mybaits源码分析--反射模块（二）

1.反射模块

MyBatis在进行参数处理、结果集映射等操作时会使用到大量的反射操作，Java中的反射功能虽然强大，但是代码编写起来比较复杂且容易出错，为了简化反射操作的相关代码，MyBatis提供了专门的反射模块，该模块位于org.apache.ibatis.reflection包下，它对常见的反射操作做了进一步的封装，提供了更加简洁方便的反射API。

 1.1 Reflector

Reflector是反射模块的基础，每个Reflector对象都对应一个类，在Reflector中缓存了反射需要使用的类的元信息

1.1.1 属性

首先看下Reflector类中提供的相关属性的含义

  // 对应的Class 类型 1
  private final Class<?> type;
  // 可读属性的名称集合 可读属性就是存在 getter方法的属性，初始值为null
  private final String[] readablePropertyNames;
  // 可写属性的名称集合 可写属性就是存在 setter方法的属性，初始值为null
  private final String[] writablePropertyNames;
  // 记录了属性相应的setter方法，key是属性名称，value是Invoker方法
  // 他是对setter方法对应Method对象的封装
  private final Map<String, Invoker> setMethods = new HashMap<>();
  // 属性相应的getter方法
  private final Map<String, Invoker> getMethods = new HashMap<>();
  // 记录了相应setter方法的参数类型，key是属性名称 value是setter方法的参数类型
  private final Map<String, Class<?>> setTypes = new HashMap<>();
  // 和上面的对应
  private final Map<String, Class<?>> getTypes = new HashMap<>();
  // 记录了默认的构造方法
  private Constructor<?> defaultConstructor;

  // 记录了所有属性名称的集合
  private Map<String, String> caseInsensitivePropertyMap = new HashMap<>();

1.1.2 构造方法

在Reflector的构造器中会完成相关的属性的初始化操作

  // 解析指定的Class类型 并填充上述的集合信息
  public Reflector(Class<?> clazz) {
    type = clazz; // 初始化 type字段
    addDefaultConstructor(clazz);// 设置默认的构造方法
    addGetMethods(clazz);// 获取getter方法
    addSetMethods(clazz); // 获取setter方法
    addFields(clazz); // 处理没有getter/setter方法的字段
    // 初始化 可读属性名称集合
    readablePropertyNames = getMethods.keySet().toArray(new String[0]);
    // 初始化 可写属性名称集合
    writablePropertyNames = setMethods.keySet().toArray(new String[0]);
    // caseInsensitivePropertyMap记录了所有的可读和可写属性的名称 也就是记录了所有的属性名称
    for (String propName : readablePropertyNames) {
      // 属性名称转大写
      caseInsensitivePropertyMap.put(propName.toUpperCase(Locale.ENGLISH), propName);
    }
    for (String propName : writablePropertyNames) {
      // 属性名称转大写
      caseInsensitivePropertyMap.put(propName.toUpperCase(Locale.ENGLISH), propName);
    }
  }

反射我们也可以在项目中我们直接拿来使用,定义一个普通的Bean对象。

 1.1.3 公共的API方法

然后看看Reflector中提供的公共的API方法

方法名称	作用
getType	获取Reflector表示的Class
getDefaultConstructor	获取默认的构造器
hasDefaultConstructor	判断是否有默认的构造器
getSetInvoker	根据属性名称获取对应的Invoker 对象
getGetInvoker	根据属性名称获取对应的Invoker对象
getSetterType	获取属性对应的类型 比如： String name; // getSetterType("name") --> java.lang.String
getGetterType	与上面是对应的
getGetablePropertyNames	获取所有的可读属性名称的集合
getSetablePropertyNames	获取所有的可写属性名称的集合
hasSetter	判断是否具有某个可写的属性
hasGetter	判断是否具有某个可读的属性
findPropertyName	根据名称查找属性

了解了Reflector对象的基本信息后接下需要知道的就是如何来获取Reflector对象，在MyBatis中给我们提供了一个ReflectorFactory工厂对象。所以先来简单了解下ReflectorFactory对象,当然也可以直接new 出来，像上面的案例一样

1.2 ReflectorFactory

ReflectorFactory接口主要实现了对Reflector对象的创建和缓存。

1.2.1 ReflectorFactory接口的定义

接口的定义如下

public interface ReflectorFactory {
  // 检测该ReflectorFactory是否缓存了Reflector对象
  boolean isClassCacheEnabled();
  // 设置是否缓存Reflector对象
  void setClassCacheEnabled(boolean classCacheEnabled);
  // 创建指定了Class的Reflector对象
  Reflector findForClass(Class<?> type);
}

然后看看它的具体实现

 DefaultReflectorFactory中的实现，代码比较简单

public class DefaultReflectorFactory implements ReflectorFactory {
  private boolean classCacheEnabled = true;
  // 实现对 Reflector 对象的缓存
  private final ConcurrentMap<Class<?>, Reflector> reflectorMap = new ConcurrentHashMap<>();

  public DefaultReflectorFactory() {
  }

  @Override
  public boolean isClassCacheEnabled() {
    return classCacheEnabled;
  }

  @Override
  public void setClassCacheEnabled(boolean classCacheEnabled) {
    this.classCacheEnabled = classCacheEnabled;
  }

  @Override
  public Reflector findForClass(Class<?> type) {
    if (classCacheEnabled) {// 开启缓存
      // synchronized (type) removed see issue #461
      return reflectorMap.computeIfAbsent(type, Reflector::new);
    } else {
      // 没有开启缓存就直接创建
      return new Reflector(type);
    }
  }

}

1.2.3 使用演示

public class User implements Serializable {
    private Integer id;

    private String userName;

    private String realName;

    private String password;

    private Integer age;

    private Integer dId;

    private Dept dept;

    public Integer getId() {
        return 2;
    }

    public void setId(Integer id) {
        System.out.println(id);
    }

    public String getUserName() {
        return userName;
    }

    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }

    public String getRealName() {
        return realName;
    }

    public void setRealName(String realName) {
        this.realName = realName;
    }

    public String getPassword() {
        return password;
    }

    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    public Integer getdId() {
        return dId;
    }

    public void setdId(Integer dId) {
        this.dId = dId;
    }

    public Dept getDept() {
        return dept;
    }

    public void setDept(Dept dept) {
        this.dept = dept;
    }
}

    /**
     * ReflectorFactory功能演示
     * @throws Exception
     */
    @Test
    public void test01() throws Exception{
        ReflectorFactory factory=new DefaultReflectorFactory();
        Reflector reflector=factory.findForClass(User.class);
        System.out.println("可读"+ Arrays.toString(reflector.getGetablePropertyNames()));
        System.out.println("可写"+ Arrays.toString(reflector.getSetablePropertyNames()));
        System.out.println("是否有默认构造器"+reflector.hasDefaultConstructor());
        System.out.println("Reflector对应的class"+reflector.getType());
    }

 1.3 Invoker

针对于Class中Field和Method的调用，在MyBatis中封装了Invoker对象来统一处理(有使用到适配器模式)

1.3.1 接口说明

public interface Invoker {
  // 执行Field或者Method
  Object invoke(Object target, Object[] args) throws IllegalAccessException, InvocationTargetException;

  // 返回属性相应的类型
  Class<?> getType();
}

这个接口对应有三个实现

 1.3.2 效果演示

public class User {

    public Integer getId() {
        System.out.println("读取id");
        return 6;
    }
    public void setId(Integer id) {
        System.out.println("写入id:"+id);
    }
    public String getUserName() {
        return "张三";
    }
}

    @Test
    public void test02() throws Exception{
        ReflectorFactory factory = new DefaultReflectorFactory();
        Reflector reflector = factory.findForClass(User.class);
        //获取构造器 生成对应对象
        Object o = reflector.getDefaultConstructor().newInstance();
        org.apache.ibatis.reflection.invoker.Invoker invoker1=reflector.getSetInvoker("id");
        invoker1.invoke ( o ,new Object[] { 999 });

        /* 读取 */
        org.apache.ibatis.reflection.invoker.Invoker invoker2=  reflector.getGetInvoker("id");
        invoker2.invoke( o,null);
    }
}

 1.4 MetaClass

在Reflector中可以针对普通的属性操作，但是如果出现了比较复杂的属性，比如 private Person person; 这种，我们要查找的表达式 person.userName.针对这种表达式的处理，这时就可以通过MetaClass来处理了。我们来看看主要的属性和构造方法

/**
 * 通过 Reflector 和 ReflectorFactory 的组合使用 实现对复杂的属性表达式的解析
 * @author Clinton Begin
 */
public class MetaClass {
  // 缓存 Reflector
  private final ReflectorFactory reflectorFactory;
  // 创建 MetaClass时 会指定一个Class reflector会记录该类的相关信息
  private final Reflector reflector;

  private MetaClass(Class<?> type, ReflectorFactory reflectorFactory) {
    this.reflectorFactory = reflectorFactory;
    this.reflector = reflectorFactory.findForClass(type);
  }

  public static MetaClass forClass(Class<?> type, ReflectorFactory reflectorFactory) {
    return new MetaClass(type, reflectorFactory);
  }

  public MetaClass metaClassForProperty(String name) {
    Class<?> propType = reflector.getGetterType(name);
    return MetaClass.forClass(propType, reflectorFactory);
  }

  public String findProperty(String name) {
    StringBuilder prop = buildProperty(name, new StringBuilder());
    return prop.length() > 0 ? prop.toString() : null;
  }

  public String findProperty(String name, boolean useCamelCaseMapping) {
    if (useCamelCaseMapping) {
      name = name.replace("_", "");
    }
    return findProperty(name);
  }

  public String[] getGetterNames() {
    return reflector.getGetablePropertyNames();
  }

  public String[] getSetterNames() {
    return reflector.getSetablePropertyNames();
  }

  public Class<?> getSetterType(String name) {
    PropertyTokenizer prop = new PropertyTokenizer(name);
    if (prop.hasNext()) {
      MetaClass metaProp = metaClassForProperty(prop.getName());
      return metaProp.getSetterType(prop.getChildren());
    } else {
      return reflector.getSetterType(prop.getName());
    }
  }

  public Class<?> getGetterType(String name) {
    PropertyTokenizer prop = new PropertyTokenizer(name);
    if (prop.hasNext()) {
      MetaClass metaProp = metaClassForProperty(prop);
      return metaProp.getGetterType(prop.getChildren());
    }
    // issue #506. Resolve the type inside a Collection Object
    return getGetterType(prop);
  }

  private MetaClass metaClassForProperty(PropertyTokenizer prop) {
    Class<?> propType = getGetterType(prop);
    return MetaClass.forClass(propType, reflectorFactory);
  }

  private Class<?> getGetterType(PropertyTokenizer prop) {
    Class<?> type = reflector.getGetterType(prop.getName());
    if (prop.getIndex() != null && Collection.class.isAssignableFrom(type)) {
      Type returnType = getGenericGetterType(prop.getName());
      if (returnType instanceof ParameterizedType) {
        Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) returnType).getActualTypeArguments();
        if (actualTypeArguments != null && actualTypeArguments.length == 1) {
          returnType = actualTypeArguments[0];
          if (returnType instanceof Class) {
            type = (Class<?>) returnType;
          } else if (returnType instanceof ParameterizedType) {
            type = (Class<?>) ((ParameterizedType) returnType).getRawType();
          }
        }
      }
    }
    return type;
  }

  private Type getGenericGetterType(String propertyName) {
    try {
      Invoker invoker = reflector.getGetInvoker(propertyName);
      if (invoker instanceof MethodInvoker) {
        Field _method = MethodInvoker.class.getDeclaredField("method");
        _method.setAccessible(true);
        Method method = (Method) _method.get(invoker);
        return TypeParameterResolver.resolveReturnType(method, reflector.getType());
      } else if (invoker instanceof GetFieldInvoker) {
        Field _field = GetFieldInvoker.class.getDeclaredField("field");
        _field.setAccessible(true);
        Field field = (Field) _field.get(invoker);
        return TypeParameterResolver.resolveFieldType(field, reflector.getType());
      }
    } catch (NoSuchFieldException | IllegalAccessException ignored) {
    }
    return null;
  }

  public boolean hasSetter(String name) {
    PropertyTokenizer prop = new PropertyTokenizer(name);
    if (prop.hasNext()) {
      if (reflector.hasSetter(prop.getName())) {
        MetaClass metaProp = metaClassForProperty(prop.getName());
        return metaProp.hasSetter(prop.getChildren());
      } else {
        return false;
      }
    } else {
      return reflector.hasSetter(prop.getName());
    }
  }

  public boolean hasGetter(String name) {
    PropertyTokenizer prop = new PropertyTokenizer(name);
    if (prop.hasNext()) {
      if (reflector.hasGetter(prop.getName())) {
        MetaClass metaProp = metaClassForProperty(prop);
        return metaProp.hasGetter(prop.getChildren());
      } else {
        return false;
      }
    } else {
      return reflector.hasGetter(prop.getName());
    }
  }

  public Invoker getGetInvoker(String name) {
    return reflector.getGetInvoker(name);
  }

  public Invoker getSetInvoker(String name) {
    return reflector.getSetInvoker(name);
  }

  private StringBuilder buildProperty(String name, StringBuilder builder) {
    PropertyTokenizer prop = new PropertyTokenizer(name);
    if (prop.hasNext()) {
      String propertyName = reflector.findPropertyName(prop.getName());
      if (propertyName != null) {
        builder.append(propertyName);
        builder.append(".");
        MetaClass metaProp = metaClassForProperty(propertyName);
        metaProp.buildProperty(prop.getChildren(), builder);
      }
    } else {
      String propertyName = reflector.findPropertyName(name);
      if (propertyName != null) {
        builder.append(propertyName);
      }
    }
    return builder;
  }

  public boolean hasDefaultConstructor() {
    return reflector.hasDefaultConstructor();
  }

}

效果演示，准备Bean对象

public class RichType {
    private RichType richType;
    private String richField;
    private String richProperty;
    private Map richMap = new HashMap ();
    private List richList = new ArrayList () {
        {
            add("小家伙要记得学习");
        }
    };
    public RichType getRichType() {
        return richType;
    }
    public void setRichType(RichType richType) {
        this.richType = richType;
    }
    public String getRichProperty() {
        return richProperty;
    }
    public void setRichProperty(String richProperty) {
        this.richProperty = richProperty;
    }
    public List getRichList() {
        return richList;
    }
    public void setRichList(List richList) {
        this.richList = richList;
    }
    public Map getRichMap() {
        return richMap;
    }
    public void setRichMap(Map richMap) {
        this.richMap = richMap;
    }
}

  /**
     * MetaClass功能演示
     * @throws Exception
     */
    @Test
    public void test03() throws Exception{
        ReflectorFactory factory = new DefaultReflectorFactory();
        MetaClass metaClass=MetaClass.forClass ( RichType.class,factory);
        System.out.println(metaClass.hasGetter("richField"));
        System.out.println(metaClass.hasGetter("richProperty"));
        System.out.println(metaClass.hasGetter("richList"));
        System.out.println(metaClass.hasGetter("richMap"));
        System.out.println(metaClass.hasGetter("richList[0]"));

        System.out.println(metaClass.hasGetter("richType"));
        System.out.println(metaClass.hasGetter("richType.richField"));
        System.out.println(metaClass.hasGetter("richType.richProperty"));
        System.out.println(metaClass.hasGetter("richType.richList"));
        System.out.println(metaClass.hasGetter("richType.richMap"));
        System.out.println(metaClass.hasGetter("richType.richList[0]"));
         // findProperty 只能处理 . 的表达式
        System.out.println(metaClass.findProperty("richType.richProperty"));
        System.out.println(metaClass.findProperty("richType.richProperty1"));
        System.out.println(metaClass.findProperty("richList[0]"));
        System.out.println(Arrays.toString(metaClass.getGetterNames()));
    }

1.5 MetaObject

可以通过MetaObject对象解析复杂的表达式来对提供的对象进行操作。具体的通过案例来演示会更直观些

    @Test
    public void test04() throws Exception{
        RichType richType=new RichType ();
        MetaObject metaObject=SystemMetaObject.forObject ( richType );
        metaObject.setValue ( "richField","李四" );
        System.out.println (metaObject.getValue ( "richField" ));
    }
    @Test
    public void test05() throws Exception{
        RichType richType=new RichType ();
        MetaObject metaObject=SystemMetaObject.forObject ( richType );
        metaObject.setValue ( "richType.richField","李四1" );
        System.out.println (metaObject.getValue ( "richType.richField" ));
    }
    @Test
    public void test06() throws Exception{
        RichType richType=new RichType ();
        MetaObject metaObject=SystemMetaObject.forObject ( richType );
        metaObject.setValue ( "richMap[0]","李四2" );
        System.out.println (metaObject.getValue ( "richMap[0]" ));
    }

 

 

 1.6 反射模块应用

  看下在MyBatis的核心处理层中的实际应用

1.6.1 SqlSessionFactory

在创建SqlSessionFactory操作的时候会完成Configuration对象的创建，而在Configuration中默认定义的ReflectorFactory的实现就是DefaultReflectorFactory对象

      然后在解析全局配置文件的代码中，给用户提供了ReflectorFactory的扩展，也就是我们在全局配置文件中可以通过<reflectorFactory>标签来使用我们自定义的ReflectorFactory

1.6.2 执行SQL

在Statement获取结果集后，在做结果集映射的使用有使用到，在DefaultResultSetHandler的createResultObject方法中。

 然后在DefaultResultSetHandler的getRowValue方法中在做自动映射的时候

 继续跟踪，在createAutomaticMappings方法中