;
			} catch (SQLException e) {
				System.out.println(operation + " 失败: " + e.getMessage());
				rollback(c);
			}
		} else { // 说明没有参数
			Statement st = statement();
			Connection c = null;
			try {
				c = st.getConnection();
			} catch (SQLException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			// 执行 DDL 或 DML 语句,并返回执行结果
			try {
				st.executeUpdate(SQL);
				commit(c); // 提交事务
				r = true;
			} catch (SQLException e) {
				System.out.println(operation + " 失败: " + e.getMessage());
				rollback(c); // 回滚事务
			}
		}
		return r;
	}
	/*
	 * 
	 * @param SQL 需要执行的 INSERT 语句
	 * 
	 * @param autoGeneratedKeys 指示是否需要返回由数据库产生的键
	 * 
	 * @param params 将要执行的SQL语句中包含的参数占位符的 参数值
	 * 
	 * @return 如果指定 autoGeneratedKeys 为 true 则返回由数据库产生的键; 如果指定 autoGeneratedKeys
	 * 为 false 则返回受当前SQL影响的记录数目
	 */
	public static int insert(String SQL, boolean autoGeneratedKeys, List<Object> params) {
		int var = -1;
		if (SQL == null || SQL.trim().isEmpty()) {
			throw new RuntimeException("你没有指定SQL语句,请检查是否指定了需要执行的SQL语句");
		}
		// 如果不是 insert 开头开头的语句
		if (!SQL.trim().toLowerCase().startsWith("insert")) {
			System.out.println(SQL.toLowerCase());
			throw new RuntimeException("你指定的SQL语句不是插入语句,请检查你的SQL语句");
		}
		// 获得 被执行的 SQL 语句的 前缀 ( 第一个单词 )
		SQL = SQL.trim();
		SQL = SQL.toLowerCase();
		if (params.size() > 0) { // 说明有参数
			PreparedStatement ps = prepare(SQL, autoGeneratedKeys);
			Connection c = null;
			try {
				c = ps.getConnection(); // 从 PreparedStatement 对象中获得 它对应的连接对象
			} catch (SQLException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			try {
				for (int i = 0; i < params.size(); i++) {
					Object p = params.get(i);
					p = typeof(p);
					ps.setObject(i + 1, p);
				}
				int count = ps.executeUpdate();
				if (autoGeneratedKeys) { // 如果希望获得数据库产生的键
					ResultSet rs = ps.getGeneratedKeys(); // 获得数据库产生的键集
					if (rs.next()) { // 因为是保存的是单条记录,因此至多返回一个键
						var = rs.getInt(1); // 获得值并赋值给 var 变量
					}
				} else {
					var = count; // 如果不需要获得,则将受SQL影像的记录数赋值给 var 变量
				}
				commit(c);
			} catch (SQLException e) {
				System.out.println("数据保存失败: " + e.getMessage());
				rollback(c);
			}
		} else { // 说明没有参数
			Statement st = statement();
			Connection c = null;
			try {
				c = st.getConnection(); // 从 Statement 对象中获得 它对应的连接对象
			} catch (SQLException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			// 执行 DDL 或 DML 语句,并返回执行结果
			try {
				int count = st.executeUpdate(SQL);
				if (autoGeneratedKeys) { // 如果企望获得数据库产生的键
					ResultSet rs = st.getGeneratedKeys(); // 获得数据库产生的键集
					if (rs.next()) { // 因为是保存的是单条记录,因此至多返回一个键
						var = rs.getInt(1); // 获得值并赋值给 var 变量
					}
				} else {
					var = count; // 如果不需要获得,则将受SQL影像的记录数赋值给 var 变量
				}
				commit(c); // 提交事务
			} catch (SQLException e) {
				System.out.println("数据保存失败: " + e.getMessage());
				rollback(c); // 回滚事务
			}
		}
		return var;
	}
	/** 提交事务 */
	private static void commit(Connection c) {
		if (c != null && !autoCommit) {
			try {
				c.commit();
			} catch (SQLException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	/** 回滚事务 */
	private static void rollback(Connection c) {
		if (c != null && !autoCommit) {
			try {
				c.rollback();
			} catch (SQLException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	/**
	 * 释放资源
	 **/
	public static void release(Object cloaseable) {
		if (cloaseable != null) {
			if (cloaseable instanceof ResultSet) {
				ResultSet rs = (ResultSet) cloaseable;
				try {
					rs.close();
				} catch (SQLException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if (cloaseable instanceof Statement) {
				Statement st = (Statement) cloaseable;
				try {
					st.close();
				} catch (SQLException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if (cloaseable instanceof Connection) {
				Connection c = (Connection) cloaseable;
				try {
					c.close();
				} catch (SQLException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}
}

2.2 定义MyInvocationHandlerMbatis

public class MyInvocationHandlerMbatis implements InvocationHandler {
	/**
	 * 这个就是我们要代理的真实对象
	 */
	private Object subject;
	/**
	 * 构造方法,给我们要代理的真实对象赋初值
	 * 
	 * @param subject
	 */
	public MyInvocationHandlerMbatis(Object subject) {
		this.subject = subject;
	}
	/**
	 * 该方法负责集中处理动态代理类上的所有方法调用。 调用处理器根据这三个参数进行预处理或分派到委托类实例上反射执行
	 * 
	 * @param proxy
	 *            代理类实例
	 * @param method
	 *            被调用的方法对象
	 * @param args
	 *            调用参数
	 * @return
	 * @throws Throwable
	 */
	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
		// 判断方法上是否有ExtInsert注解
		ExtInsert extInsert = method.getAnnotation(ExtInsert.class);
		if (extInsert != null) {
			return insertSQL(extInsert, method, args);
		}
		// 判断方法上注解类型
		ExtSelect extSelect = method.getAnnotation(ExtSelect.class);
		if (extSelect != null) {
			return selectMybatis(extSelect, method, args);
		}
		return null;
	}
	public int insertSQL(ExtInsert extInsert, Method method, Object[] args) {
		// 获取注解上的sql
		String insertSql = extInsert.value();
		System.out.println("sql:" + insertSql);
		// 获取方法上的参数
		Parameter[] parameters = method.getParameters();
		// 将方法上的参数存放在Map集合中
		ConcurrentHashMap<Object, Object> parameterMap = getExtParams(parameters, args);
		// 获取SQL语句上需要传递的参数
		String[] sqlParameter = SQLUtils.sqlInsertParameter(insertSql);
		List<Object> parameValues = new ArrayList<>();
		for (int i = 0; i < sqlParameter.length; i++) {
			String str = sqlParameter[i];
			Object object = parameterMap.get(str);
			parameValues.add(object);
		}
		// 将SQL语句替换为?号
		String newSql = SQLUtils.parameQuestion(insertSql, sqlParameter);
		System.out.println("newSql:" + newSql);
		// 调用jdbc代码执行
		int insertResult = JDBCUtils.insert(newSql, false, parameValues);
		return insertResult;
	}
	public Object selectMybatis(ExtSelect extInsert, Method method, Object[] args) throws SQLException {
		try {
			// 获取查询SQL语句
			String selectSQL = extInsert.value();
			// 将方法上的参数存放在Map集合中
			Parameter[] parameters = method.getParameters();
			// 获取方法上参数集合
			ConcurrentHashMap<Object, Object> parameterMap = getExtParams(parameters, args);
			// 获取SQL传递参数
			List<String> sqlSelectParameter = SQLUtils.sqlSelectParameter(selectSQL);
			// 排序参数
			List<Object> parameValues = new ArrayList<>();
			for (int i = 0; i < sqlSelectParameter.size(); i++) {
				String parameterName = sqlSelectParameter.get(i);
				Object object = parameterMap.get(parameterName);
				parameValues.add(object.toString());
			}
			// 变为?号
			String newSql = SQLUtils.parameQuestion(selectSQL, sqlSelectParameter);
			System.out.println("执行SQL:" + newSql + "参数信息:" + parameValues.toString());
			// 调用JDBC代码查询
			ResultSet rs = JDBCUtils.query(newSql, parameValues);
			// 获取返回类型
			Class<?> returnType = method.getReturnType();
			if (!rs.next()) {
				// 没有查找数据
				return null;
			}
			// 向上移动
			rs.previous();
			// 实例化对象
			Object newInstance = returnType.newInstance();
			while (rs.next()) {
				for (String parameterName : sqlSelectParameter) {
					// 获取集合中数据
					Object value = rs.getObject(parameterName);
					// 查找对应属性
					Field field = returnType.getDeclaredField(parameterName);
					// 设置允许私有访问
					field.setAccessible(true);
					// 赋值参数
					field.set(newInstance, value);
				}
			}
			return newInstance;
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return null;
	}
	private ConcurrentHashMap<Object, Object> getExtParams(Parameter[] parameters, Object[] args) {
		// 获取方法上参数集合
		ConcurrentHashMap<Object, Object> parameterMap = new ConcurrentHashMap<>();
		for (int i = 0; i < parameters.length; i++) {
			// 参数信息
			Parameter parameter = parameters[i];
			ExtParam extParam = parameter.getDeclaredAnnotation(ExtParam.class);
			// 参数名称
			String paramValue = extParam.value();
			// 参数值
			Object oj = args[i];
			parameterMap.put(paramValue, oj);
		}
		return parameterMap;
	}
}

2.3 定义SqlSession

public class SqlSession {
	// 获取getMapper
	public static <T> T getMapper(Class<T> clas)
			throws IllegalArgumentException, InstantiationException, IllegalAccessException {
		return (T) Proxy.newProxyInstance(clas.getClassLoader(), new Class[] { clas },
				new MyInvocationHandlerMbatis(clas));
	}
}

2.4 定义SQLUtils

public class SQLUtils {
	/**
	 * 
	 * 获取Insert语句后面values 参数信息<br>
	 * 作者: 每特教育-余胜军<br>
	 * 联系方式:QQ644064779|WWW.itmayiedu.com<br>
	 * 
	 * @param sql
	 * @return
	 */
	public static String[] sqlInsertParameter(String sql) {
		int startIndex = sql.indexOf("values");
		int endIndex = sql.length();
		String substring = sql.substring(startIndex + 6, endIndex).replace("(", "").replace(")", "").replace("#{", "")
				.replace("}", "");
		String[] split = substring.split(",");
		return split;
	}
	/**
	 * 
	 * 获取select 后面where语句 作者: 每特教育-余胜军<br>
	 * 联系方式:QQ644064779|WWW.itmayiedu.com<br>
	 * 
	 * @param sql
	 * @return
	 */
	public static List<String> sqlSelectParameter(String sql) {
		int startIndex = sql.indexOf("where");
		int endIndex = sql.length();
		String substring = sql.substring(startIndex + 5, endIndex);
		String[] split = substring.split("and");
		List<String> listArr = new ArrayList<>();
		for (String string : split) {
			String[] sp2 = string.split("=");
			listArr.add(sp2[0].trim());
		}
		return listArr;
	}
	/**
	 * 将SQL语句的参数替换变为?<br>
	 * 作者: 每特教育-余胜军<br>
	 * 联系方式:QQ644064779|WWW.itmayiedu.com<br>
	 * 
	 * @param sql
	 * @param parameterName
	 * @return
	 */
	public static String parameQuestion(String sql, String[] parameterName) {
		for (int i = 0; i < parameterName.length; i++) {
			String string = parameterName[i];
			sql = sql.replace("#{" + string + "}", "?");
		}
		return sql;
	}
	public static String parameQuestion(String sql, List<String> parameterName) {
		for (int i = 0; i < parameterName.size(); i++) {
			String string = parameterName.get(i);
			sql = sql.replace("#{" + string + "}", "?");
		}
		return sql;
	}
	public static void main(String[] args) {
		// String sql = "insert into user(userName,userAge)
		// values(#{userName},#{userAge})";
		// String[] sqlParameter = sqlInsertParameter(sql);
		// for (String string : sqlParameter) {
		// System.out.println(string);
		// }
		List<String> sqlSelectParameter = SQLUtils
				.sqlSelectParameter("select * from User where userName=#{userName} and userAge=#{userAge} ");
		for (String string : sqlSelectParameter) {
			System.out.println(string);
		}
	}
}

2.5 运行演示

UserDao mapper = SqlSession.getMapper(UserDao.class);
int insertUser = mapper.insertUser(18, "余胜军");
System.out.println("影响行数:" + insertUser);
User user = mapper.selectUser("Xiaoxin", 21);
System.out.println("查询结果:" + user.getUserName() + "," + user.getUserAge());