从零开始手写 mybatis（二）mybatis interceptor 插件机制详解

2020-07-18 604

前景回顾

第一节从零开始手写 mybatis（一）MVP 版本中我们实现了一个最基本的可以运行的 mybatis。

常言道，万事开头难，然后中间难。

mybatis 的插件机制是 mybatis 除却动态代理之外的第二大灵魂。

下面我们一起来体验一下这有趣的灵魂带来的痛苦与快乐~

插件的作用

在实际开发过程中,我们经常使用的Mybaits插件就是分页插件了，通过分页插件我们可以在不用写count语句和limit的情况下就可以获取分页后的数据,给我们开发带来很大

的便利。除了分页，插件使用场景主要还有更新数据库的通用字段，分库分表，加解密等的处理。

这篇博客主要讲Mybatis插件原理,下一篇博客会设计一个Mybatis插件实现的功能就是每当新增数据的时候不用数据库自增ID而是通过该插件生成雪花ID,作为每条数据的主键。

JDK动态代理+责任链设计模式

Mybatis的插件其实就是个拦截器功能。它利用JDK动态代理和责任链设计模式的综合运用。采用责任链模式，通过动态代理组织多个拦截器,通过这些拦截器你可以做一些你想做的事。

所以在讲Mybatis拦截器之前我们先说说JDK动态代理+责任链设计模式。

JDK 动态代理案例

package com.github.houbb.mybatis.plugin;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class JdkDynamicProxy {

    /**
     * 一个接口
     */
    public interface HelloService{
        void sayHello();
    }

    /**
     * 目标类实现接口
     */
    static class HelloServiceImpl implements HelloService{

        @Override
        public void sayHello() {
            System.out.println("sayHello......");
        }

    }

    /**
     * 自定义代理类需要实现InvocationHandler接口
     */
    static  class HelloInvocationHandler implements InvocationHandler {

        private Object target;

        public HelloInvocationHandler(Object target){
            this.target = target;
        }

        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            System.out.println("------插入前置通知代码-------------");
            //执行相应的目标方法
            Object rs = method.invoke(target,args);
            System.out.println("------插入后置处理代码-------------");
            return rs;
        }

        public static Object wrap(Object target) {
            return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
                    target.getClass().getInterfaces(),new HelloInvocationHandler(target));
        }
    }

    public static void main(String[] args)  {
        HelloService proxyService = (HelloService) HelloInvocationHandler.wrap(new HelloServiceImpl());
        proxyService.sayHello();
    }

}

输出

------插入前置通知代码-------------
sayHello......
------插入后置处理代码-------------

优化1：面向对象

上面代理的功能是实现了,但是有个很明显的缺陷，就是 HelloInvocationHandler 是动态代理类，也可以理解成是个工具类，我们不可能会把业务代码写到写到到invoke方法里，

不符合面向对象的思想，可以抽象一下处理。

定义接口

可以设计一个Interceptor接口，需要做什么拦截处理实现接口就行了。

public interface Interceptor {

    /**
     * 具体拦截处理
     */
    void intercept();

}

实现接口

public class LogInterceptor implements Interceptor{

    @Override
    public void intercept() {
        System.out.println("------插入前置通知代码-------------");
    }

}

和

public class TransactionInterceptor implements Interceptor{

    @Override
    public void intercept() {
        System.out.println("------插入后置处理代码-------------");
    }

}

实现代理

public class InterfaceProxy implements InvocationHandler {

    private Object target;

    private List<Interceptor> interceptorList = new ArrayList<>();

    public InterfaceProxy(Object target, List<Interceptor> interceptorList) {
        this.target = target;
        this.interceptorList = interceptorList;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        //处理多个拦截器
        for (Interceptor interceptor : interceptorList) {
            interceptor.intercept();
        }
        return method.invoke(target, args);
    }

    public static Object wrap(Object target, List<Interceptor> interceptorList) {
        InterfaceProxy targetProxy = new InterfaceProxy(target, interceptorList);
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(), targetProxy);
    }

}

测试验证

public static void main(String[] args) {
    List<Interceptor> interceptorList = new ArrayList<>();
    interceptorList.add(new LogInterceptor());
    interceptorList.add(new TransactionInterceptor());

    HelloService target = new HelloServiceImpl();
    HelloService targetProxy = (HelloService) InterfaceProxy.wrap(target, interceptorList);
    targetProxy.sayHello();
}

日志

------插入前置通知代码-------------
------插入后置处理代码-------------
sayHello......

这里有一个很明显的问题，所有的拦截都在方法执行前被处理了。

优化 2：灵活指定前后

上面的动态代理确实可以把代理类中的业务逻辑抽离出来，但是我们注意到，只有前置代理，无法做到前后代理，所以还需要在优化下。

所以需要做更一步的抽象，

把拦截对象信息进行封装，作为拦截器拦截方法的参数，把拦截目标对象真正的执行方法放到Interceptor中完成，这样就可以实现前后拦截，并且还能对拦截对象的参数等做修改。

实现思路

代理类上下文

设计一个 Invocation 对象。

public class Invocation {

    /**
     * 目标对象
     */
    private Object target;
    /**
     * 执行的方法
     */
    private Method method;
    /**
     * 方法的参数
     */
    private Object[] args;

    public Invocation(Object target, Method method, Object[] args) {
        this.target = target;
        this.method = method;
        this.args = args;
    }

    /**
     * 执行目标对象的方法
     */
    public Object process() throws Exception{
        return method.invoke(target,args);
    }

    // 省略 Getter/Setter

}

调整接口

Interceptor.java

public interface Interceptor {

    /**
     * 具体拦截处理
     */
    Object intercept(Invocation invocation) throws Exception;

}

日志实现

public class MyLogInterceptor implements Interceptor {

    @Override
    public Object intercept(Invocation invocation) throws Exception {
        System.out.println("------插入前置通知代码-------------");
        Object result = invocation.process();
        System.out.println("------插入后置处理代码-------------");
        return result;
    }

}

重新实现代理类

public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {

    private Object target;

    private Interceptor interceptor;

    public MyInvocationHandler(Object target, Interceptor interceptor) {
        this.target = target;
        this.interceptor = interceptor;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        Invocation invocation = new Invocation(target, method, args);
        // 返回的依然是代理类的结果
        return interceptor.intercept(invocation);
    }

    public static Object wrap(Object target, Interceptor interceptor) {
        MyInvocationHandler targetProxy = new MyInvocationHandler(target, interceptor);
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(),
                targetProxy);
    }

}

最核心的就在于构建了 invocation，然后执行对应的方法。

测试

代码

public static void main(String[] args) {
    HelloService target = new HelloServiceImpl();
    Interceptor interceptor = new MyLogInterceptor();
    HelloService targetProxy = (HelloService) MyInvocationHandler.wrap(target, interceptor);
    targetProxy.sayHello();
}

日志

------插入前置通知代码-------------
sayHello......
------插入后置处理代码-------------

优化 3：划清界限

上面这样就能实现前后拦截，并且拦截器能获取拦截对象信息。

但是测试代码的这样调用看着很别扭，对应目标类来说，只需要了解对他插入了什么拦截就好。

再修改一下，在拦截器增加一个插入目标类的方法。

实现

接口调整

public interface Interceptor {

    /**
     * 具体拦截处理
     *
     * @return 方法执行的结果
     * @since 0.0.2
     */
    Object intercept(Invocation invocation) throws Exception;

    /**
     * 插入目标类
     *
     * @return 代理
     * @since 0.0.2
     */
    Object plugin(Object target);

}

实现调整

可以理解为把静态方法调整为对象方法。

public class MyLogInterceptor implements Interceptor {

    @Override
    public Object intercept(Invocation invocation) throws Exception {
        System.out.println("------插入前置通知代码-------------");
        Object result = invocation.process();
        System.out.println("------插入后置处理代码-------------");
        return result;
    }

    @Override
    public Object plugin(Object target) {
        return MyInvocationHandler.wrap(target, this);
    }

}

测试

代码

public static void main(String[] args) {
    HelloService target = new HelloServiceImpl();
    Interceptor interceptor = new MyLogInterceptor();
    HelloService targetProxy = (HelloService) interceptor.plugin(target);
    targetProxy.sayHello();
}

日志

------插入前置通知代码-------------
sayHello......
------插入后置处理代码-------------

责任链模式

多个拦截器如何处理?

测试代码

public static void main(String[] args) {
    HelloService target = new HelloServiceImpl();
    //1. 拦截器1
    Interceptor interceptor = new MyLogInterceptor();
    target = (HelloService) interceptor.plugin(target);
    //2. 拦截器 2
    Interceptor interceptor2 = new MyTransactionInterceptor();
    target = (HelloService) interceptor2.plugin(target);
    // 调用
    target.sayHello();
}

其中 MyTransactionInterceptor 实现如下：

public class MyTransactionInterceptor implements Interceptor {

    @Override
    public Object intercept(Invocation invocation) throws Exception {
        System.out.println("------tx start-------------");
        Object result = invocation.process();
        System.out.println("------tx end-------------");
        return result;
    }

    @Override
    public Object plugin(Object target) {
        return MyInvocationHandler.wrap(target, this);
    }

}

日志如下：

------tx start-------------
------插入前置通知代码-------------
sayHello......
------插入后置处理代码-------------
------tx end-------------

当然很多小伙伴看到这里其实已经想到使用责任链模式，下面我们一起来看一下责任链模式。

责任链模式

public class InterceptorChain {

    private List<Interceptor> interceptorList = new ArrayList<>();

    /**
     * 插入所有拦截器
     */
    public Object pluginAll(Object target) {
        for (Interceptor interceptor : interceptorList) {
            target = interceptor.plugin(target);
        }
        return target;
    }

    public void addInterceptor(Interceptor interceptor) {
        interceptorList.add(interceptor);
    }
    /**
     * 返回一个不可修改集合，只能通过addInterceptor方法添加
     * 这样控制权就在自己手里
     */
    public List<Interceptor> getInterceptorList() {
        return Collections.unmodifiableList(interceptorList);
    }
}

测试

public static void main(String[] args) {
    HelloService target = new HelloServiceImpl();

    Interceptor interceptor = new MyLogInterceptor();
    Interceptor interceptor2 = new MyTransactionInterceptor();
    InterceptorChain chain = new InterceptorChain();
    chain.addInterceptor(interceptor);
    chain.addInterceptor(interceptor2);

    target = (HelloService) chain.pluginAll(target);
    // 调用
    target.sayHello();
}

日志

------tx start-------------
------插入前置通知代码-------------
sayHello......
------插入后置处理代码-------------
------tx end-------------

个人的思考

拦截器是否可以改进？

实际上个人感觉这里可以换一种角度，比如定义拦截器接口时，改为：

这样可以代码中可以不用写执行的部分，实现起来更加简单，也不会忘记。

public interface Interceptor {

    /**
     * 具体拦截处理
     */
    void before(Invocation invacation);

    /**
     * 具体拦截处理
     */
    void after(Invocation invacation);

}

不过这样也有一个缺点，那就是对于 process 执行的部分不可见，丧失了一部分灵活性。

抽象实现

对于 plugin() 这个方法，实际上实现非常固定。

应该对于接口不可见，直接放在 chain 中统一处理即可。

手写 mybatis 引入插件

说了这么多，如果你理解之后，那么接下来的插件实现部分就是小菜一碟。

只是将上面的思想做一个简单的实现而已。

快速体验

config.xml

引入插件，其他部分省略。

<plugins>
    <plugin interceptor="com.github.houbb.mybatis.plugin.SimpleLogInterceptor"/>
</plugins>

SimpleLogInterceptor.java

我们就是简单的输出一下入参和出参。

public class SimpleLogInterceptor implements Interceptor{
    @Override
    public void before(Invocation invocation) {
        System.out.println("----param: " + Arrays.toString(invocation.getArgs()));
    }

    @Override
    public void after(Invocation invocation, Object result) {
        System.out.println("----result: " + result);
    }

}

执行测试方法

输出日志如下。

----param: [com.github.houbb.mybatis.config.impl.XmlConfig@3b76982e, MapperMethod{type='select', sql='select * from user where id = ?', methodName='selectById', resultType=class com.github.houbb.mybatis.domain.User, paramType=class java.lang.Long}, [Ljava.lang.Object;@67011281]
----result: User{id=1, name='luna', password='123456'}
User{id=1, name='luna', password='123456'}

是不是灰常的简单，那么是怎么实现的呢？

核心实现

接口定义

public interface Interceptor {

    /**
     * 前置拦截
     * @param invocation 上下文
     * @since 0.0.2
     */
    void before(Invocation invocation);

    /**
     * 后置拦截
     * @param invocation 上下文
     * @param result 执行结果
     * @since 0.0.2
     */
    void after(Invocation invocation, Object result);

}

启动插件

在 openSession() 的时候，我们启动插件：

public SqlSession openSession() {
    Executor executor = new SimpleExecutor();
    //1. 插件
    InterceptorChain interceptorChain = new InterceptorChain();
    List<Interceptor> interceptors = config.getInterceptorList();
    interceptorChain.add(interceptors);
    executor = (Executor) interceptorChain.pluginAll(executor);

    //2. 创建
    return new DefaultSqlSession(config, executor);
}

这里我们就看到了一个责任链，实现如下。

责任链

public class InterceptorChain {

    /**
     * 拦截器列表
     * @since 0.0.2
     */
    private final List<Interceptor> interceptorList = new ArrayList<>();

    /**
     * 添加拦截器
     * @param interceptor 拦截器
     * @return this
     * @since 0.0.2
     */
    public synchronized InterceptorChain add(Interceptor interceptor) {
        interceptorList.add(interceptor);

        return this;
    }

    /**
     * 添加拦截器
     * @param interceptorList 拦截器列表
     * @return this
     * @since 0.0.2
     */
    public synchronized InterceptorChain add(List<Interceptor> interceptorList) {
        for(Interceptor interceptor : interceptorList) {
            this.add(interceptor);
        }

        return this;
    }

    /**
     * 代理所有
     * @param target 目标类
     * @return 结果
     * @since 0.0.2
     */
    public Object pluginAll(Object target) {
        for(Interceptor interceptor : interceptorList) {
            target = DefaultInvocationHandler.proxy(target, interceptor);
        }

        return target;
    }

}

其中的 DefaultInvocationHandler 实现如下：

/**
 * 默认的代理实现
 * @since 0.0.2
 */
public class DefaultInvocationHandler implements InvocationHandler {

    /**
     * 代理类
     * @since 0.0.2
     */
    private final Object target;

    /**
     * 拦截器
     * @since 0.0.2
     */
    private final Interceptor interceptor;

    public DefaultInvocationHandler(Object target, Interceptor interceptor) {
        this.target = target;
        this.interceptor = interceptor;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        Invocation invocation = new Invocation(target, method, args);

        interceptor.before(invocation);

        // invoke
        Object result = method.invoke(target, args);

        interceptor.after(invocation, result);

        return result;
    }

    /**
     * 构建代理
     * @param target 目标对象
     * @param interceptor 拦截器
     * @return 代理
     * @since 0.0.2
     */
    public static Object proxy(Object target, Interceptor interceptor) {
        DefaultInvocationHandler targetProxy = new DefaultInvocationHandler(target, interceptor);
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(),
                targetProxy);
    }

}

小结

本节的实现并不难，难在要理解 mybatis 整体对于插件的设计理念，技术层面还是动态代理，结合了责任链的设计模式。

这种套路学会之后，其实很多类似的框架，我们自己在实现的时候都可以借鉴这种思想。

拓展阅读

从零开始手写 mybatis（一）MVP 版本

参考资料

Mybatis框架(8)---Mybatis插件原理(代理+责任链)

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原文链接：https://blog.51cto.com/9250070/2511655

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从零开始手写 mybatis（二）mybatis interceptor 插件机制详解

前景回顾

插件的作用

JDK动态代理+责任链设计模式

JDK 动态代理案例

优化1：面向对象

定义接口

实现接口

实现代理

测试验证

优化 2：灵活指定前后

实现思路

代理类上下文

调整接口

重新实现代理类

测试

优化 3：划清界限

实现

接口调整

实现调整

测试

责任链模式

多个拦截器如何处理?

测试代码

责任链模式

责任链模式

测试

个人的思考

拦截器是否可以改进？

抽象实现

手写 mybatis 引入插件

快速体验

config.xml

SimpleLogInterceptor.java

执行测试方法

核心实现

接口定义

启动插件

责任链

小结

拓展阅读

参考资料

数据库主从不一致，怎么解？

非常叼的工单系统，工单结束，工作完成；非常叼的权限管控，精细到页面按钮及API

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