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MyBatis 源码深度拆解(一):整体架构 & 核心执行全流程

MyBatis 源码深度拆解(一):整体架构 & 核心执行全流程

面试官:说说 MyBatis 的核心执行流程?从 SqlSessionFactory 构建到结果映射,每一步都发生了什么?


写在前面

这是 MyBatis 源码系列的第 1 篇。在开始逐行啃源码之前,我们必须先建立一张 “全局地图”—— 知道 MyBatis 长什么样,核心组件有哪些,一条 SQL 从调用到返回经历了哪些站。(啰嗦一下:最重要的是实践,实践debug走一遍流程基本就能清晰了,比spring清晰太多了)。

本篇目标:

  • 掌握 MyBatis 的架构分层
  • 理清核心组件之间的关系
  • 完整追踪一条 SQL 的执行主流程
  • 为后续的源码深挖打好基础

一、MyBatis 整体认知

1.1 官方定位

MyBatis 是一款优秀的持久层框架,支持自定义 SQL、存储过程以及高级映射。

说人话就是:MyBatis 帮我们解决了 JDBC 的繁琐问题(手动注册驱动、创建连接、预编译、设参、取值、异常处理……),同时也把 SQL 的控制权交给开发者。

1.2 架构分层

MyBatis 整体分为 四层:官方说法是三层,去掉配置层即可。

┌─────────────────────────────────────────────┐

│           接口层(SqlSession)                │  ← 程序员直接调用的 API

├─────────────────────────────────────────────┤

│ 核心处理层(Executor、StatementHandler 等)│  ← SQL 执行、参数映射、结果映射

├─────────────────────────────────────────────┤

│           配置层(Configuration)             │  ← 配置文件的加载和解析

├─────────────────────────────────────────────┤

│           存储层(JDBC / 事务)                │  ← 底层数据库交互

└─────────────────────────────────────────────┘

面试切入点:MyBatis 的分层设计有什么好处?

  • 各层职责单一,可扩展性强(比如插件可以拦截核心处理层的四大对象Executor、StatementHandler、ParameterHandler、ResultSetHandler)
  • 配置层和核心处理层分离,支持多种配置来源(XML、注解、代码配置)

二、核心组件关系总览

┌───────────────────────────────────────────┐

│                               应用程序                                                                                               │

└───────────────────────────────────────────┘

                                      │

                                      ▼

┌───────────────────────────────────────────┐

│  SqlSession (DefaultSqlSession)                                                                                                        │

│    ├── Configuration (全局配置,保存所有解析后的信息)                                                                      │

│    └── Executor (执行器,真正做数据库操作)                                                                                      │

│          ├── StatementHandler (处理 JDBC Statement)                                                                        │

│          ├── ParameterHandler (参数设置)                                                                                            │

│          └── ResultSetHandler (结果集封装)                                                                                          │

└───────────────────────────────────────────┘

                                      │

                                      ▼

┌───────────────────────────────────────────┐

│                             Database                                                  │

└───────────────────────────────────────────┘

一句话概括:

  • SqlSession是门面,提供增删改查方法
  • Configuration是配置中心,保存所有映射信息
  • Executor 是真正的执行者,调用 StatementHandler 等完成 SQL 操作

三、完整执行主流程(从配置加载到结果返回)

我们以一个最简单的查询为例,代码通常是这样写的:

// 1. 加载配置文件InputStream in = Resources.getResourceAsStream("mybatis-config.xml");// 2. 构建 SqlSessionFactorySqlSessionFactory factory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(in);// 3. 打开 SqlSessionSqlSession session = factory.openSession();// 4. 获取 Mapper 接口的代理对象UserMapper mapper = session.getMapper(UserMapper.class);// 5. 执行查询User user = mapper.selectById(1);// 6. 关闭会话session.close();

mapper.java

public interface UserMapper {    @Select("SELECT * FROM user WHERE id = #{id}")    User selectById(@Param("id")int i);    // User 包含 id  userName password email    @Update("UPDATE user SET user_name = #{userName}, password = #{password}, email = #{email} WHERE id = #{id}")    void update(User user);    @Select("SELECT * FROM user")    List<User> selectAll();}

mybatis-config.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?><!DOCTYPE configuration        PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"        "https://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd"><configuration>    <!-- 1. 外部化配置 -->    <propertiesresource="jdbc.properties"/>    <!-- 2. 全局行为设置 -->    <settings>        <settingname="mapUnderscoreToCamelCase"value="true"/>        <settingname="logImpl"value="STDOUT_LOGGING"/>        <settingname="lazyLoadingEnabled"value="true"/>    </settings>    <!-- 3. 别名 -->    <typeAliases>        <packagename="com.example.entity"/>    </typeAliases>    <!-- 4. 数据库环境 -->    <environmentsdefault="development">        <environmentid="development">            <transactionManagertype="JDBC"/>            <dataSourcetype="POOLED">                <propertyname="driver"value="${jdbc.driver}"/>                <propertyname="url"value="${jdbc.url}"/>                <propertyname="username"value="${jdbc.username}"/>                <propertyname="password"value="${jdbc.password}"/>            </dataSource>        </environment>    </environments>    <!-- 5. Mapper 注册 -->    <mappers>        <packagename="com.example.mapper"/>    </mappers></configuration>

jdbc.properties

# MySQL 8.x 驱动配置jdbc.driver=com.mysql.cj.jdbc.Driverjdbc.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai&characterEncoding=utf8jdbc.username=rootjdbc.password=123456

部分pom.xml

 <!-- MyBatis 核心依赖 -->        <dependency>            <groupId>org.mybatis</groupId>            <artifactId>mybatis</artifactId>            <version>3.5.16</version>        </dependency>        <!-- MySQL 驱动依赖 -->        <dependency>            <groupId>mysql</groupId>            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>            <version>8.0.33</version>        </dependency>

3.1 阶段一:配置文件加载 → Configuration

入口:SqlSessionFactoryBuilder.build(inputStream)

// SqlSessionFactoryBuilder 部分源码public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream) {    return build(inputStream, null, null);}//把有些内容简化了下哈  如果感观不好,可以去看看源码哈public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream, String environment, Properties properties) {    try {        // 1. 创建 XMLConfigBuilder,专门解析 mybatis-config.xml        XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, environment, properties);        // 2. 解析配置文件,返回 Configuration 对象        Configuration config = parser.parse();        // 3. 构建 DefaultSqlSessionFactory        return build(config);    } catch (Exception e) {        throw ExceptionFactory.wrapException("Error building SqlSession.", e);    }}

关键点:

  • XMLConfigBuilder.parse()会逐标签解析:<properties>、<settings>、<typeAliases>、<environments>、<mappers>等
  • 解析完成后,所有配置都封装在Configuration对象中,这是 MyBatis 的全局唯一配置中心
  • Configuration里核心字段我们后面会逐个拆解,先记住几个:
    • protected Environment environment;数据源和事务工厂
    • protected Map<String, MappedStatement> mappedStatements;每个 SQL 对应的 MappedStatement
    • protected Map<String, Cache> caches;二级缓存
    • protected Map<String, ParameterMap> parameterMaps;
    • protected Map<String, ResultMap> resultMaps;

3.2 阶段二:打开 SqlSession

入口:factory.openSession()

// DefaultSqlSessionFactory 部分源码  没有百分百还原哈@Overridepublic SqlSession openSession() {    return openSessionFromDataSource(configuration.getDefaultExecutorType(), null, false);}private SqlSession openSessionFromDataSource(ExecutorType execType, TransactionIsolationLevel level, boolean autoCommit) {    Transaction tx = null;    try {        // 1. 从 Configuration 中获取 Environment        Environment environment = configuration.getEnvironment();        // 2. 创建 TransactionFactory 和 Transaction        TransactionFactory transactionFactory = getTransactionFactoryFromEnvironment(environment);        tx = transactionFactory.newTransaction(environment.getDataSource(), level, autoCommit);        // 3. 创建 Executor        Executor executor = configuration.newExecutor(tx, execType);        // 4. 包装成 DefaultSqlSession        return new DefaultSqlSession(configuration, executor, autoCommit);    } catch (Exception e) {        closeTransaction(tx);        throw ExceptionFactory.wrapException("Error opening session.  Cause: " + e, e);    }}

关键点:

  • 每次openSession都会新建一个SqlSession
  • SqlSession持有Configuration和Executor
  • Executor的类型由配置决定:SIMPLE(默认)、REUSE(复用 Statement)、BATCH(批量执行)

3.3 阶段三:获取 Mapper 代理对象

入口:session.getMapper(UserMapper.class)

// DefaultSqlSession 部分源码@Overridepublic <T> T getMapper(Class<T> type) {    return configuration.getMapper(type, this);}// Configuration 部分源码public <T> T getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession) {    return mapperRegistry.getMapper(type, sqlSession);}// MapperRegistry 部分源码public <T> T getMapper(Class<T> type, SqlSession sqlSession) {    // 从 knownMappers 中获取 MapperProxyFactory    final MapperProxyFactory<T> mapperProxyFactory = (MapperProxyFactory<T>) knownMappers.get(type);    if (mapperProxyFactory == null) {        throw new BindingException("Type " + type + " is not known to the MapperRegistry.");    }    try {        // 通过工厂创建动态代理        return mapperProxyFactory.newInstance(sqlSession);    } catch (Exception e) {        throw new BindingException("Error getting mapper instance. Cause: " + e, e);    }}// MapperProxyFactory 部分源码public T newInstance(SqlSession sqlSession) {    // MapperProxy 实现了 InvocationHandler     final MapperProxy<T> mapperProxy = new MapperProxy<>(sqlSession, mapperInterface, methodCache);    return newInstance(mapperProxy);}protected T newInstance(MapperProxy<T> mapperProxy) {    // JDK 动态代理    return (T) Proxy.newProxyInstance(mapperInterface.getClassLoader(), new Class[] { mapperInterface }, mapperProxy);}

关键点:

  • 我们调用 getMapper 返回的是一个基于 JDK 动态代理生成的代理对象,它实现了 UserMapper 接口,所有方法调用都会被 MapperProxy 的 invoke 方法拦截处理
  • 真正干活的是 MapperProxy 的 invoke 方法,这是 MyBatis 最巧妙的设计之一

3.4 阶段四:执行 SQL → 结果返回

入口:mapper.selectById(1)

由于 mapper 是代理对象,调用任何方法都会进入 MapperProxy.invoke():

// MapperProxy.invoke 核心逻辑(简化版)@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throwsThrowable{    // 如果是 Object 类的方法(toString等)直接执行    if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {        return method.invoke(this, args);    }    // 核心:从缓存或新建 MapperMethod,然后执行    return cachedInvoker(method).invoke(proxy, method, args, sqlSession);}

最终会调用到SqlSession的selectOne/selectList等:

// DefaultSqlSession 部分源码@Overridepublic <E> List<E> selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds) {    return selectList(statement, parameter, rowBounds, Executor.NO_RESULT_HANDLER);}private <E> List<E> selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler handler) {    try {        // 1. 从 Configuration 中获取 MappedStatement      MappedStatement ms = configuration.getMappedStatement(statement);      dirty |= ms.isDirtySelect();        // 2. 交给 Executor 执行      return executor.query(ms, wrapCollection(parameter), rowBounds, handler);    } catch (Exception e) {      throw ExceptionFactory.wrapException("Error querying database.  Cause: " + e, e);    } finally {      ErrorContext.instance().reset();    }  }

Executor.query()是核心:

// CachingExecutor 部分源码@Overridepublic <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {    // 1. 获取 BoundSql(解析 #{} 后的 SQL,带 ? 占位符)    BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameter);    // 2. 生成缓存 Key    CacheKey key = createCacheKey(ms, parameter, rowBounds, boundSql);    // 3. 后续深入追踪会继续调用executo的query方法    return query(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);}// 实际执行  BaseExecutor 部分源码@Overridepublic <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {    // 1. 一级缓存    List<E> list = resultHandler == null ? (List<E>) localCache.getObject(key) : null;    if (list != null) {        // 缓存命中,处理存储过程 OUT 参数        handleLocallyCachedOutputParameters(ms, key, parameter, boundSql);    } else {        // 未命中,从数据库查询        list = queryFromDatabase(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);    }    return list;}private <E> List<E> queryFromDatabase(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds,      ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) {    List<E> list;    localCache.putObject(key, EXECUTION_PLACEHOLDER);    try {        // 调用 doQuery 真正执行 JDBC        list = doQuery(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);    } finally {        localCache.removeObject(key);    }    localCache.putObject(key, list);    return list;}

doQuery最终会调用SimpleExecutor:

// SimpleExecutor 部分源码@Overridepublic <E> List<E> doQuery(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) throws SQLException {    Statement stmt = null;    try {        Configuration configuration = ms.getConfiguration();        // 1. 创建 StatementHandler        StatementHandler handler = configuration.newStatementHandler(wrapper, ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);        // 2. 预编译 SQL        stmt = prepareStatement(handler, ms.getStatementLog());        // 3. 执行并处理结果集        return handler.query(stmt, resultHandler);    } finally {        closeStatement(stmt);    }}private Statement prepareStatement(StatementHandler handler, Log statementLog) throws SQLException {    Statement stmt;    // 获取数据库连接    Connection connection = getConnection(statementLog);    // 创建 Statement    stmt = handler.prepare(connection, transaction.getTimeout());    // 设置参数(#{} 占位符被替换成 ? 后,这里设置实际参数值)    handler.parameterize(stmt);    return stmt;}

StatementHandler里继续调用ParameterHandler和 ResultSetHandler

,最终用 JDBC 执行 SQL 并返回结果。

四、总结:一条 SQL 的完整旅程

1. 加载 mybatis-config.xml → 生成 Configuration(全局配置)2. SqlSessionFactoryBuilder.build() → 创建 DefaultSqlSessionFactory3. factory.openSession() → 创建 SqlSession(持有 Configuration + Executor)4. session.getMapper() → JDK 动态代理 → MapperProxy5. 调用 mapper 方法 → MapperProxy.invoke() → MapperMethod.execute()6. MapperMethod 调用 SqlSession.selectOne/selectList7. SqlSession 从 Configuration 获取 MappedStatement8. Executor 处理缓存(一级缓存),然后调用 doQuery9. StatementHandler 创建 Statement、预编译 SQL10. ParameterHandler 设置参数11. 执行 SQL (JDBC)12. ResultSetHandler 处理结果集 → 返回 List/对象13. 层层返回,最终拿到结果

五、面试高频题(附回答思路)

Q1:MyBatis 的核心组件有哪些?它们是如何协作的?

回答思路:

  • Configuration:配置中心,保存解析后的所有配置
  • SqlSession:对外 API 门面
  • Executor:执行器,负责缓存和 SQL 执行调度
  • StatementHandler:处理 JDBC Statement
  • ParameterHandler:设置参数
  • ResultSetHandler:封装结果集
  • MapperProxy:接口的动态代理入口

Q2:MyBatis 为什么可以做到只写接口不写实现类?

回答思路:

  • MyBatis 使用 JDK 动态代理,在getMapper时返回MapperProxy代理对象
  • 调用接口方法时,MapperProxy.invoke()拦截并解析方法名、参数
  • 根据方法名找到对应的MappedStatement,调用SqlSession去执行

Q3:MyBatis 和 JDBC 的关系是什么?

回答思路:

  • MyBatis 底层仍然基于 JDBC 操作数据库
  • MyBatis 做了封装:自动注册驱动、获取连接、预编译、设参、结果映射、异常处理、资源关闭
  • 同时提供了动态 SQL、缓存、插件等高级特性

六、下篇预告

第 2 篇我们会深入Configuration的创建过程,逐行分析mybatis-config.xml 的加载和解析,包括:

  • properties 加载顺序
  • settings 各个配置项的作用
  • typeAliases 别名注册
  • environments 数据源解析
  • mappers 映射文件注册

以及XMLConfigBuilder、XPathParser等源码级的细节。


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