Mybatis源码分析（七）自定义缓存、分页的实现

上一章节通过源码已经深入了解到插件的加载机制和时机，本章节就实战一下。拿两个功能点来展示插件的使用。

一、缓存

我们知道，在Mybatis中是有缓存实现的。分一级缓存和二级缓存，不过一级缓存其实没啥用。因为我们知道它是基于sqlSession的，而sqlSession在每一次的方法执行时都会被新创建。二级缓存是基于namespace，离开了它也是不行。有没有一种方式来提供自定义的缓存机制呢？

1、Executor

Executor是Mybatis中的执行器。所有的查询就是调用它的 <E> List<E> query() 方法。我们就可以在这里进行拦截，不让它执行后面的查询动作， 直接从缓存返回。

在这个类里面，我们先获取参数中的缓存标记和缓存的Key，去查询Redis。如果命中，则返回；未命中，接着执行它本身的方法。

@Intercepts({@Signature(method = "query", type = Executor.class,args = {
		MappedStatement.class,Object.class,RowBounds.class,ResultHandler.class})})
//BeanFactoryAware是Spring中的接口。目的是获取jedisService的Bean
public class ExecutorInterceptor implements Interceptor,BeanFactoryAware{
	private JedisServiceImpl jedisService;
	
	@SuppressWarnings("unchecked")
	public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
		if (invocation.getTarget() instanceof CachingExecutor) {
			//获取CachingExecutor所有的参数
			Object[] params = invocation.getArgs();
			//第二个参数就是业务方法的参数
			Map<String,Object> paramMap = (Map<String, Object>) params[1];
			String isCache = paramMap.get("isCache").toString();
			//判断是否需要缓存，并取到缓存的Key去查询Redis
			if (isCache!=null && "true".equals(isCache)) {
				String cacheKey = paramMap.get("cacheKey").toString();
				String cacheResult = jedisService.getString(cacheKey);
				if (cacheResult!=null) {
					System.out.println("已命中 Redis 缓存,直接返回.");
					return JSON.parseObject(cacheResult, new TypeReference<List<Object>>(){});
				}else {
					return invocation.proceed();
				}
				
			}
			
		}
		return invocation.proceed();
	}
	
	//返回代理对象
	public Object plugin(Object target) {
		if (target instanceof Executor) {
			return Plugin.wrap(target, this);
		}
		return target;
	}

	public void setProperties(Properties properties) {}

	public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
		jedisService = (JedisServiceImpl) beanFactory.getBean("jedisServiceImpl");
	}

}
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以上方法只是从缓存中获取数据，但什么时候往缓存中添加数据呢？总不能在每个业务方法里面调用Redis的方法，以后如果把Redis换成了别的数据库，岂不是很尴尬。

回忆一下Mybatis执行方法的整个流程。在提交执行完 SQL 之后，它是怎么获取返回值的呢？

2、ResultSetHandler

没有印象吗？就是这句 return resultSetHandler.<E> handleResultSets(ps); 其中的resultSetHandler就是DefaultResultSetHandler实例的对象。它负责解析并返回从数据库查询到的数据，那么我们就可以在返回之后把它放到Redis。

@Intercepts({@Signature(method = "handleResultSets", 
		type = ResultSetHandler.class,args = {Statement.class})})
public class ResultSetHandlerInterceptor implements Interceptor,BeanFactoryAware{

	private JedisServiceImpl jedisService;
	@SuppressWarnings("unchecked")
	public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
		Object result = null;
		if (invocation.getTarget() instanceof DefaultResultSetHandler) {
			//先执行方法，以获得结果集
			result = invocation.proceed();		
			DefaultResultSetHandler handler = (DefaultResultSetHandler) invocation.getTarget();
			
			//通过反射拿到里面的成员属性，是为了最终拿到业务方法的参数
			Field boundsql_field = getField(handler, "boundSql");
	        BoundSql boundSql = (BoundSql)boundsql_field.get(handler);
	        Field param_field = getField(boundSql, "parameterObject");
	        Map<String,Object> paramMap = (Map<String, Object>) param_field.get(boundSql);
	        
	        String isCache = paramMap.get("isCache").toString();
			if (isCache!=null && "true".equals(isCache)) {
				String cacheKey = paramMap.get("cacheKey").toString();
				String cacheResult = jedisService.getString(cacheKey);
				//如果缓存中没有数据，就添加进去
				if (cacheResult==null) {
					jedisService.setString(cacheKey, JSONObject.toJSONString(result));
				}
			}
		}
		return result;
	}
	public Object plugin(Object target) {
		if (target instanceof ResultSetHandler) {
			return Plugin.wrap(target, this);
		}
		return target;
	}
	private Field getField(Object obj, String name) {
        Field field = ReflectionUtils.findField(obj.getClass(), name);
        field.setAccessible(true);
        return field;
    }
	public void setProperties(Properties properties) {}
	public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
		jedisService = (JedisServiceImpl) beanFactory.getBean("jedisServiceImpl");
	}
}
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通过这两个拦截器，就可以实现自定义缓存。当然了，处理逻辑还是看自己的业务来定，但大体流程就是这样的。这里面最重要的其实是cacheKey的设计，怎么做到通用性以及唯一性。为什么这样说呢？想象一下，如果执行了UPDATE操作，我们需要清除缓存，那么以什么规则来清除呢？还有，如果cacheKey的粒度太粗，相同查询方法的不同参数值怎么来辨别呢？这都需要深思熟虑来设计这个字段才行。

public @ResponseBody List<User> queryAll(){
	Map<String,Object> paramMap = new HashMap<>();
	paramMap.put("isCache", "true");
	paramMap.put("cacheKey", "userServiceImpl.getUserList");
	List<User> userList = userServiceImpl.getUserList(paramMap);
	return userList;
} 
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二、分页

基本每个应用程序都有分页的功能。从数据库的角度来看，分页就是确定从第几条开始，一共取多少条的问题。比如在 MySQL 中，我们可以这样 select * from user limit 0,10 。

在程序中，我们不能每个SQL语句都加上limit，万一换了不支持Limit的数据库也是麻烦事。同时，limit后的0和10也并非一成不变的，这个取决于我们的页面逻辑。

在解析完BoundSql之后，Mybatis开始调用StatementHandler.prepare()方法来构建预编译对象，并设置参数值和提交SQL语句。我们的目的就是在此之前修改BoundSql中的SQL语句。先来看下拦截器的定义。

@Intercepts({@Signature(type = StatementHandler.class, method = "prepare", 
						args = {Connection.class,Integer.class})})
public class PageInterceptor implements Interceptor {
	
	public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
		return invocation.proceed();
	}
	public Object plugin(Object target) {
        if (target instanceof RoutingStatementHandler) {
            return Plugin.wrap(target, this);
        }
        return target;
    }
}
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1、Page对象

那么，第一步，我们先创建一个Page对象。它负责记录和计算数据的起始位置和总条数，以便在页面通过计算来友好的展示分页。

public class Page {
	public Integer start;//当前页第一条数据在List中的位置,从0开始
    public static final Integer pageSize = 10;//每页的条数
    public Integer totals;//总记录条数
    public boolean needPage;//是否需要分页  
	
	public Page(int pages) {
    	setNeedPage(true);
    	start = (pages-1)*Page.pageSize;
	}
	public boolean isNeedPage() {
        return needPage;
    }
	public void setNeedPage(boolean needPage) {
        this.needPage = needPage;
    }
}
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2、获取参数

从目标对象中，拿到各种参数，先要判断是否需要分页

@Intercepts({@Signature(type = StatementHandler.class, method = "prepare", 
						args = {Connection.class,Integer.class})})
public class PageInterceptor implements Interceptor {
	
	public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
		if (invocation.getTarget() instanceof StatementHandler) {
            
        	StatementHandler statementHandler = (StatementHandler)invocation.getTarget();
	        Field delegate_field = getField(statementHandler, "delegate");
			
	        StatementHandler preparedHandler = (StatementHandler)delegate_field.get(statementHandler);	        
	        Field mappedStatement_field = getField(preparedHandler, "mappedStatement");
			
	        MappedStatement mappedStatement = (MappedStatement) mappedStatement_field.get(preparedHandler); 
			
	        Field boundsql_field = getField(preparedHandler, "boundSql");
	        BoundSql boundSql = (BoundSql)boundsql_field.get(preparedHandler);
	        
	        String sql = boundSql.getSql();
	        Object param = boundSql.getParameterObject();
	        
	        if (param instanceof Map) {
	        	Map paramObject = (Map)param;
	            if (paramObject.containsKey("page")) {
					//判断是否需要分页
	            	Page page = (Page)paramObject.get("page");
	            	if (!page.isNeedPage()) {
	                    return invocation.proceed();
	                }
	                Connection connection = (Connection) invocation.getArgs()[0];
	                setTotals(mappedStatement,preparedHandler,page,connection,boundSql);
	                sql = pageSql(sql, page);
	                Field sql_field = getField(boundSql, "sql");
	                sql_field.setAccessible(true);
	                sql_field.set(boundSql, sql);
	    		}
			}
        }
        return invocation.proceed();
	}
}
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3、设置总条数

实际上，一次分页功能要设计到两次查询。一次是本身的SQL加上Limit标签，一次是不加Limit的标签并且应该是Count语句，来获取总条数。所以，就是涉及到 setTotals 这个方法。 这个方法的目的是获取数据的总条数，它涉及几个关键点。

• 修改原来的SQL，改成Count语句。
• 修改原来方法的返回值类型。
• 执行SQL。
• 把修改后的SQL和返回值类型，再改回去。

private void setTotals(MappedStatement mappedStatement,StatementHandler preparedHandler,
						Page page,Connection connection,BoundSql boundSql){
			
	//原来的返回值类型
	Class<?> old_type = Object.class;
	ResultMap resultMap = null;
	List<ResultMap> resultMaps = mappedStatement.getResultMaps();
	if (resultMaps!=null && resultMaps.size()>0) {
		resultMap = resultMaps.get(0);
		old_type = resultMap.getType();
		//修改返回值类型为Integer,因为我们获取的是总条数
		Field type_field = getField(resultMap, "type");
		type_field.setAccessible(true);
		type_field.set(resultMap, Integer.class);
	}
	
	//修改SQL为count语句
	String old_sql = boundSql.getSql();
	String count_sql = getCountSql(old_sql);
	
	Field sql_field = getField(boundSql, "sql");
	sql_field.setAccessible(true);
	sql_field.set(boundSql, count_sql);
	
	//执行SQL 并设置总条数到Page对象
	Statement statement =  prepareStatement(preparedHandler, connection);
	List<Object> resObjects = preparedHandler.query(statement, null);
	int result_count = (int) resObjects.get(0);
	page.setTotals(result_count);
		
	/**
	 * 还要把sql和返回类型修改回去，这点很重要
	 */
	Field sql_field_t = getField(boundSql, "sql");
	sql_field_t.setAccessible(true);
	sql_field_t.set(boundSql, old_sql);
	
	Field type_field = getField(resultMap, "type");
	type_field.setAccessible(true);
	type_field.set(resultMap, old_type);
}
private String getCountSql(String sql) {    
	int index = sql.indexOf("from");    
	return "select count(1) " + sql.substring(index);    
}
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4、Limit

还获取到总条数之后，还要修改一次SQL，是加上Limit。最后执行，并返回结果。

String sql = boundSql.getSql();

//加上Limit，从start开始
sql = pageSql(sql, page);
Field sql_field = getField(boundSql, "sql");
sql_field.setAccessible(true);
sql_field.set(boundSql, sql);


private String pageSql(String sql, Page page) {
	StringBuffer sb = new StringBuffer();
	sb.append(sql);
	sb.append(" limit ");
	sb.append(page.getStart());
	sb.append("," + Page.pageSize);
	return sb.toString();
}
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最后，在业务方法里面直接调用即可。当然了，记住要把Page参数传过去。

public @ResponseBody List<User> queryAll(HttpServletResponse response) throws IOException {
		
	Page page = new Page(1);
	Map<String,Object> paramMap = new HashMap<>();
	paramMap.put("isCache", "true");
	paramMap.put("cacheKey", "userServiceImpl.getUserList");
	paramMap.put("page", page);
	
	List<User> userList = userServiceImpl.getUserList(paramMap);
	for (User user : userList) {
		System.out.println(user.getUsername());
	}
	System.out.println("数据总条数:"+page.getTotals());
	return userList;
} 
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关小羽
小露娜
亚麻瑟
小鲁班
数据总条数:4
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三、总结

本章节重点阐述了Mybatis中插件的实际使用过程。在日常开发中，缓存和分页基本上都是可以常见的功能点。你完全可以高度自定义自己的缓存机制，缓存的时机、缓存Key的设计、过期键的设置等....对于分页你也应该更加清楚它们的实现逻辑，以便未来在选型的时候，你会多一份选择。