手寫一個MyBatis框架

在MyBatis的兩萬多行的框架源碼中，使用了大量的設(shè)計模式對工程架構(gòu)中的復(fù)雜場景進(jìn)行解耦，這些設(shè)計模式的巧妙使用是整個框架的精華。

經(jīng)過整理，大概有以下設(shè)計模式，如圖1所示。

圖1

01

類型：創(chuàng)建型模式

▊工廠模式

SqlSessionFactory 的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2

工廠模式：簡單工廠是一種創(chuàng)建型模式，在父類中提供一個創(chuàng)建對象的方法，允許子類決定實例對象的類型。

場景介紹：SqlSessionFactory 是獲取會話的工廠，每次使用MyBatis 操作數(shù)據(jù)庫時，都會開啟一個新的會話。在會話工廠的實現(xiàn)中，SqlSessionFactory 負(fù)責(zé)獲取數(shù)據(jù)源環(huán)境配置信息、構(gòu)建事務(wù)工廠和創(chuàng)建操作SQL 的執(zhí)行器，最終返回會話實現(xiàn)類。

同類設(shè)計：SqlSessionFactory、ObjectFactory、MapperProxyFactory 和DataSourceFactory。

▊單例模式

Configuration 單例配置類的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3

單例模式：是一種創(chuàng)建型模式，能夠保證一個類只有一個實例，并且提供一個訪問該實例的全局節(jié)點。

場景介紹：Configuration 是一個大單例，貫穿整個會話周期，所有的配置對象（如映射、緩存、入?yún)?、出參、攔截器、注冊機(jī)和對象工廠等）都在Configuration 配置項中初始化，并且隨著SqlSessionFactoryBuilder 構(gòu)建階段完成實例化操作。

同類場景：ErrorContext、LogFactory 和Configuration。

▊建造者模式

ResultMap 建造者模式的結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4

建造者模式：使用多個簡單的對象一步一步地構(gòu)建成一個復(fù)雜的對象，提供了一種創(chuàng)建對象的最佳方式。

場景介紹：建造者模式在MyBatis 中使用了大量的XxxxBuilder，將XML 文件解析到各類對象的封裝中，使用建造者及建造者助手完成對象的封裝。它的核心目的是不希望把過多的關(guān)于對象的屬性設(shè)置寫到其他業(yè)務(wù)流程中，而是用建造者方式提供最佳的邊界隔離。

同類場景：SqlSessionFactoryBuilder、XMLConfigBuilder、XMLMapperBuilder、XML StatementBuilder 和CacheBuilder。

02

類型：結(jié)構(gòu)型模式

▊適配器模式

日志實現(xiàn)類的結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5

適配器模式：是一種結(jié)構(gòu)型模式，能使接口不兼容的對象也可以相互合作。

場景介紹：正是因為有太多的日志框架，包括Log4j、Log4j2 和Slf4J 等，而這些日志框架的使用接口又各有差異，為了統(tǒng)一這些日志框架的接口，MyBatis 定義了一套統(tǒng)一的接口，為所有的其他日志框架的接口做相應(yīng)的適配。

同類場景：主要集中在對Log 日志的適配上。

▊代理模式

代理模式的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6

代理模式：是一種結(jié)構(gòu)型模式，能夠提供對象的替代品或占位符。代理控制元對象的訪問，并且允許在將請求提交給對象前進(jìn)行一些處理。

場景介紹：沒有代理模式就不存在各類框架。就像MyBatis 中的MapperProxy 實現(xiàn)類，代理工廠實現(xiàn)的功能就是完成DAO 接口的具體實現(xiàn)類的方法，配置的任何一個DAO 接口調(diào)用的CRUD 方法，都會被MapperProxy 接管，調(diào)用到方法執(zhí)行器等，并返回最終的數(shù)據(jù)庫執(zhí)行結(jié)果。

同類場景：DriverProxy、Plugin、Invoker 和MapperProxy。

▊組合模式

解析節(jié)點類的結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7

組合模式：是一種結(jié)構(gòu)型模式，可以將對象組合成樹形結(jié)構(gòu)以表示“部分—整體” 的層次結(jié)構(gòu)。

場景介紹：在MyBatis XML 動態(tài)的SQL 配置中，共提供了9 種標(biāo)簽（trim、where、set、foreach、if、choose、when、otherwise 和bind），使用者可以組合出各類場景的SQL 語句。而SqlNode 接口的實現(xiàn)就是每個組合結(jié)構(gòu)中的規(guī)則節(jié)點，通過規(guī)則節(jié)點的組裝，完成規(guī)則樹組合模式的使用。

同類場景：主要體現(xiàn)在對各類SQL 標(biāo)簽的解析上，以實現(xiàn)SqlNode 接口的各個子類為主。

▊裝飾器模式

二級緩存裝飾器的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖8所示。

圖8

裝飾器模式：是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式，允許將對象放入包含行為的特殊封裝對象中，為元對象綁定新的行為。

場景介紹：MyBatis 的所有SQL 操作都是經(jīng)過SqlSession 調(diào)用SimpleExecutor 完成的，而一級緩存的操作也是在簡單執(zhí)行器中處理的。這里的二級緩存因為是基于一級緩存刷新的，所以在實現(xiàn)上，通過創(chuàng)建一個緩存執(zhí)行器，包裝簡單執(zhí)行器的處理邏輯，實現(xiàn)二級緩存操作。這里用到的就是裝飾器模式，也叫俄羅斯套娃模式。

03

類型：行為型模式

▊模板模式

SQL 執(zhí)行模板模式如圖9所示。

圖9

模板模式：是一種行為型模式，在超類中定義了一個算法的框架，允許子類在不修改結(jié)構(gòu)的情況下重寫算法的特定步驟。場景介紹：存在一系列可被標(biāo)準(zhǔn)定義的流程，并且流程的步驟大部分采用通用邏輯，只有一小部分是需要子類實現(xiàn)的，通常采用模板模式來定義這個標(biāo)準(zhǔn)的流程。就像MyBatis 的BaseExecutor 就是一個用于定義模板模式的抽象類，在這個類中把查詢、修改的操作都定義為一套標(biāo)準(zhǔn)的流程。

同類場景：BaseExecutor、SimpleExecutor 和BaseTypeHandler。

▊策略模式

多類型處理器策略模式的結(jié)構(gòu)如圖10所示。

圖10

策略模式：是一種行為型模式，能定義一系列算法，并將每種算法分別放入獨立的類中，從而使算法的對象能夠互相替換。

場景介紹：在MyBatis 處理JDBC 執(zhí)行后返回的結(jié)果時，需要按照不同的類型獲取對應(yīng)的值，這樣就可以避免大量的if 判斷。所以，這里基于TypeHandler 接口對每個參數(shù)類型分別做了自己的策略實現(xiàn)。

同類場景：PooledDataSource、UnpooledDataSource、BatchExecutor、ResuseExecutor、SimpleExector、CachingExecutor、LongTypeHandler、StringTypeHandler 和DateTypeHandler。

▊迭代器模式

拆解字段解析實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)如圖11所示。

圖11

迭代器模式：是一種行為型模式，能在不暴露集合底層表現(xiàn)形式的情況下遍歷集合中的所有元素。

場景介紹：PropertyTokenizer 用于MyBatis 的MetaObject 反射工具包下，用來解析對象關(guān)系的迭代操作。這個類在MyBatis 中使用得非常頻繁，包括解析數(shù)據(jù)源配置信息并填充到數(shù)據(jù)源類上，同時參數(shù)的解析、對象的設(shè)置都會使用這個類。

同類場景：PropertyTokenizer。

04

總結(jié)

通過梳理，MyBatis大約運用了10種左右設(shè)計模式?？梢哉f，復(fù)雜且優(yōu)秀的ORM 框架源碼在設(shè)計和實現(xiàn)的過程中都會使用大量的設(shè)計模式。

在解決復(fù)雜場景的問題時，需要采用分治、抽象的方法，運用設(shè)計模式和設(shè)計原則等相關(guān)知識，把問題合理切割為若干子問題，以便加以理解和解決。

學(xué)習(xí)源碼遠(yuǎn)不是只是為了應(yīng)付面試，更重要的是學(xué)習(xí)優(yōu)秀框架在復(fù)雜場景下的解決方案。通過學(xué)習(xí)這些優(yōu)秀的方案技術(shù)，可以提高對技術(shù)設(shè)計和實現(xiàn)的理解，擴(kuò)展編碼思維，積累落地經(jīng)驗。只有經(jīng)過這樣長期的積累，我們才更有可能成為優(yōu)秀的高級工程師和架構(gòu)師。

審核編輯 ：李倩