Mybatis源码分析（七）自定义缓存、分页的实现

2023-02-02 08:09:29

一、缓存

我们知道，在Mybatis中是有缓存实现的。分一级缓存和二级缓存，不过一级缓存其实没啥用。因为我们知道它是基于sqlSession的，而sqlSession在每一次的方法执行时都会被新创建。二级缓存是基于namespace，离开了它也是不行。有没有一种方式来提供自定义的缓存机制呢？

1、Executor

Executor是Mybatis中的执行器。所有的查询就是调用它的 <E>List<E>query()方法。我们就可以在这里进行拦截，不让它执行后面的查询动作，直接从缓存返回。

在这个类里面，我们先获取参数中的缓存标记和缓存的Key，去查询Redis。如果命中，则返回；未命中，接着执行它本身的方法。

@Intercepts({@Signature(method = "query", type = Executor.class,args = {

       MappedStatement.class,Object.class,RowBounds.class,ResultHandler.class})})

//BeanFactoryAware是Spring中的接口。目的是获取jedisService的Bean

public class ExecutorInterceptor implements Interceptor,BeanFactoryAware{
   private JedisServiceImpl jedisService;
   @SuppressWarnings("unchecked")
   public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
       if (invocation.getTarget() instanceof CachingExecutor) {
           //获取CachingExecutor所有的参数
           Object[] params = invocation.getArgs();
           //第二个参数就是业务方法的参数
           Map<String,Object> paramMap = (Map<String, Object>) params[1];
           String isCache = paramMap.get("isCache").toString();
           //判断是否需要缓存，并取到缓存的Key去查询Redis
           if (isCache!=null && "true".equals(isCache)) {
               String cacheKey = paramMap.get("cacheKey").toString();
               String cacheResult = jedisService.getString(cacheKey);
               if (cacheResult!=null) {
                   System.out.println("已命中Redis缓存,直接返回.");
                   return JSON.parseObject(cacheResult, new TypeReference<List<Object>>(){});
               }else {
                   return invocation.proceed();
               }
           }
       }
       return invocation.proceed();
   }
   //返回代理对象
   public Object plugin(Object target) {
       if (target instanceof Executor) {
           return Plugin.wrap(target, this);
       }
       return target;
   }
   public void setProperties(Properties properties) {}
   public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
       jedisService = (JedisServiceImpl) beanFactory.getBean("jedisServiceImpl");
   }
}

以上方法只是从缓存中获取数据，但什么时候往缓存中添加数据呢？总不能在每个业务方法里面调用Redis的方法，以后如果把Redis换成了别的数据库，岂不是很尴尬。

回忆一下Mybatis执行方法的整个流程。在提交执行完SQL之后，它是怎么获取返回值的呢？

2、ResultSetHandler

没有印象吗？就是这句 returnresultSetHandler.<E>handleResultSets(ps);其中的resultSetHandler就是DefaultResultSetHandler实例的对象。它负责解析并返回从数据库查询到的数据，那么我们就可以在返回之后把它放到Redis。

@Intercepts({@Signature(method = "handleResultSets",
       type = ResultSetHandler.class,args = {Statement.class})})
public class ResultSetHandlerInterceptor implements Interceptor,BeanFactoryAware{
   private JedisServiceImpl jedisService;
   @SuppressWarnings("unchecked")
   public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
       Object result = null;
       if (invocation.getTarget() instanceof DefaultResultSetHandler) {
           //先执行方法，以获得结果集
           result = invocation.proceed();      
           DefaultResultSetHandler handler = (DefaultResultSetHandler) invocation.getTarget();
           //通过反射拿到里面的成员属性，是为了最终拿到业务方法的参数
           Field boundsql_field = getField(handler, "boundSql");
           BoundSql boundSql = (BoundSql)boundsql_field.get(handler);
           Field param_field = getField(boundSql, "parameterObject");
           Map<String,Object> paramMap = (Map<String, Object>) param_field.get(boundSql);
           String isCache = paramMap.get("isCache").toString();
           if (isCache!=null && "true".equals(isCache)) {
               String cacheKey = paramMap.get("cacheKey").toString();
               String cacheResult = jedisService.getString(cacheKey);
               //如果缓存中没有数据，就添加进去
               if (cacheResult==null) {
                   jedisService.setString(cacheKey, JSONObject.toJSONString(result));
               }
           }
       }
       return result;
   }
   public Object plugin(Object target) {
       if (target instanceof ResultSetHandler) {
           return Plugin.wrap(target, this);
       }
       return target;
   }
   private Field getField(Object obj, String name) {
       Field field = ReflectionUtils.findField(obj.getClass(), name);
       field.setAccessible(true);
       return field;
   }
   public void setProperties(Properties properties) {}
   public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
       jedisService = (JedisServiceImpl) beanFactory.getBean("jedisServiceImpl");
   }
}

通过这两个拦截器，就可以实现自定义缓存。当然了，处理逻辑还是看自己的业务来定，但大体流程就是这样的。这里面最重要的其实是cacheKey的设计，怎么做到通用性以及唯一性。为什么这样说呢？想象一下，如果执行了UPDATE操作，我们需要清除缓存，那么以什么规则来清除呢？还有，如果cacheKey的粒度太粗，相同查询方法的不同参数值怎么来辨别呢？这都需要深思熟虑来设计这个字段才行。

public @ResponseBody List<User> queryAll(){
   Map<String,Object> paramMap = new HashMap<>();
   paramMap.put("isCache", "true");
   paramMap.put("cacheKey", "userServiceImpl.getUserList");
   List<User> userList = userServiceImpl.getUserList(paramMap);
   return userList;
}

二、分页

基本每个应用程序都有分页的功能。从数据库的角度来看，分页就是确定从第几条开始，一共取多少条的问题。比如在MySQL中，我们可以这样 select*fromuser limit0,10。

在程序中，我们不能每个SQL语句都加上limit，万一换了不支持Limit的数据库也是麻烦事。同时，limit后的0和10也并非一成不变的，这个取决于我们的页面逻辑。

在解析完BoundSql之后，Mybatis开始调用StatementHandler.prepare()方法来构建预编译对象，并设置参数值和提交SQL语句。我们的目的就是在此之前修改BoundSql中的SQL语句。先来看下拦截器的定义。

@Intercepts({@Signature(type = StatementHandler.class, method = "prepare",
                       args = {Connection.class,Integer.class})})
public class PageInterceptor implements Interceptor {
   public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
       return invocation.proceed();
   }
   public Object plugin(Object target) {
       if (target instanceof RoutingStatementHandler) {
           return Plugin.wrap(target, this);
       }
       return target;
   }
}

1、Page对象

那么，第一步，我们先创建一个Page对象。它负责记录和计算数据的起始位置和总条数，以便在页面通过计算来友好的展示分页。

public class Page {
   public Integer start;//当前页第一条数据在List中的位置,从0开始
   public static final Integer pageSize = 10;//每页的条数
   public Integer totals;//总记录条数
   public boolean needPage;//是否需要分页  
   public Page(int pages) {
       setNeedPage(true);
       start = (pages-1)*Page.pageSize;
   }
   public boolean isNeedPage() {
       return needPage;
   }
   public void setNeedPage(boolean needPage) {
       this.needPage = needPage;
   }
}

2、获取参数

从目标对象中，拿到各种参数，先要判断是否需要分页

@Intercepts({@Signature(type = StatementHandler.class, method = "prepare",
                       args = {Connection.class,Integer.class})})
public class PageInterceptor implements Interceptor {
   public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
       if (invocation.getTarget() instanceof StatementHandler) {
           StatementHandler statementHandler = (StatementHandler)invocation.getTarget();
           Field delegate_field = getField(statementHandler, "delegate");
           StatementHandler preparedHandler = (StatementHandler)delegate_field.get(statementHandler);          
           Field mappedStatement_field = getField(preparedHandler, "mappedStatement");
           MappedStatement mappedStatement = (MappedStatement) mappedStatement_field.get(preparedHandler);
           Field boundsql_field = getField(preparedHandler, "boundSql");
           BoundSql boundSql = (BoundSql)boundsql_field.get(preparedHandler);
           String sql = boundSql.getSql();
           Object param = boundSql.getParameterObject();
           if (param instanceof Map) {
               Map paramObject = (Map)param;
               if (paramObject.containsKey("page")) {
                   //判断是否需要分页
                   Page page = (Page)paramObject.get("page");
                   if (!page.isNeedPage()) {
                       return invocation.proceed();
                   }
                   Connection connection = (Connection) invocation.getArgs()[0];
                   setTotals(mappedStatement,preparedHandler,page,connection,boundSql);
                   sql = pageSql(sql, page);
                   Field sql_field = getField(boundSql, "sql");
                   sql_field.setAccessible(true);
                   sql_field.set(boundSql, sql);
               }
           }
       }
       return invocation.proceed();
   }
}

3、设置总条数

实际上，一次分页功能要设计到两次查询。一次是本身的SQL加上Limit标签，一次是不加Limit的标签并且应该是Count语句，来获取总条数。所以，就是涉及到 setTotals这个方法。这个方法的目的是获取数据的总条数，它涉及几个关键点。

修改原来的SQL，改成Count语句。
修改原来方法的返回值类型。
执行SQL。
把修改后的SQL和返回值类型，再改回去。

private void setTotals(MappedStatement mappedStatement,StatementHandler preparedHandler,
                       Page page,Connection connection,BoundSql boundSql){
   //原来的返回值类型
   Class<?> old_type = Object.class;
   ResultMap resultMap = null;
   List<ResultMap> resultMaps = mappedStatement.getResultMaps();
   if (resultMaps!=null && resultMaps.size()>0) {
       resultMap = resultMaps.get(0);
       old_type = resultMap.getType();
       //修改返回值类型为Integer,因为我们获取的是总条数
       Field type_field = getField(resultMap, "type");
       type_field.setAccessible(true);
       type_field.set(resultMap, Integer.class);
   }
   //修改SQL为count语句
   String old_sql = boundSql.getSql();
   String count_sql = getCountSql(old_sql);
   Field sql_field = getField(boundSql, "sql");
   sql_field.setAccessible(true);
   sql_field.set(boundSql, count_sql);
   //执行SQL 并设置总条数到Page对象
   Statement statement =  prepareStatement(preparedHandler, connection);
   List<Object> resObjects = preparedHandler.query(statement, null);
   int result_count = (int) resObjects.get(0);
   page.setTotals(result_count);
   /**
    * 还要把sql和返回类型修改回去，这点很重要
    */
   Field sql_field_t = getField(boundSql, "sql");
   sql_field_t.setAccessible(true);
   sql_field_t.set(boundSql, old_sql);
   Field type_field = getField(resultMap, "type");
   type_field.setAccessible(true);
   type_field.set(resultMap, old_type);
}
private String getCountSql(String sql) {    
   int index = sql.indexOf("from");    
   return "select count(1) " + sql.substring(index);    
}

4、Limit

还获取到总条数之后，还要修改一次SQL，是加上Limit。最后执行，并返回结果。


    String sql = boundSql.getSql();
    //加上Limit，从start开始
    sql = pageSql(sql, page);
    Field sql_field = getField(boundSql, "sql");
    sql_field.setAccessible(true);
    sql_field.set(boundSql, sql);
    private String pageSql(String sql, Page page) {
       StringBuffer sb = new StringBuffer();
       sb.append(sql);
       sb.append(" limit ");
       sb.append(page.getStart());
       sb.append("," + Page.pageSize);
       return sb.toString();
    }

最后，在业务方法里面直接调用即可。当然了，记住要把Page参数传过去。


    public @ResponseBody List<User> queryAll(HttpServletResponse response) throws IOException {
       Page page = new Page(1);
       Map<String,Object> paramMap = new HashMap<>();
       paramMap.put("isCache", "true");
       paramMap.put("cacheKey", "userServiceImpl.getUserList");
       paramMap.put("page", page);
       List<User> userList = userServiceImpl.getUserList(paramMap);
       for (User user : userList) {
           System.out.println(user.getUsername());
       }
       System.out.println("数据总条数:"+page.getTotals());
       return userList;
    }
    --------------------------------

    关小羽

    小露娜

    亚麻瑟

    小鲁班

    数据总条数:4

三、总结

本章节重点阐述了Mybatis中插件的实际使用过程。在日常开发中，缓存和分页基本上都是可以常见的功能点。你完全可以高度自定义自己的缓存机制，缓存的时机、缓存Key的设计、过期键的设置等....对于分页你也应该更加清楚它们的实现逻辑，以便未来在选型的时候，你会多一份选择。

码农公寓

一、缓存

二、分页

三、总结

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