面试官：讲一讲Mybatis插件的原理及如何实现？

前言

Mybatis的分页插件相信大家都使用过，那么可知道其中的实现原理？分页插件就是利用的Mybatis中的插件机制实现的，在Executor的query执行前后进行分页处理。
此篇文章就来介绍以下Mybatis的插件机制以及在底层是如何实现的。
环境配置
本篇文章讲的一切内容都是基于Mybatis3.5和SpringBoot-2.3.3.RELEASE。

什么是插件？

插件是Mybatis中的最重要的功能之一，能够对特定组件的特定方法进行增强。
MyBatis 允许你在映射语句执行过程中的某一点进行拦截调用。默认情况下，MyBatis 允许使用插件来拦截的方法调用包括：
- Executor：update, query, flushStatements, commit, rollback, getTransaction, close, isClosed
- ParameterHandler: getParameterObject, setParameters
- ResultSetHandler：handleResultSets, handleOutputParameters
- StatementHandler: prepare, parameterize, batch, update, query

如何自定义插件？

插件的实现其实很简单，只需要实现Mybatis提供的Interceptor这个接口即可，源码如下：

public interface Interceptor {
  //拦截的方法
  Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable;
  //返回拦截器的代理对象
  Object plugin(Object target);
  //设置一些属性
  void setProperties(Properties properties);

}

举个栗子

有这样一个需求：需要在Mybatis执行的时候篡改selectByUserId的参数值。
分析：修改SQL的入参，应该在哪个组件的哪个方法上拦截篡改呢？研究过源码的估计都很清楚的知道，ParameterHandler中的setParameters()方法就是对参数进行处理的。因此肯定是拦截这个方法是最合适。

自定义的插件如下：

/**
 * @Intercepts 注解标记这是一个拦截器,其中可以指定多个@Signature
 * @Signature 指定该拦截器拦截的是四大对象中的哪个方法
 *      type：拦截器的四大对象的类型
 *      method：拦截器的方法，方法名
 *      args：入参的类型，可以是多个，根据方法的参数指定，以此来区分方法的重载
 */
@Intercepts(
        {
                @Signature(type = ParameterHandler.class,method ="setParameters",args = {PreparedStatement.class})
        }
)
public class ParameterInterceptor implements Interceptor {
    @Override
    public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
        System.out.println("拦截器执行："+invocation.getTarget());
        //目标对象
        Object target = invocation.getTarget();
        //获取目标对象中所有属性的值，因为ParameterHandler使用的是DefaultParameterHandler，因此里面的所有的属性都封装在其中
        MetaObject metaObject = SystemMetaObject.forObject(target);
        //使用xxx.xxx.xx的方式可以层层获取属性值，这里获取的是mappedStatement中的id值
        String value = (String) metaObject.getValue("mappedStatement.id");
        //如果是指定的查询方法
        if ("cn.cb.demo.dao.UserMapper.selectByUserId".equals(value)){
            //设置参数的值是admin_1，即是设置id=admin_1，因为这里只有一个参数，可以这么设置，如果有多个需要需要循环
            metaObject.setValue("parameterObject", "admin_1");
        }
        //执行目标方法
        return invocation.proceed();
    }


    @Override
    public Object plugin(Object target) {
        //如果没有特殊定制，直接使用Plugin这个工具类返回一个代理对象即可
        return Plugin.wrap(target, this);
    }

    @Override
    public void setProperties(Properties properties) {
    }
}

intercept方法：最终会拦截的方法，最重要的一个方法。
plugin方法：返回一个代理对象，如果没有特殊要求，直接使用Mybatis的工具类Plugin返回即可。
setProperties：设置一些属性，不重要。

用到哪些注解？

自定义插件需要用到两个注解，分别是@Intercepts和@Signature。
@Intercepts：标注在实现类上，表示这个类是一个插件的实现类。
@Signature：作为@Intercepts的属性，表示需要增强Mybatis的某些组件中的某些方法（可以指定多个）。常用的属性如下：
- Class<?> type()：指定哪个组件（Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler）
- String method()：指定增强组件中的哪个方法，直接写方法名称。
- Class<?>[] args()：方法中的参数，必须一一对应，可以写多个；这个属性非常重用，区分重载方法。

如何注入Mybatis？

上面已经将插件定义好了，那么如何注入到Mybatis中使其生效呢？
前提：由于本篇文章的环境是SpringBoot+Mybatis，因此讲一讲如何在SpringBoot中将插件注入到Mybatis中。
在Mybatis的自动配置类MybatisAutoConfiguration中，注入SqlSessionFactory的时候，有如下一段代码：
上图中的this.interceptors是什么，从何而来，其实就是从容器中的获取的Interceptor[]，如下一段代码：

从上图我们知道，这插件最终还是从IOC容器中获取的Interceptor[]这个Bean ，因此我们只需要在配置类中注入这个Bean即可，如下代码：

/**
 * @Configuration：这个注解标注该类是一个配置类
 */
@Configuration
public class MybatisConfig{

    /**
     * @Bean ： 该注解用于向容器中注入一个Bean
     * 注入Interceptor[]这个Bean
     * @return
     */
    @Bean
    public Interceptor[] interceptors(){
        //创建ParameterInterceptor这个插件
        ParameterInterceptor parameterInterceptor = new ParameterInterceptor();
        //放入数组返回
        return new Interceptor[]{parameterInterceptor};
    }
}

测试

此时自定义的插件已经注入了Mybatis中了，现在测试看看能不能成功执行呢？测试代码如下：

@Test
void contextLoads() {
  //传入的是1222
    UserInfo userInfo = userMapper.selectByUserId("1222");
    System.out.println(userInfo);
  
}

测试代码传入的是1222，由于插件改变了入参，因此查询出来的应该是admin_1这个人。

插件原理分析

插件的原理其实很简单，就是在创建组件的时候生成代理对象(Plugin)，执行组件方法的时候拦截即可。下面就来详细介绍一下插件在Mybatis底层是如何工作的？

Mybatis的四大组件都是在Mybatis的配置类Configuration中创建的，具体的方法如下：


//创建Executor
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);
    }
    //调用pluginAll方法，生成代理对象
    executor = (Executor) interceptorChain.pluginAll(executor);
    return executor;
  }
  
  //创建ParameterHandler
  public ParameterHandler newParameterHandler(MappedStatement mappedStatement, Object parameterObject, BoundSql boundSql) {
    ParameterHandler parameterHandler = mappedStatement.getLang().createParameterHandler(mappedStatement, parameterObject, boundSql);
    //调用pluginAll方法，生成代理对象
    parameterHandler = (ParameterHandler) interceptorChain.pluginAll(parameterHandler);
    return parameterHandler;
  }

//创建ResultSetHandler
  public ResultSetHandler newResultSetHandler(Executor executor, MappedStatement mappedStatement, RowBounds rowBounds, ParameterHandler parameterHandler,
      ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {
    ResultSetHandler resultSetHandler = new DefaultResultSetHandler(executor, mappedStatement, parameterHandler, resultHandler, boundSql, rowBounds);
    //调用pluginAll方法，生成代理对象
    resultSetHandler = (ResultSetHandler) interceptorChain.pluginAll(resultSetHandler);
    return resultSetHandler;
  }
  
  //创建StatementHandler
  public StatementHandler newStatementHandler(Executor executor, MappedStatement mappedStatement, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql) {
    StatementHandler statementHandler = new RoutingStatementHandler(executor, mappedStatement, parameterObject, rowBounds, resultHandler, boundSql);
    //调用pluginAll方法，生成代理对象
    statementHandler = (StatementHandler) interceptorChain.pluginAll(statementHandler);
    return statementHandler;
  }

从上面的源码可以知道，创建四大组件的方法中都会执行pluginAll()这个方法来生成一个代理对象。具体如何生成的，下面详解。

如何生成代理对象？

创建四大组件过程中都执行了pluginAll()这个方法，此方法源码如下：

public Object pluginAll(Object target) {
    //循环遍历插件
    for (Interceptor interceptor : interceptors) {
      //调用插件的plugin()方法
      target = interceptor.plugin(target);
    }
    //返回
    return target;
  }

pluginAll()方法很简单，直接循环调用插件的plugin()方法，但是我们调用的是Plugin.wrap(target, this)这行代码，因此要看一下wrap()这个方法的源码，如下：

public static Object wrap(Object target, Interceptor interceptor) {
    //获取注解的@signature的定义
    Map<Class<?>, Set<Method>> signatureMap = getSignatureMap(interceptor);
    //目标类
    Class<?> type = target.getClass();
    //获取需要拦截的接口
    Class<?>[] interfaces = getAllInterfaces(type, signatureMap);
    if (interfaces.length > 0) {
      //生成代理对象
      return Proxy.newProxyInstance(
          type.getClassLoader(),
          interfaces,
          new Plugin(target, interceptor, signatureMap));
    }
    return target;
  }

Plugin.wrap()这个方法的逻辑很简单，判断这个插件是否是拦截对应的组件，如果拦截了，生成代理对象（Plugin）返回，没有拦截直接返回，上面例子中生成的代理对象如下图：

如何执行？

上面讲了Mybatis启动的时候如何根据插件生成代理对象的(Plugin)。现在就来看看这个代理对象是如何执行的？

既然是动态代理，肯定会执行的invoke()这个方法，Plugin类中的invoke()源码如下：

@Override
  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    try {
      //获取@signature标注的方法
      Set<Method> methods = signatureMap.get(method.getDeclaringClass());
      //如果这个方法被拦截了
      if (methods != null && methods.contains(method)) {
      //直接执行插件的intercept()这个方法
        return interceptor.intercept(new Invocation(target, method, args));
      }
      //没有被拦截，执行原方法
      return method.invoke(target, args);
    } catch (Exception e) {
      throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(e);
    }
  }

逻辑很简单，这个方法被拦截了就执行插件的intercept()方法，没有被拦截，则执行原方法。
还是以上面自定义的插件来看看执行的流程：
- setParameters()这个方法在PreparedStatementHandler中被调用，如下图：
- 执行invoke()方法，发现setParameters()这个方法被拦截了，因此直接执行的是intercept()方法。

总结

Mybatis中插件的原理其实很简单，分为以下几步：
1. 在项目启动的时候判断组件是否有被拦截，如果没有直接返回原对象。
2. 如果有被拦截，返回动态代理的对象（Plugin）。
3. 执行到的组件的中的方法时，如果不是代理对象，直接执行原方法
4. 如果是代理对象，执行Plugin的invoke()方法。

分页插件的原理分析

此处安利一款经常用的分页插件pagehelper，Maven依赖如下：

<dependency>
    <groupId>com.github.pagehelper</groupId>
    <artifactId>pagehelper</artifactId>
    <version>5.1.6</version>
</dependency>

分页插件很显然也是根据Mybatis的插件来定制的，来看看插件PageInterceptor的源码如下：

@Intercepts(
        {
                @Signature(type = Executor.class, method = "query", args = {MappedStatement.class, Object.class, RowBounds.class, ResultHandler.class}),
                @Signature(type = Executor.class, method = "query", args = {MappedStatement.class, Object.class, RowBounds.class, ResultHandler.class, CacheKey.class, BoundSql.class}),
        }
)
public class PageInterceptor implements Interceptor {}

既然是分页功能，肯定是在query()的时候拦截，因此肯定是在Executor这个组件中。
分页插件的原理其实很简单，不再一一分析源码了，根据的自己定义的分页数据重新赋值RowBounds来达到分页的目的，当然其中涉及到数据库方言等等内容，不是本章重点，有兴趣可以看一下GitHub上的文档。

总结

对于业务开发的程序员来说，插件的这个功能很少用到，但是不用就不应该了解吗？做人要有追求，哈哈。
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前言

环境配置