从零搭建Spring Boot脚手架（4）：手写Mybatis通
1. 前言
今天继续搭建我们的kono Spring Boot脚手架，上一文把国内最流行的ORM框架Mybatis也集成了进去。但是很多时候我们希望有一些开箱即用的通用Mapper来简化我们的开发。我自己尝试实现了一个，接下来我分享一下思路。昨天晚上才写的，谨慎用于实际生产开发，但是可以借鉴思路。
Gitee: https://gitee.com/felord/kono day03 分支
GitHub: https://github.com/NotFound403/kono day03 分支
2. 思路来源
最近在看一些关于Spring Data JDBC的东西，发现它很不错。其中CrudRepository非常神奇，只要ORM接口继承了它就被自动加入Spring IoC，同时也具有了一些基础的数据库操作接口。我就在想能不能把它跟Mybatis结合一下。
其实Spring Data JDBC本身是支持Mybatis的。但是我尝试整合它们之后发现，要做的事情很多，而且需要遵守很多规约，比如MybatisContext的参数上下文，接口名称前缀都有比较严格的约定，学习使用成本比较高，不如单独使用Spring Data JDBC爽。但是我还是想要那种通用的CRUD功能啊，所以就开始尝试自己简单搞一个。
3. 一些尝试
最开始能想到的有几个思路但是最终都没有成功。这里也分享一下，有时候失败也是非常值得借鉴的。
3.1 Mybatis plugin
使用Mybatis的插件功能开发插件，但是研究了半天发现不可行，最大的问题就是Mapper生命周期的问题。
在项目启动的时候Mapper注册到配置中，同时对应的SQL也会被注册到MappedStatement对象中。当执行Mapper的方法时会通过代理来根据名称空间（Namespace）来加载对应的MappedStatement来获取SQL并执行。
而插件的生命周期是在MappedStatement已经注册的前提下才开始，根本衔接不上。
3.2 代码生成器
这个完全可行，但是造轮子的成本高了一些，而且成熟的很多，实际生产开发中我们找一个就是了，个人造轮子时间精力成本比较高，也没有必要。
3.3 模拟MappedStatement注册
最后还是按照这个方向走，找一个合适的切入点把对应通用Mapper的MappedStatement注册进去。接下来会详细介绍我是如何实现的。
4. Spring 注册Mapper的机制
在最开始没有Spring Boot的时候，大都是这么注册Mapper的。
<bean id="baseMapper" class="org.mybatis.spring.mapper.MapperFactoryBean" abstract="true" lazy-init="true">
<property name="sqlSessionFactory" ref="sqlSessionFactory" />
</bean>
<bean id="oneMapper" parent="baseMapper">
<property name="mapperInterface" value="my.package.MyMapperInterface" />
</bean>
<bean id="anotherMapper" parent="baseMapper">
<property name="mapperInterface" value="my.package.MyAnotherMapperInterface" />
</bean>
通过MapperFactoryBean每一个Mybatis Mapper被初始化并注入了Spring IoC容器。所以这个地方来进行通用Mapper的注入是可行的，而且侵入性更小一些。那么它是如何生效的呢？我在大家熟悉的@MapperScan中找到了它的身影。下面摘自其源码：
/**
* Specifies a custom MapperFactoryBean to return a mybatis proxy as spring bean.
*
* @return the class of {@code MapperFactoryBean}
*/
Class<? extends MapperFactoryBean> factoryBean() default MapperFactoryBean.class;
也就是说通常@MapperScan会将特定包下的所有Mapper使用MapperFactoryBean批量初始化并注入Spring IoC。
5. 实现通用Mapper
明白了Spring 注册Mapper的机制之后就可以开始实现通用Mapper了。
5.1 通用Mapper接口
这里借鉴Spring Data项目中的CrudRepository<T,ID>的风格，编写了一个Mapper的父接口CrudMapper<T, PK>，包含了四种基本的单表操作。
/**
* 所有的Mapper接口都会继承{@code CrudMapper<T, PK>}.
*
* @param <T> 实体类泛型
* @param <PK> 主键泛型
* @author felord.cn
* @since 14 :00
*/
public interface CrudMapper<T, PK> {
int insert(T entity);
int updateById(T entity);
int deleteById(PK id);
T findById(PK id);
}
后面的逻辑都会围绕这个接口展开。当具体的Mapper继承这个接口后，实体类泛型 T 和主键泛型PK就已经确定了。我们需要拿到T的具体类型并把其成员属性封装为SQL，并定制MappedStatement。
5.2 Mapper的元数据解析封装
为了简化代码，实体类做了一些常见的规约：
- 实体类名称的下划线风格就是对应的表名，例如
UserInfo的数据库表名就是user_info。 - 实体类属性的下划线风格就是对应数据库表的字段名称。而且实体内所有的属性都有对应的数据库字段，其实可以实现忽略。
- 如果对应Mapper.xml存在对应的SQL，该配置忽略。
因为主键属性必须有显式的标识才能获得，所以声明了一个主键标记注解：
/**
* Demarcates an identifier.
*
* @author felord.cn
*/
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(value = { FIELD, METHOD, ANNOTATION_TYPE })
public @interface PrimaryKey {
}
然后我们声明一个数据库实体时这样就行了：
/**
* @author felord.cn
* @since 15:43
**/
@Data
public class UserInfo implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -8938650956516110149L;
@PrimaryKey
private Long userId;
private String name;
private Integer age;
}
然后就可以这样编写对用的Mapper了。
public interface UserInfoMapper extends CrudMapper<UserInfo,String> {}
下面就要封装一个解析这个接口的工具类CrudMapperProvider了。它的作用就是解析UserInfoMapper这些Mapper，封装MappedStatement。为了便于理解我通过举例对解析Mapper的过程进行说明。
public CrudMapperProvider(Class<? extends CrudMapper<?, ?>> mapperInterface) {
// 拿到 具体的Mapper 接口 如 UserInfoMapper
this.mapperInterface = mapperInterface;
Type[] genericInterfaces = mapperInterface.getGenericInterfaces();
// 从Mapper 接口中获取 CrudMapper<UserInfo,String>
Type mapperGenericInterface = genericInterfaces[0];
// 参数化类型
ParameterizedType genericType = (ParameterizedType) mapperGenericInterface;
// 参数化类型的目的是为了解析出 [UserInfo,String]
Type[] actualTypeArguments = genericType.getActualTypeArguments();
// 这样就拿到实体类型 UserInfo
this.entityType = (Class<?>) actualTypeArguments[0];
// 拿到主键类型 String
this.primaryKeyType = (Class<?>) actualTypeArguments[1];
// 获取所有实体类属性 本来打算采用内省方式获取
Field[] declaredFields = this.entityType.getDeclaredFields();
// 解析主键
this.identifer = Stream.of(declaredFields)
.filter(field -> field.isAnnotationPresent(PrimaryKey.class))
.findAny()
.map(Field::getName)
.orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException(String.format("no @PrimaryKey found in %s", this.entityType.getName())));
// 解析属性名并封装为下划线字段 排除了静态属性 其它没有深入 后续有需要可声明一个忽略注解用来忽略字段
this.columnFields = Stream.of(declaredFields)
.filter(field -> !Modifier.isStatic(field.getModifiers()))
.collect(Collectors.toList());
// 解析表名
this.table = camelCaseToMapUnderscore(entityType.getSimpleName()).replaceFirst("_", "");
}
拿到这些元数据之后就是生成四种SQL了。我们期望的SQL，以UserInfoMapper为例是这样的：
# findById
SELECT user_id, name, age FROM user_info WHERE (user_id = #{userId})
# insert
INSERT INTO user_info (user_id, name, age) VALUES (#{userId}, #{name}, #{age})
# deleteById
DELETE FROM user_info WHERE (user_id = #{userId})
# updateById
UPDATE user_info SET name = #{name}, age = #{age} WHERE (user_id = #{userId})
Mybatis提供了很好的SQL工具类来生成这些SQL：
String findSQL = new SQL()
.SELECT(COLUMNS)
.FROM(table)
.WHERE(CONDITION)
.toString();
String insertSQL = new SQL()
.INSERT_INTO(table)
.INTO_COLUMNS(COLUMNS)
.INTO_VALUES(VALUES)
.toString();
String deleteSQL = new SQL()
.DELETE_FROM(table)
.WHERE(CONDITION).toString();
String updateSQL = new SQL().UPDATE(table)
.SET(SETS)
.WHERE(CONDITION).toString();
我们只需要把前面通过反射获取的元数据来实现SQL的动态创建就可以了。以insert方法为例:
/**
* Insert.
*
* @param configuration the configuration
*/
private void insert(Configuration configuration) {
String insertId = mapperInterface.getName().concat(".").concat("insert");
// xml配置中已经注册就跳过 xml中的优先级最高
if (existStatement(configuration,insertId)){
return;
}
// 生成数据库的字段列表
String[] COLUMNS = columnFields.stream()
.map(Field::getName)
.map(CrudMapperProvider::camelCaseToMapUnderscore)
.toArray(String[]::new);
// 对应的值 用 #{} 包裹
String[] VALUES = columnFields.stream()
.map(Field::getName)
.map(name -> String.format("#{%s}", name))
.toArray(String[]::new);
String insertSQL = new SQL()
.INSERT_INTO(table)
.INTO_COLUMNS(COLUMNS)
.INTO_VALUES(VALUES)
.toString();
Map<String, Object> additionalParameters = new HashMap<>();
// 注册
doAddMappedStatement(configuration, insertId, insertSQL, SqlCommandType.INSERT, entityType, additionalParameters);
}
这里还有一个很重要的东西，每一个MappedStatement都有一个全局唯一的标识，Mybatis的默认规则是Mapper的全限定名用标点符号 . 拼接上对应的方法名称。例如 cn.felord.kono.mapperClientUserRoleMapper.findById。这些实现之后就是定义自己的MapperFactoryBean了。
5.3 自定义MapperFactoryBean
一个最佳的切入点是在Mapper注册后进行MappedStatement的注册。我们可以继承MapperFactoryBean重写其checkDaoConfig方法利用CrudMapperProvider来注册MappedStatement。
@Override
protected void checkDaoConfig() {
notNull(super.getSqlSessionTemplate(), "Property 'sqlSessionFactory' or 'sqlSessionTemplate' are required");
Class<T> mapperInterface = super.getMapperInterface();
notNull(mapperInterface, "Property 'mapperInterface' is required");
Configuration configuration = getSqlSession().getConfiguration();
if (isAddToConfig()) {
try {
// 判断Mapper 是否注册
if (!configuration.hasMapper(mapperInterface)) {
configuration.addMapper(mapperInterface);
}
// 只有继承了CrudMapper 再进行切入
if (CrudMapper.class.isAssignableFrom(mapperInterface)) {
// 一个注册SQL映射的时机
CrudMapperProvider crudMapperProvider = new CrudMapperProvider(mapperInterface);
// 注册 MappedStatement
crudMapperProvider.addMappedStatements(configuration);
}
} catch (Exception e) {
logger.error("Error while adding the mapper '" + mapperInterface + "' to configuration.", e);
throw new IllegalArgumentException(e);
} finally {
ErrorContext.instance().reset();
}
}
}
5.4 启用通用Mapper
因为我们覆盖了默认的MapperFactoryBean所以我们要显式声明启用自定义的MybatisMapperFactoryBean，如下：
@MapperScan(basePackages = {"cn.felord.kono.mapper"},factoryBean = MybatisMapperFactoryBean.class)
然后一个通用Mapper功能就实现了。
5.5 项目位置
这只是自己的一次小尝试，我已经单独把这个功能抽出来了，有兴趣可自行参考研究。
- GitHub: https://github.com/NotFound403/mybatis-mapper-extension.git
- Gitee: https://gitee.com/felord/mybatis-mapper-extension.git
6. 总结
成功的关键在于对Mybatis中一些概念生命周期的把控。其实大多数框架如果需要魔改时都遵循了这一个思路：把流程搞清楚，找一个合适的切入点把自定义逻辑嵌进去。本次DEMO不会合并的主分支，因为这只是一次尝试，还不足以运用于实践，你可以选择其它知名的框架来做这些事情。多多关注并支持：码农小胖哥 分享更多开发中的事情。
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