源码分析Mybatis插件(Plugin)机制与实战

2021-11-15 23:53:37

源码分析Mybatis系列目录：
1、源码分析Mybatis MapperProxy初始化之Mapper对象的扫描与构建
2、源码分析Mybatis MappedStatement的创建流程
3、Mybatis执行SQL的4大基础组件详解
4、源码解析MyBatis Sharding-Jdbc SQL语句执行流程详解

有了《Mybatis执行SQL的4大基础组件详解》与《源码解析MyBatis Sharding-Jdbc SQL语句执行流程详解》两篇文章的铺垫，本文将直奔主题：Mybatis插件机制。

温馨提示：本文也是以提问式阅读与探究源码的技巧展示。

1、回顾

从前面的文章我们已经知道，Mybatis在执行SQL语句的扩展点为Executor、StatementHandler、ParameterHandler与ResultSetHandler，我们本节将以Executor为入口，向大家展示Mybatis插件的扩展机制。

我们先来看回顾一下Mybatis Executor的创建入口。

1.1 Configuration#newExecutor

public Executor newExecutor(Transaction transaction, ExecutorType executorType) {
  executorType = executorType == null ? defaultExecutorType : executorType;
  executorType = executorType == null ? ExecutorType.SIMPLE : executorType;
  Executor executor;
  if (ExecutorType.BATCH == executorType) {
    executor = new BatchExecutor(this, transaction);
  } else if (ExecutorType.REUSE == executorType) {
    executor = new ReuseExecutor(this, transaction);
  } else {
    executor = new SimpleExecutor(this, transaction);
  }
  if (cacheEnabled) {
    executor = new CachingExecutor(executor);
  }
  executor = (Executor) interceptorChain.pluginAll(executor);   // @1
  return executor;
}

代码@1,：使用InterceptorChain.pluginAll(executor)进行拆件化处理。

思考：使用该方法调用后，会返回一个什么对象呢？如何自定义拆件，自定义插件如何执行呢？

那接下来我们带着上述疑问，从InterceptorChain类开始进行深入学习。

2、InterceptorChain

从名字上看其大意为拦截器链。

2.1 类图

InterceptorChain
拦截器链，其内部维护一个interceptors,表示拦截器链中所有的拦截器，并提供增加或获取拦截器链的方法，下面会重点分析pluginAll方法。
Interceptor
拦截器接口，用户自定义的拦截器需要实现该接口。
Invocation
拦截器执行时的上下文环境，其实就是目标方法的调用信息，包含目标对象、调用的方法信息、参数信息。其中包含一个非常重要的方法：proceed。

public Object proceed() throws InvocationTargetException, IllegalAccessException {
  return method.invoke(target, args);
}

该方法的主要目的就是进行处理链的传播，执行完拦截器的方法后，最终需要调用目标方法的invoke方法。

记下来中先重点分析一下InterceptorChain方法的pluginAll方法，因为从开头也知道,Mybatis在创建对象时，是调用该方法，完成目标对象的包装。

2.2 核心方法一览

2.2.1 pluginAll

public Object pluginAll(Object target) {   // @1
  for (Interceptor interceptor : interceptors) {   // @2
    target = interceptor.plugin(target);         
  // @3
  }
  return target;
}

代码@1：目标对象，需要被代理的对象。

代码@2：遍历InterceptorChain的拦截器链，分别调用Intercpetor对象的Plugin进行拦截(@3)。

那接下来有三个疑问？
问题1：InterceptorChain中的interceptors是从什么时候初始化的呢，即拦截链中的拦截器从何而来。
问题2：从前面也得知，无论是创建Executor，还是创建StatementHandler等，都是调用InterceptorChain#pluginAll方法，那是不是拦截器中的拦截器都会作用与目标对象，这应该是有问题的，该如何处理？
问题3：代理对象是如何创建的。

2.2.1 addInterceptor

public void addInterceptor(Interceptor interceptor) {
  interceptors.add(interceptor);
}

要想知道interceptors是如何初始化的，我们只需要查看该方法的调用链即可。

一路跟踪到源头，我们会发现在初始化SqlSessionFactory时，会解析一个标签plugin，就可以得知，会在SqlSessionFacotry的一个属性中配置所有的拦截器。
具体配置示例如下：

<bean id="sqlSessionFactory" class="org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean">
    <property name="dataSource" ref="shardingDataSource"/>
    <property name="mapperLocations" value="classpath*:META-INF/mybatis/mappers/OrderMapper.xml"/>

    <property name="plugins">
        <array>
            <bean id = "teneantInteceptor" class="com.demo.inteceptor.TenaInteceptor"></bean>
        </array>
    </property>
</bean>

问题1已经解决。但后面两个问题似乎没有什么突破口。由于目前所涉及的三个类，显然不足以给我们提供答案，我们先将目光移到InterceptorChain所在包中的其他类，看看其他类的职责如何。

3、Intercepts与Signature

在org.apache.ibatis.plugin中存在如下两个注解类：Intercepts与Signature，从字面意思就是用来配置拦截的方法信息。

Siganature注解的属性说明如下：
- Class<?> type ：需要拦截目标对象的类。
- String method：需要拦截目标类的方法名。
- Class<?>[] args：需要拦截目标类的方法名的参数类型签名。

备注：至于如何得知上述字段的含义，请看下文的Plugin#getSignatureMap方法。

但另外一个类型Plugin类确引起了我的注意。接下来我们将重点分析Plugin方法。

4、Plugin详解

4.1 Plugin类图

其中InvocationHandler为JDK的动态代理机制中的事件执行器，我们可以隐约阈值代理对象的生成将基于JDK内置的动态代理机制。

Plugin的核心属性如下：

Object target
目标对象。
Interceptor interceptor
拦截器对象。
Map, Set< Method>> signatureMap
拦截器中的签名映射。

4.2 构造函数

private Plugin(Object target, Interceptor interceptor, Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap) {
    this.target = target;
    this.interceptor = interceptor;
    this.signatureMap = signatureMap;
  }

注意：其构造函数为私有的，那如何构建Plugin呢，其构造方法为Plugin的镜头方法wrap中被调用。

4.3 核心方法详解

4.3.1 wrap

public static Object wrap(Object target, Interceptor interceptor) {
  Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap = getSignatureMap(interceptor);  // @1
  Class<?> type = target.getClass();   
  Class<?>[] interfaces = getAllInterfaces(type, signatureMap);   // @2
  if (interfaces.length > 0) {
    return Proxy.newProxyInstance(    // @3
        type.getClassLoader(),
        interfaces,
        new Plugin(target, interceptor, signatureMap));
  }
  return target;
}

代码@1：获取待包装的Interceptor的方法签名映射表，稍后详细分析。

代码@2：获取需要代理的对象的Class上声明的所有接口。

代码@3：使用JDK内置的Proxy创建代理对象。Proxy创建代理对象的方法声明如下：

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)，

注意其事件处理器为Plugin，故在动态运行过程中会执行Plugin的invoker方法。

在进入Plugin#invoker方法学习之前，我们先重点查看一下getSignatureMap、getAllInterfaces的实现。

4.3.2 getSignatureMap

private static Map<Class<?>, Set<Method>> getSignatureMap(Interceptor interceptor) {
  Intercepts interceptsAnnotation = interceptor.getClass().getAnnotation(Intercepts.class);  // @1
  if (interceptsAnnotation == null) { // issue #251                                          // @2
    throw new PluginException("No @Intercepts annotation was found in interceptor " + interceptor.getClass().getName());      
  }
  Signature[] sigs = interceptsAnnotation.value();   // @3
  Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap = new HashMap<Class<?>, Set<Method>>(); 
  for (Signature sig : sigs) {
    Set<Method> methods = signatureMap.get(sig.type());
    if (methods == null) {
      methods = new HashSet<Method>();
      signatureMap.put(sig.type(), methods);
    }
    try {
      Method method = sig.type().getMethod(sig.method(), sig.args());    
      methods.add(method);
    } catch (NoSuchMethodException e) {
      throw new PluginException("Could not find method on " + sig.type() + " named " + sig.method() + ". Cause: " + e, e);
    }
  }
  return signatureMap;
}

代码@1：首先从Interceptor的类上获取Intercepts注解。

代码@2：如果Interceptor的类上没有定义Intercepts注解，则抛出异常，说明我们在自定义插件时，必须要有Intercepts注解。

代码@3：解析Interceptor的values属性（Signature[]）数组，然后存入HashMap, Set< Method>>容器内。

温馨提示：从这里可以得知：自定义的插件必须定义Intercepts注解，其注解的value值为Signature。

4.3.3 getAllInterfaces

private static Class<?>[] getAllInterfaces(Class<?> type, Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap) {
  Set<Class<?>> interfaces = new HashSet<Class<?>>();
  while (type != null) {
    for (Class<?> c : type.getInterfaces()) {
      if (signatureMap.containsKey(c)) {
        interfaces.add(c);
      }
    }
    type = type.getSuperclass();
  }
  return interfaces.toArray(new Class<?>[interfaces.size()]);
}

该方法的实现比较简单，并不是获取目标对象所实现的所有接口，而是返回需要拦截的方法所包括的接口。

4.3.4 invoke

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { // @1
  try {
    Set<Method> methods = signatureMap.get(method.getDeclaringClass());
    if (methods != null && methods.contains(method)) {   // @2
      return interceptor.intercept(new Invocation(target, method, args));   // @3
    }
    return method.invoke(target, args);                           // @4
  } catch (Exception e) {
    throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(e);
  }
}

代码@1：首先对其参数列表做一个简单的说明：

Object proxy 当前的代理对象
Method method 当前执行的方法
Object[] args 当前执行方法的参数

代码@2：获取当前执行方法所属的类，并获取需要被拦截的方法集合。

代码@3：如果需被拦截的方法集合包含当前执行的方法，则执行拦截器的interceptor方法。

代码@4：如果不是，则直接调用目标方法的Invoke方法。

从该方法可以看出Interceptor接口的intercept方法就是拦截器自身需要实现的逻辑，其参数为Invocation，在该方法的结束，需要调用invocation#proceed()方法，进行拦截器链的传播。

从目前的学习中，我们已经了解了Plugin.wrap方法就是生成带来带来类的唯一入口，那该方法在什么地方调用呢？从代码类库中没有找到该方法的调用链，说明该方法是供用户调用的。

再看InterceptorChain方法的pluginAll方法：

public Object pluginAll(Object target) {   // @1
  for (Interceptor interceptor : interceptors) {   // @2
    target = interceptor.plugin(target);           // @3
  }
  return target;
}

该方法会遍历用户定义的插件实现类（Interceptor），并调用Interceptor的plugin方法，对target进行拆件化处理，即我们在实现自定义的Interceptor方法时，在plugin中需要根据自己的逻辑，对目标对象进行包装（代理），创建代理对象，那我们就可以在该方法中使用Plugin#wrap来创建代理类。

接下来我们再来用序列图来对上述源码分析做一个总结：

看到这里，大家是否对上面提出的3个问题都已经有了自己的答案了。

问题1：InterceptorChain中的interceptors是从什么时候初始化的呢，即拦截链中的拦截器从何而来。
答：在初始化SqlSesstionFactory的时候，会解析属性plugins属性，会加载所有的拦截器到InterceptorChain中。

问题2：从前面也得知，无论是创建Executor，还是创建StatementHandler等，都是调用InterceptorChain#pluginAll方法，那是不是拦截器中的拦截器都会作用与目标对象，这应该是有问题的，该如何处理？

答案是在各自订阅的Interceptor#plugin方法中，我们可以根据传入的目标对象，是否是该拦截器关注的，如果不关注，则直接返回目标对象，如果关注，则使用Plugin#wrap方法创建代理对象。

问题3：代理对象是如何创建的？
代理对象是使用JDK的动态代理机制创建，使用Plugin#wrap方法创建。

5、实践

实践是检验真理的唯一标准，那到底如何使用Mybatis的插件机制呢？
创建自定义的拦截器Interceptor,实现Interceptor接口。
1）实现plugin方法，在该方法中决定是否需要创建代理对象，如果创建，使用Plugin#wrap方法创建。
2）实现interceptor方法，该方法中定义拦截器的逻辑，并且在最后请调用invocation.proceed()方法传递拦截器链。
3）使用Intercepts注解，定义需要拦截目标对象的方法签名，支持多个。
将实现的Interceptor在定义SqlSessionFactory的配置中，放入plugins属性。

最后给出一个Mybatis Plugin插件机制使用案例：基于Mycat+Mybatis的多租户方案：基于Mybatis与Mycat的多租户方式，通过Mybatis的插件机制，动态改写SQL语句来实现多租户

原文发布时间为：2019-05-30
本文作者：丁威，《RocketMQ技术内幕》作者。
本文来自中间件兴趣圈，了解相关信息可以关注中间件兴趣圈。

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