詳解MyBatis的動態(tài)SQL實現原理

更新時間：2023年07月02日 16:50:39 作者：半夏之沫

MyBatis提供了強大的動態(tài)SQL語句生成功能，以應對復雜的業(yè)務場景，本篇文章將結合MyBatis解析SQL語句的過程對MyBatis中對<if>，<where>，<foreach>等動態(tài)SQL標簽的支持進行分析,需要的朋友可以參考下

前言

MyBatis版本：3.5.6

正文

一. XML文檔中的節(jié)點概念

在分析MyBatis如何支持SQL語句之前，本小節(jié)先分析XML文檔中的節(jié)點概念。XML文檔中的每個成分都是一個節(jié)點，DOM對XML節(jié)點的規(guī)定如下所示。

整個文檔是一個文檔節(jié)點；
每個XML標簽是一個元素節(jié)點；
包含在元素節(jié)點中的文本是文本節(jié)點。

以一個XML文檔進行說明，如下所示。

<provinces>
    <province name="四川">
        <capital>成都</capital>
    </province>
    <province name="湖北">
        <capital>武漢</capital>
    </province>
</provinces>

如上所示，整個XML文檔是一個文檔節(jié)點，這個文檔節(jié)點有一個子節(jié)點，就是<provinces>元素節(jié)點，<provinces>元素節(jié)點有五個子節(jié)點，分別是：

文本節(jié)點；
<province>元素節(jié)點；
文本節(jié)點，
<province>元素節(jié)點；
文本節(jié)點。

注意，在<provinces>元素節(jié)點的子節(jié)點中的文本節(jié)點的文本值均是\n，表示換行符。

同樣，<province>元素節(jié)點有三個子節(jié)點，分別是：

文本節(jié)點；
<capital>元素節(jié)點；
文本節(jié)點。

這里的文本節(jié)點的文本值也是\n。

然后<capital>元素節(jié)點只有一個子節(jié)點，為一個文本節(jié)點。節(jié)點的子節(jié)點之間互為兄弟節(jié)點，例如<provinces>元素的五個子節(jié)點之間互為兄弟節(jié)點，name為"四川"的<province>元素節(jié)點的上一個兄弟節(jié)點為文本節(jié)點，下一個兄弟節(jié)點也為文本節(jié)點。

二. 動態(tài)SQL解析流程說明

整體的一個解析流程如下所示。

也就是寫在映射文件中的一條SQL，會最終被解析為DynamicSqlSource或者RawSqlSource，前者表示動態(tài)SQL，后者表示靜態(tài)SQL。

上圖中的MixedSqlNode，其通常的包含關系可以由下圖定義。

也就是映射文件中定義一條SQL語句的CRUD標簽里的各種子元素，均會被解析為一個SqlNode，比如包含了${}的文本，會被解析為TextSqlNode，不包含${}的文本，會被解析為StaticTextSqlNode，<choose>標簽會被解析為ChooseSqlNode等，同時又因為<choose>標簽中會再有<when>和<otherwise>子標簽，所以ChooseSqlNode中又會持有這些子標簽的SqlNode。

所以一條SQL最終就是由這條SQL對應的CRUD標簽解析成的各種SqlNode組合而成。

三. MyBatis解析動態(tài)SQL源碼分析

在詳解MyBatis加載映射文件和動態(tài)代理的實現中已經知道，在XMLStatementBuilder的parseStatementNode() 方法中，會解析映射文件中的<select>，<insert>，<update>和<delete>標簽（后續(xù)統(tǒng)一稱為CURD標簽），并生成MappedStatement然后緩存到Configuration中。

CURD標簽的解析由XMLLanguageDriver完成，每個標簽解析之后會生成一個SqlSource，可以理解為SQL語句，本小節(jié)將對XMLLanguageDriver如何完成CURD標簽的解析進行討論。

XMLLanguageDriver創(chuàng)建SqlSource的createSqlSource() 方法如下所示。

public SqlSource createSqlSource(Configuration configuration, 
        XNode script, Class<?> parameterType) {
    XMLScriptBuilder builder = new XMLScriptBuilder(
            configuration, script, parameterType);
    return builder.parseScriptNode();
}

如上所示，createSqlSource() 方法的入參中，XNode就是CURD標簽對應的節(jié)點，在createSqlSource() 方法中先是創(chuàng)建了一個XMLScriptBuilder，然后通過XMLScriptBuilder來生成SqlSource。先看一下XMLScriptBuilder的構造方法，如下所示。

public XMLScriptBuilder(Configuration configuration, XNode context, 
                    Class<?> parameterType) {
    super(configuration);
    this.context = context;
    this.parameterType = parameterType;
    initNodeHandlerMap();
}

在XMLScriptBuilder的構造方法中，主要是將CURD標簽對應的節(jié)點緩存起來，然后初始化nodeHandlerMap，nodeHandlerMap中存放著處理MyBatis提供的支持動態(tài)SQL的標簽的處理器，initNodeHandlerMap() 方法如下所示。

private void initNodeHandlerMap() {
    nodeHandlerMap.put("trim", new TrimHandler());
    nodeHandlerMap.put("where", new WhereHandler());
    nodeHandlerMap.put("set", new SetHandler());
    nodeHandlerMap.put("foreach", new ForEachHandler());
    nodeHandlerMap.put("if", new IfHandler());
    nodeHandlerMap.put("choose", new ChooseHandler());
    nodeHandlerMap.put("when", new IfHandler());
    nodeHandlerMap.put("otherwise", new OtherwiseHandler());
    nodeHandlerMap.put("bind", new BindHandler());
}

現在分析XMLScriptBuilder的parseScriptNode() 方法，該方法會創(chuàng)建SqlSource，如下所示。

public SqlSource parseScriptNode() {
    // 解析動態(tài)標簽
    MixedSqlNode rootSqlNode = parseDynamicTags(context);
    SqlSource sqlSource;
    if (isDynamic) {
        // 創(chuàng)建DynamicSqlSource并返回
        sqlSource = new DynamicSqlSource(configuration, rootSqlNode);
    } else {
        // 創(chuàng)建RawSqlSource并返回
        sqlSource = new RawSqlSource(configuration, rootSqlNode, parameterType);
    }
    return sqlSource;
}

在XMLScriptBuilder的parseScriptNode() 方法中，會根據XMLScriptBuilder中的isDynamic屬性判斷是創(chuàng)建DynamicSqlSource還是RawSqlSource，在這里暫時不分析DynamicSqlSource與RawSqlSource的區(qū)別，但是可以推測在parseDynamicTags() 方法中會改變isDynamic屬性的值，即在parseDynamicTags() 方法中會根據CURD標簽的節(jié)點生成一個MixedSqlNode，同時還會改變isDynamic屬性的值以指示當前CURD標簽中的SQL語句是否是動態(tài)的。

MixedSqlNode是什么，isDynamic屬性值在什么情況下會變?yōu)?strong>true，帶著這些疑問，繼續(xù)看parseDynamicTags() 方法，如下所示。

protected MixedSqlNode parseDynamicTags(XNode node) {
    List<SqlNode> contents = new ArrayList<>();
    // 獲取節(jié)點的子節(jié)點
    NodeList children = node.getNode().getChildNodes();
    // 遍歷所有子節(jié)點
    for (int i = 0; i < children.getLength(); i++) {
        XNode child = node.newXNode(children.item(i));
        if (child.getNode().getNodeType() == Node.CDATA_SECTION_NODE 
                    || child.getNode().getNodeType() == Node.TEXT_NODE) {
            // 子節(jié)點為文本節(jié)點
            String data = child.getStringBody("");
            // 基于文本節(jié)點的值并創(chuàng)建TextSqlNode
            TextSqlNode textSqlNode = new TextSqlNode(data);
            // isDynamic()方法可以判斷文本節(jié)點值是否有${}占位符
            if (textSqlNode.isDynamic()) {
                // 文本節(jié)點值有${}占位符
                // 添加TextSqlNode到集合中
                contents.add(textSqlNode);
                // 設置isDynamic為true
                isDynamic = true;
            } else {
                // 文本節(jié)點值沒有占位符
                // 創(chuàng)建StaticTextSqlNode并添加到集合中
                contents.add(new StaticTextSqlNode(data));
            }
        } else if (child.getNode().getNodeType() == Node.ELEMENT_NODE) {
            // 子節(jié)點為元素節(jié)點
            // CURD節(jié)點的子節(jié)點中的元素節(jié)點只可能為<if>，<foreach>等動態(tài)Sql標簽節(jié)點
            String nodeName = child.getNode().getNodeName();
            // 根據動態(tài)Sql標簽節(jié)點的名稱獲取對應的處理器
            NodeHandler handler = nodeHandlerMap.get(nodeName);
            if (handler == null) {
                throw new BuilderException("Unknown element <" + nodeName + "> in SQL statement.");
            }
            // 處理動態(tài)Sql標簽節(jié)點
            handler.handleNode(child, contents);
            // 設置isDynamic為true
            isDynamic = true;
        }
    }
    // 創(chuàng)建MixedSqlNode
    return new MixedSqlNode(contents);
}

按照正常執(zhí)行流程調用parseDynamicTags() 時，入參是CURD標簽節(jié)點，此時會遍歷CURD標簽節(jié)點的所有子節(jié)點，基于每個子節(jié)點都會創(chuàng)建一個SqlNode然后添加到SqlNode集合contents中，最后將contents作為入參創(chuàng)建MixedSqlNode并返回。

SqlNode是一個接口，在parseDynamicTags() 方法中，可以知道，TextSqlNode實現了SqlNode接口，StaticTextSqlNode實現了SqlNode接口，所以當節(jié)點的子節(jié)點是文本節(jié)點時，如果文本值包含有${}占位符，則創(chuàng)建TextSqlNode添加到contents中并設置isDynamic為true，如果文本值不包含${}占位符，則創(chuàng)建StaticTextSqlNode并添加到contents中。

如果CURD標簽節(jié)點的子節(jié)點是元素節(jié)點，由于CURD標簽節(jié)點的元素節(jié)點只可能為<if>，<foreach>等動態(tài)SQL標簽節(jié)點，所以直接會設置isDynamic為true，同時還會調用動態(tài)SQL標簽節(jié)點對應的處理器來生成SqlNode并添加到contents中。這里以<if>標簽節(jié)點對應的處理器的handleNode() 方法為例進行說明，如下所示。

public void handleNode(XNode nodeToHandle, List<SqlNode> targetContents) {
    // 遞歸調用parseDynamicTags()解析<if>標簽節(jié)點
    MixedSqlNode mixedSqlNode = parseDynamicTags(nodeToHandle);
    String test = nodeToHandle.getStringAttribute("test");
    // 創(chuàng)建IfSqlNode
    IfSqlNode ifSqlNode = new IfSqlNode(mixedSqlNode, test);
    // 將IfSqlNode添加到contents中
    targetContents.add(ifSqlNode);
}

在<if>標簽節(jié)點對應的處理器的handleNode() 方法中，遞歸的調用了parseDynamicTags() 方法來解析<if>標簽節(jié)點，例如<where>，<foreach>等標簽節(jié)點對應的處理器的handleNode() 方法中也會遞歸調用parseDynamicTags() 方法，這是因為這些動態(tài)SQL標簽是可以嵌套使用的，比如<where>標簽節(jié)點的子節(jié)點可以為<if>標簽節(jié)點。通過上面的handleNode() 方法，大致可以知道MixedSqlNode和IfSqlNode也實現了SqlNode接口，下面看一下MixedSqlNode和IfSqlNode的實現，如下所示。

public class MixedSqlNode implements SqlNode {
    private final List<SqlNode> contents;
    public MixedSqlNode(List<SqlNode> contents) {
        this.contents = contents;
    }
    @Override
    public boolean apply(DynamicContext context) {
        contents.forEach(node -> node.apply(context));
        return true;
    }
}
public class IfSqlNode implements SqlNode {
    private final ExpressionEvaluator evaluator;
    private final String test;
    private final SqlNode contents;
    public IfSqlNode(SqlNode contents, String test) {
        this.test = test;
        this.contents = contents;
        this.evaluator = new ExpressionEvaluator();
    }
    @Override
    public boolean apply(DynamicContext context) {
        if (evaluator.evaluateBoolean(test, context.getBindings())) {
            contents.apply(context);
            return true;
        }
        return false;
    }
}

其實到這里已經逐漸清晰明了了，按照正常執(zhí)行流程調用parseDynamicTags() 方法時，是為了將CURD標簽節(jié)點的所有子節(jié)點根據子節(jié)點類型生成不同的SqlNode并放在MixedSqlNode中，然后將MixedSqlNode返回，但是CURD標簽節(jié)點的子節(jié)點中如果存在動態(tài)SQL標簽節(jié)點，因為這些動態(tài)SQL標簽節(jié)點也會有子節(jié)點，所以此時會遞歸的調用parseDynamicTags() 方法，以解析動態(tài)SQL標簽節(jié)點的子節(jié)點，同樣會將這些子節(jié)點生成SqlNode并放在MixedSqlNode中然后將MixedSqlNode返回，遞歸調用parseDynamicTags() 方法時得到的MixedSqlNode會保存在動態(tài)SQL標簽節(jié)點對應的SqlNode中，比如IfSqlNode中就會將遞歸調用parseDynamicTags() 生成的MixedSqlNode賦值給IfSqlNode的contents字段。

不同的SqlNode都是可以包含彼此的，這是組合設計模式的應用，SqlNode之間的關系如下所示。

SqlNode接口定義了一個方法，如下所示。

public interface SqlNode {
    boolean apply(DynamicContext context);
}

每個SqlNode的apply() 方法中，除了實現自己本身的邏輯外，還會調用自己所持有的所有SqlNode的apply() 方法，最終逐層調用下去，所有SqlNode的apply() 方法均會被執(zhí)行。

四. DynamicSqlSource和RawSqlSource源碼分析

回到XMLScriptBuilder的parseScriptNode() 方法，該方法中會調用parseDynamicTags() 方法以解析CURD標簽節(jié)點并得到MixedSqlNode，MixedSqlNode中含有被解析的CURD標簽節(jié)點的所有子節(jié)點對應的SqlNode，最后會基于MixedSqlNode創(chuàng)建DynamicSqlSource或者RawSqlSource，如果CURD標簽中含有動態(tài)SQL標簽或者SQL語句中含有${}占位符，則創(chuàng)建DynamicSqlSource，否則創(chuàng)建RawSqlSource。下面分別對DynamicSqlSource和RawSqlSource的實現進行分析。

1. DynamicSqlSource源碼分析

DynamicSqlSource的實現如下所示。

public class DynamicSqlSource implements SqlSource {
    private final Configuration configuration;
    private final SqlNode rootSqlNode;
    public DynamicSqlSource(Configuration configuration, SqlNode rootSqlNode) {
        // 構造函數只是進行了簡單的賦值操作
        this.configuration = configuration;
        this.rootSqlNode = rootSqlNode;
    }
    @Override
    public BoundSql getBoundSql(Object parameterObject) {
        DynamicContext context = new DynamicContext(configuration, parameterObject);
        // 調用SqlNode的apply()方法完成Sql語句的生成
        rootSqlNode.apply(context);
        // SqlSourceBuilder可以將Sql語句中的#{}占位符替換為?
        SqlSourceBuilder sqlSourceParser = new SqlSourceBuilder(configuration);
        Class<?> parameterType = parameterObject == null ? Object.class : parameterObject.getClass();
        // 將Sql語句中的#{}占位符替換為?，并生成一個StaticSqlSource
        SqlSource sqlSource = sqlSourceParser.parse(context.getSql(), parameterType, context.getBindings());
        // StaticSqlSource中保存有動態(tài)生成好的Sql語句，并且#{}占位符全部替換成了?
        BoundSql boundSql = sqlSource.getBoundSql(parameterObject);
        // 生成有序參數映射列表
        context.getBindings().forEach(boundSql::setAdditionalParameter);
        return boundSql;
    }
}

DynamicSqlSource的構造函數只是進行了簡單的賦值操作，重點在于其getBoundSql() 方法，在getBoundSql() 方法中，先是調用DynamicSqlSource中的SqlNode的apply() 方法以完成動態(tài)SQL語句的生成，此時生成的SQL語句中的占位符（如果有的話）為#{}，然后再調用SqlSourceBuilder的parse() 方法將SQL語句中的占位符從#{}替換為?并基于替換占位符后的SQL語句生成一個StaticSqlSource并返回，這里可以看一下StaticSqlSource的實現，如下所示。

public class StaticSqlSource implements SqlSource {
    private final String sql;
    private final List<ParameterMapping> parameterMappings;
    private final Configuration configuration;
    public StaticSqlSource(Configuration configuration, String sql) {
        this(configuration, sql, null);
    }
    public StaticSqlSource(Configuration configuration, String sql, 
                           List<ParameterMapping> parameterMappings) {
        // 構造函數只是進行簡單的賦值操作
        this.sql = sql;
        this.parameterMappings = parameterMappings;
        this.configuration = configuration;
    }
    @Override
    public BoundSql getBoundSql(Object parameterObject) {
        // 基于Sql語句創(chuàng)建一個BoundSql并返回
        return new BoundSql(configuration, sql, parameterMappings, parameterObject);
    }
}

所以分析到這里，可以知道DynamicSqlSource的getBoundSql() 方法實際上會完成動態(tài)SQL語句的生成和#{}占位符替換，然后基于生成好的SQL語句創(chuàng)建BoundSql并返回。BoundSql對象的類圖如下所示。

實際上，MyBatis中執(zhí)行SQL語句時，如果映射文件中的SQL使用到了動態(tài)SQL標簽，那么MyBatis中的Executor（執(zhí)行器，后續(xù)文章中會進行介紹）會調用MappedStatement的getBoundSql() 方法，然后在MappedStatement的getBoundSql() 方法中又會調用DynamicSqlSource的getBoundSql() 方法，所以MyBatis中的動態(tài)SQL語句會在這條語句實際要執(zhí)行時才會生成。

2. RawSqlSource源碼分析

現在看一下RawSqlSource的實現，如下所示。

public class RawSqlSource implements SqlSource {
    private final SqlSource sqlSource;
    public RawSqlSource(Configuration configuration, SqlNode rootSqlNode, Class<?> parameterType) {
        // 先調用getSql()方法獲取Sql語句
        // 然后再執(zhí)行構造函數
        this(configuration, getSql(configuration, rootSqlNode), parameterType);
    }
    public RawSqlSource(Configuration configuration, String sql, Class<?> parameterType) {
        SqlSourceBuilder sqlSourceParser = new SqlSourceBuilder(configuration);
        Class<?> clazz = parameterType == null ? Object.class : parameterType;
        // 將Sql語句中的#{}占位符替換為?，生成一個StaticSqlSource并賦值給sqlSource
        sqlSource = sqlSourceParser.parse(sql, clazz, new HashMap<>());
    }
    private static String getSql(Configuration configuration, SqlNode rootSqlNode) {
        DynamicContext context = new DynamicContext(configuration, null);
        rootSqlNode.apply(context);
        return context.getSql();
    }
    @Override
    public BoundSql getBoundSql(Object parameterObject) {
        // 實際是調用StaticSqlSource的getBoundSql()方法
        return sqlSource.getBoundSql(parameterObject);
    }
}

RawSqlSource會在構造函數中就將SQL語句生成好并替換#{}占位符，在SQL語句實際要執(zhí)行時，就直接將生成好的SQL語句返回。所以MyBatis中，靜態(tài)SQL語句的執(zhí)行通常要快于動態(tài)SQL語句的執(zhí)行，這在RawSqlSource類的注釋中也有提及，如下所示。

Static SqlSource. It is faster than {@link DynamicSqlSource} because mappings are calculated during startup.

總結

MyBatis會為映射文件中的每個CURD標簽節(jié)點里的SQL語句生成一個SqlSource：

如果是靜態(tài)SQL語句，那么會生成RawSqlSource；
如果是動態(tài)SQL語句，則會生成DynamicSqlSource。

MyBatis在生成SqlSource時，會為CURD標簽節(jié)點的每個子節(jié)點都生成一個SqlNode，無論子節(jié)點是文本值節(jié)點還是動態(tài)SQL元素節(jié)點，最終所有子節(jié)點對應的SqlNode都會放在SqlSource中以供生成SQL語句使用。

如果是靜態(tài)SQL語句，那么在創(chuàng)建RawSqlSource時就會使用SqlNode完成SQL語句的生成以及將SQL語句中的#{}占位符替換為?，然后保存在RawSqlSource中，等到這條靜態(tài)SQL語句要被執(zhí)行時，就直接返回這條靜態(tài)SQL語句。

如果是動態(tài)SQL語句，在創(chuàng)建DynamicSqlSource時只會簡單的將SqlNode保存下來，等到這條動態(tài)SQL語句要被執(zhí)行時，才會使用SqlNode完成SQL語句的生成以及將SQL語句中的#{}占位符替換為?，最后返回SQL語句。

所以MyBatis中，靜態(tài)SQL語句的獲取要快于動態(tài)SQL語句。

以上就是詳解MyBatis的動態(tài)SQL實現原理的詳細內容，更多關于MyBatis 動態(tài)SQL實現的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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