超全MyBatis动态代理详解!(绝对干货)

发布于 2022-4-16 17:08
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前言

假如有人问你这么几个问题,看能不能答上来

  1. Mybatis Mapper 接口没有实现类,怎么实现的动态代理
  2. JDK 动态代理为什么不能对类进行代理(充话费送的问题)
  3. 抽象类可不可以进行 JDK 动态代理(附加问题)

答不上来的铁汁,证明 Proxy、Mybatis 源码还没看到位。不过没有关系,继续往下看就明白了

动态代理实战

众所周知哈,Mybatis 底层封装使用的 JDK 动态代理。说 Mybatis 动态代理之前,先来看一下平常我们写的动态代理 Demo,抛砖引玉

一般来说定义 JDK 动态代理分为三个步骤,如下所示

  1. 定义代理接口
  2. 定义代理接口实现类
  3. 定义动态代理调用处理器

三步代码如下所示,玩过动态代理的小伙伴看过就能明白

public interface Subject { // 定义代理接口
    String sayHello();
}
public class SubjectImpl implements Subject {  // 定义代理接口实现类
    @Override
    public String sayHello() {
        System.out.println(" Hello World");
        return "success";
    }
}
public class ProxyInvocationHandler implements InvocationHandler {  // 定义动态代理调用处理器
    private Object target;

    public ProxyInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println(" 🧱 🧱 🧱 进入代理调用处理器 ");
        return method.invoke(target, args);
    }
}

写个测试程序,运行一下看看效果,同样是分三步

创建被代理接口的实现类

创建动态代理类,说一下三个参数

  • 类加载器
  • 被代理类所实现的接口数组
  • 调用处理器(调用被代理类方法,每次都经过它)

被代理实现类调用方法

public class ProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Subject subject = new SubjectImpl();
        Subject proxy = (Subject) Proxy
                .newProxyInstance(
                        subject.getClass().getClassLoader(),
                        subject.getClass().getInterfaces(),
                        new ProxyInvocationHandler(subject));
        proxy.sayHello();
        /**
         * 打印输出如下
         * 调用处理器:🧱 🧱 🧱 进入代理调用处理器
         * 被代理实现类:Hello World
         */
    }
}

Demo 功能实现了,大致运行流程也清楚了,下面要针对原理实现展开分析

动态代理原理分析

从原理的角度上解析一下,上面动态代理测试程序是如何执行的

第一步简单明了,创建了 Subject 接口的实现类,也是我们常规的实现

第二步是创建被代理对象的动态代理对象。这里有朋友就问了,怎么证明这是个动态代理对象?如图所示 超全MyBatis动态代理详解!(绝对干货)-开源基础软件社区

JDK 动态代理对象名称是有规则的,凡是经过 Proxy 类生成的动态代理对象,前缀必然是 $Proxy,后面的数字也是名称组成部分

如果有小伙伴想要一探究竟,关注 Proxy 内部类 ProxyClassFactory,这里会有想要的答案超全MyBatis动态代理详解!(绝对干货)-开源基础软件社区

回归正题,继续看一下 ProxyInvocationHandler,内部保持了被代理接口实现类的引用,invoke 方法内部使用反射调用被代理接口实现类方法超全MyBatis动态代理详解!(绝对干货)-开源基础软件社区

可以看出生成的动态代理类,继承了 Proxy 类,然后对 Subject 接口进行了实现,而实现方法 sayHello 中实际调用的是 ProxyInvocationHandler 的 invoke 方法

一不小心发现了 JDK 动态代理不能对类进行代理的原因 ^ ^

也就是说,当我们调用 Subject#sayHello 时,方法调用链是这样的超全MyBatis动态代理详解!(绝对干货)-开源基础软件社区

但是,Demo 里有被代理接口的实现类,Mybatis Mapper 没有,这要怎么玩

不知道不要紧,知道了估计也看不到这了,一起看下 mybatis 源码是怎么玩的

mybatis version:3.4.x

Mybatis 源码实现

不知道大家考没考虑过这么一个问题,Mybatis Mapper 为什么不需要实现类?

假如说,我们项目使用的三层设计,Controller 控制请求接收,Service 负责业务处理,Mapper 负责数据库交互超全MyBatis动态代理详解!(绝对干货)-开源基础软件社区

Mapper 层也就是我们常说的数据库映射层,负责对数据库的操作,比如对数据的查询或者新增、删除等

大胆设想下,项目没有使用 Mybatis,需要在 Mapper 实现层写数据库交互,会写一些什么内容?

会写一些常规的 JDBC 操作,比如:

// 装载Mysql驱动
Class.forName(driveName);
// 获取连接
con = DriverManager.getConnection(url, user, pass);
// 创建Statement
Statement state = con.createStatement();
// 构建SQL语句
String stuQuerySqlStr = "SELECT * FROM STUDENT";
// 执行SQL返回结果
ResultSet result = state.executeQuery(stuQuerySqlStr);
...

如果项目中所有 Mapper 实现层都要这么玩,那岂不是很想打人...

所以 Mybatis 结合项目痛点,应运而生,怎么做的呢

  1. 将所有和 JDBC 交互的操作,底层采用 JDK 动态代理封装,使用者只需要自定义 Mapper 和 .xml 文件
  2. SQL 语句定义在 .xml 文件或者 Mapper 中,项目启动时通过解析器解析 SQL 语句组装为 Java 中的对象

解析器分为多种,因为 Mybatis 中不仅有静态语句,同时也包含动态 SQL 语句

这也就是为什么 Mapper 接口不需要实现类,因为都已经被 Mybatis 通过动态代理封装了,如果每个 Mapper 都来一个实现类,臃肿且无用。经过这一顿操作,展示给我们的就是项目里用到的 Mybatis 框架

上面铺垫这么久,终于要到主角了,为什么 Mybatis Mapper 接口没有实现类也可以实现动态代理

想要严格按照先后顺序介绍 Mybatis 动态代理流程,而不超前引用未介绍过的术语,这几乎是不可能的,笔者尽量说的通俗易懂

无实现类完成动态代理

核心点来了,拿起小本本坐板正了 

我们先来看下普通动态代理有没有可能不用实现类,仅靠接口完成

public interface Subject {
    String sayHello();
}
public class ProxyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println(" 🧱 🧱 🧱 进入代理调用处理器 ");
        return "success";
    }
}

根据代码可以看到,我们并没有实现接口 Subject,继续看一下怎么实现动态代理

public class ProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Subject proxy = (Subject) Proxy
                .newProxyInstance(
                        subject.getClass().getClassLoader(),
                        new Class[]{Subject.class},
                        new ProxyInvocationHandler());
        proxy.sayHello();
        /**
         * 打印输出如下
         * 调用处理器:🧱 🧱 🧱 进入代理调用处理器
         */
    }
}

可以看到,对比文初的 Demo,这里对 Proxy.newProxyInstance 方法的参数作出了变化

之前是通过实现类获取所实现接口的 Class 数组,而这里是把接口本身放到 Class 数组中,殊归同途

有实现类接口和无实现类接口产生的动态代理类有什么区别

  1. 有实现类接口是对 InvocationHandler#invoke 方法调用,invoke 方法通过反射调用被代理对象(SubjectImpl)方法(sayHello)
  2. 无实现类接口则是仅对 InvocationHandler#invoke 产生调用。所以有实现类接口返回的是被代理对象接口返回值,而无实现类接口返回的仅是 invoke 方法返回值

InvocationHandler#invoke 方法返回值是 success 字符串,定义个字符串变量,是否能成功返回超全MyBatis动态代理详解!(绝对干货)-开源基础软件社区

现在第一个问题答案已经浮现,Mapper 没有实现类,所有调用 JDBC 等操作都是在 Mybatis InvocationHandler 实现的

问题既然已经得到了解决,给人一种感觉,好像没那么难,但是你不好奇,Mybatis 底层怎么做的么? 

先抛出一个问题,然后带着问题去看源码,可能让你记忆 Double 倍深刻

咱们 Demo 里的接口是固定的,Mybatis Mapper 可是不固定的,怎么搞?

Mybatis 是这么说的 

看看 Mybatis 底层它怎么实现的动态接口代理,小伙伴只需要关注标记处的代码即可超全MyBatis动态代理详解!(绝对干货)-开源基础软件社区

和我们的 Demo 代码很像,核心点在于 mapperInterface 它是怎么赋值的

先来说一下 Mybatis 代理工厂中具体生成动态代理类具体逻辑

  1. 根据 .xml 上关联的 namespace, 通过 Class#forName 反射的方式返回 Class 对象(不止 .xml namespace 一种方式)
  2. 将得到的 Class 对象(实际就是接口对象)传递给 Mybatis 代理工厂生成代理对象,也就是刚才 mapperInterface 属性

谜底揭晓,Mybatis 使用接口全限定名通过 Class#forName 生成 Class 对象,这个 Class 对象类型就是接口

为了方便大家理解,通过 Mybatis 源码提供的测试类举例。假设已有接口 AutoConstructorMapper 以及对应的 .xml 如下超全MyBatis动态代理详解!(绝对干货)-开源基础软件社区超全MyBatis动态代理详解!(绝对干货)-开源基础软件社区
执行第一步,根据 .xml namespace 得到 Class 对象 超全MyBatis动态代理详解!(绝对干货)-开源基础软件社区

  1. 首先第一步获取 .xml 上 mapper 标签 namespace 属性,得到 mapper 接口全限定信息
  2. 根据 mapper 全限定信息获取 Class 对象

添加到对应的映射器容器中,等待生成动态代理对象

如果此时调用生成动态代理对象,代理工厂 newInstance 方法如下:超全MyBatis动态代理详解!(绝对干货)-开源基础软件社区

至此,文初提的 Proxy、Mybatis 动态代理相关问题已全部答疑

抽象类能否 JDK 动态代理

说代码前结论先行,不能!

public abstract class AbstractProxy {
    abstract void sayHello();
}
AbstractProxy proxyInterface = (AbstractProxy) Proxy
        .newProxyInstance(
                ProxyTest.class.getClassLoader(),
                new Class[]{AbstractProxy.class},
                new ProxyInvocationHandler());
proxyInterface.sayHello();

毫无疑问,报错是必然的,JDK 是不能对类进行代理的超全MyBatis动态代理详解!(绝对干货)-开源基础软件社区

带着小疑惑我们看一下 Proxy 源码报错位置,JDK 动态代理在生成代理类的过程代码中,会有是否接口验证超全MyBatis动态代理详解!(绝对干货)-开源基础软件社区

抽象类终归是类,加个 abstract 也成不了接口(就像我,虽然胖了 60 斤,但依然是帅哥)

下次面试官如果有问这问题的,斩钉截铁一点,就是不能

结言

结合 Mybatis 使用 JDK 动态代理相关的问题,展开了文章的讲述,这里总结如下

Q:JDK 动态代理能否对类代理?

因为 JDK 动态代理生成的代理类,会继承 Proxy 类,由于 Java 无法多继承,所以无法对类进行代理

Q:抽象类是否可以 JDK 动态代理?

不可以,抽象类本质上也是类,Proxy 生成代理类过程中,会校验传入 Class 是否接口

Q:Mybatis Mapper 接口没有实现类,怎么实现的动态代理?

Mybatis 会通过 Class#forname 得到 Mapper 接口 Class 对象,生成对应的动态代理对象,核心业务处理都会在 InvocationHandler#invoke 进行处理。

本文转载自微信公众号「龙台的技术笔记」

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