Java精进

前言

本文适合有一定java基础的同学，通过自定义持久层框架，可以更加清楚常用的mybatis等开源框架的原理。

JDBC操作回顾及问题分析

学习java的同学一定避免不了接触过jdbc，让我们来回顾下初学时期接触的jdbc操作吧

以下代码连接数据库查询用户表信息，用户表字段分别为用户id，用户名username。

Connection connection = null;
PreparedStatement preparedStatement = null;
ResultSet resultSet = null;
User user = new User();
try {
// 加载数据库驱动
//Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
// 通过驱动管理类获取数据库链接
connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/mybatis?characterEncoding=utf-8", "root", "mimashi3124");
// 定义sql语句？表示占位符
String sql = "select * from user where username = ?";
// 获取预处理statement
preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
// 设置参数，第⼀个参数为sql语句中参数的序号(从1开始)，第⼆个参数为设置的参数值
preparedStatement.setString(1, "盖伦");
// 向数据库发出sql执⾏查询，查询出结果集
resultSet = preparedStatement.executeQuery();
// 遍历查询结果集
while (resultSet.next()) {
int id = resultSet.getInt("id");
String username = resultSet.getString("username");
// 封装User
user.setId(id);
user.setUsername(username);
}
System.out.println(user);
} catch (
Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 释放资源
if (resultSet != null) {
try {
resultSet.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (preparedStatement != null) {
try {
preparedStatement.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (connection != null) {
try {
connection.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}


查看代码我们可以发现使用JDBC操作数据库存在以下问题：

问题解决思路

自己动手写个持久层框架

接下来，我们来一个个解决上面的问题

数据库连接池我们可以直接使用c3p0提供的ComboPooledDataSource即可

为了解决sql硬编码问题，我们要把sql写到xml文件中，那自然是要定义一个xml文件了。

光有sql肯定不行，毕竟我们要先连接数据库，sql语句才有存在的意义。所以xml中得先定义数据配置信息，然后才是sql语句。

1.定义配置xml文件

我们新建一个sqlMapConfig.xml，定义数据源信息、并且增加两个sql语句，parameterType为sql执行参数，resultType为方法返回实体。

代码如下(数据库不同版本使用驱动类可能不同)：

现在xml文件数据库信息也有了，sql语句定义也有了，还有什么问题呢？

我们实际中对sql的操作会涉及到不同的表，所以我们改进一下，把每个表的sql语句单独放在一个xml里，这样结构更清晰就容易维护。

优化以后的xml配置现在是这样了

sqlMapConfig.xml

mapper.xml

顺便定义一下业务实体User

public class User {
private int id;
private String username;

@Override
public String toString() {
return "User{" +
"id=" + id +
", username='" + username + '\'' +
'}';
}
}


2.读取配置文件

读取完成以后以流的形式存在，不好操作，所以我们要做解析拿到信息，创建实体对象来存储。

xml解析我们使用dom4j

首先引入maven依赖

代码如下(mysql驱动版本根据实际使用mysql版本调整)：


8
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数据库配置实体 Configuration

public class Configuration {
//数据源
private DataSource dataSource;
//map集合： key:statementId value:MappedStatement
private Map mappedStatementMap = new HashMap();

public Configuration setMappedStatementMap(Map mappedStatementMap) {
this.mappedStatementMap = mappedStatementMap;
return this;
}
}


Sql语句信息实体

public class MappedStatement {

public MappedStatement setResultType(String resultType) {
this.resultType = resultType;
return this;
}
}


顺便定义一个Resources类来读取xml文件流

public class Resources {
public static InputStream getResourceAsSteam(String path) {
return Resources.class.getClassLoader().getResourceAsStream(path);
}
}


接下来就是实际的解析了，因为解析代码比较多，我们考虑封装类单独处理解析

定义XMLConfigBuilder类解析数据库配置信息

public class XMLConfigBuilder {

//将configuration传入XMLMapperBuilder中做sql语句解析。
XMLMapperBuilder xmlMapperBuilder = new XMLMapperBuilder(this.configuration);
List mapperElements = rootElement.selectNodes("//mapper");
for (Element mapperElement : mapperElements) {
String mapperPath = mapperElement.attributeValue("resource");
InputStream resourceAsStream = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(mapperPath);
xmlMapperBuilder.parse(resourceAsStream);
}
return configuration;
}
}


定义XMLMapperBuilder类解析数据库配置信息

public class XMLMapperBuilder {

现在我们可以通过调用配置解析的方法拿到Configuration对象了。但是我们实际使用，肯定是希望我给你配置信息、sql语句，再调用你的方法就返回结果了。所以我们还需要定义一个数据库操作接口（类）

3.定义sql操作接口SqlSession

public interface SqlSession {
//查询多个
public List selectList(String statementId, Object... param) throws Exception;

//查询一个
public T selectOne(String statementId,Object... params) throws Exception;
}


对操作接口SqlSession做具体实现，这里主要是通过statementId找到对应的sql信息，进行执行

代码中simpleExcutor做真正的数据库语句执行、返回参数封装等操作

public class DefaultSqlSession implements SqlSession {

@Override
public T selectOne(String statementId, Object... params) throws Exception {
List objects = selectList(statementId, params);
if (objects.size() == 1) {
return (T) objects.get();
} else {
throw new RuntimeException("返回结果过多");
}
}
}


4.编写数据库执行逻辑

数据库操作类DefaultSqlSession中的selectList方法调用到了simpleExcutor.query()方法

public class SimpleExecutor implements Executor {

private BoundSql getBoundSql(String sql) {
//标记处理类：主要是配合通⽤标记解析器GenericTokenParser类完成对配置⽂件等的解 析⼯作，其中
//TokenHandler主要完成处理
ParameterMappingTokenHandler parameterMappingTokenHandler = new
ParameterMappingTokenHandler();
//GenericTokenParser :通⽤的标记解析器，完成了代码⽚段中的占位符的解析，然后再根 据给定的
// 标记处理器(TokenHandler)来进⾏表达式的处理
//三个参数：分别为openToken (开始标记)、closeToken (结束标记)、handler (标记处 理器)
GenericTokenParser genericTokenParser = new GenericTokenParser("#{", "}",
parameterMappingTokenHandler);
String parse = genericTokenParser.parse(sql);
List parameterMappings =
parameterMappingTokenHandler.getParameterMappings();
return new BoundSql(parse, parameterMappings);
}
}


上面的注释比较详细，流程为

通过以上步骤，我们获取到了数据库配置、sql语句信息。定义了数据库操作类SqlSession，但是我们并没有在什么地方调用解析配置文件。

我们还需要一个东西把两者给串起来，这里我们可以使用工厂模式来生成SqlSession

使用工厂模式创建SqlSession

public interface SqlSessionFactory {
public SqlSession openSession();
}


public class DefaultSqlSessionFactory implements SqlSessionFactory{

同时为了屏蔽构建SqlSessionFactory工厂类时获取Configuration的解析过程，我们可以使用构建者模式来获得一个SqlSessionFactory类。

public class SqlSessionFactoryBuilder {
public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream) throws PropertyVetoException, DocumentException, ClassNotFoundException {
XMLConfigBuilder xmlConfigerBuilder = new XMLConfigBuilder();
Configuration configuration = xmlConfigerBuilder.parserConfiguration(inputStream);
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new DefaultSqlSessionFactory(configuration);
return sqlSessionFactory;
}
}

5.调用测试

终于好了，通过以上几个步骤我们现在可以具体调用执行代码了。

public static void main(String[] args) throws Exception {
InputStream resourceAsSteam = Resources.getResourceAsSteam("sqlMapConfig.xml");
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(resourceAsSteam);
SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
User user = new User();
user.setId(1);
user.setUsername("盖伦");
User user2 = sqlSession.selectOne("user.selectOne", user);

System.out.println(user2);
List users = sqlSession.selectList("user.selectList");
for (User user1 : users) {
System.out.println(user1);
}
}


代码正确执行，输出

⾃定义框架优化

上述⾃定义框架，解决了JDBC操作数据库带来的⼀些问题：例如频繁创建释放数据库连接，硬编码，⼿动封装返回结果集等问题，现在我们继续来分析刚刚完成的⾃定义框架代码，有没有什么问题呢？

问题如下：

我们可以使用代理模式，生成代理对象，在调用之前获取到执行方法的方法名、具体类。这样我们就能获取到statementId。

为SqlSession类新增getMappper方法，获取代理对象

public interface SqlSession {
public List selectList(String statementId, Object... param) throws Exception;

public class DefaultSqlSession implements SqlSession {

@Override
public T getMapper(Class mapperClass) {
Object proxyInstance = Proxy.newProxyInstance(DefaultSqlSession.class.getClassLoader(), new Class[]{mapperClass}, new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
// selectOne
String methodName = method.getName();
// className:namespace
String className = method.getDeclaringClass().getName();
//statementId
String statementId = className+'.'+methodName;
Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();
//判断是否实现泛型类型参数化
if (genericReturnType instanceof ParameterizedType){
List objects = selectList(statementId,args);
return objects;
}
return selectOne(statementId,args);
}
});
return (T) proxyInstance;
}
}


定义业务数据dao接口

public interface IUserDao {

//根据条件进行用户查询
public User findByCondition(User user) throws Exception;
}


接下来我们只需获取到代理对象，调用方法即可。

public class Main2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
InputStream resourceAsSteam = Resources.getResourceAsSteam("sqlMapConfig.xml");
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(resourceAsSteam);
SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
//获取到代理对象
IUserDao userDao = sqlSession.getMapper(IUserDao.class);
List all = userDao.findAll();
for (User user1 : all) {
System.out.println(user1);
}
}
}


总结

为了解决JDBC操作数据库存在的问题，我们主要干了这些事

以下为本文的大体流程图：