MyBatis(三)-数据类型映射

参考文献

• 深入剖析 MyBatis 核心原理 – 杨四正

数据类型映射

数据库类型	Java类型
VARCHAR	java.lang.String
CHAR	Java.lang.String
BLOB	java.lang.byte[]
INTEGER UNSIGNED	java.lang.Long
TINYINT UNSIGNED	java.lang.Integer
SMALLINT UNSIGNED	java.lang.Integer
MEDIUMINT UNSIGNED	java.lang.Integer
BIT	java.lang.Boolean
BIGINT UNSIGNED	java.math.BigInteger
FLOAT	java.lang.Float
DOUBLE	java.lang.Double
DECIMAL	java.math.BigDecimal

TypeHandler

• MyBatis 中的类型转换器就是 TypeHandler 这个接口，其定义如下：

  public interface TypeHandler<T> {
  
    // 在通过PreparedStatement为SQL语句绑定参数时，会将传入的实参数据由JdbcType类型转换成Java类型
    void setParameter(PreparedStatement ps, int i, T parameter, JdbcType jdbcType) throws SQLException;
  
    // 从ResultSet中获取数据时会使用getResult()方法，其中会将读取到的数据由Java类型转换成JdbcType类型
    T getResult(ResultSet rs, String columnName) throws SQLException;
  
    T getResult(ResultSet rs, int columnIndex) throws SQLException;
  
    T getResult(CallableStatement cs, int columnIndex) throws SQLException;
  
  }

  • MyBatis中定义了BaseTypeHandler抽象类来实现一些TypeHandler的公共逻辑,BaseTypeHandler在实现TypeHandler的同时,还实现了TypeReference抽象类.

    
    • 在 BaseTypeHandler 中，简单实现了 TypeHandler 接口的 setParameter() 方法和 getResult() 方法。
      • 在 setParameter() 实现中，会判断传入的 parameter 实参是否为空，如果为空，则调用 PreparedStatement.setNull() 方法进行设置；如果不为空，则委托 setNonNullParameter() 这个抽象方法进行处理，setNonNullParameter() 方法由 BaseTypeHandler 的子类提供具体实现。
      • 在 getResult() 的三个重载实现中，会直接调用相应的 getNullableResult() 抽象方法，这里有三个重载的 getNullableResult() 抽象方法，它们都由 BaseTypeHandler 的子类提供具体实现。

TypeHandler注册

• org.apache.ibatis.type.TypeHandlerRegistry

  • 可以在 mybatis-config.xml 中通过 标签配置自定义的 TypeHandler 实现，也可以在 Mapper.xml 配置文件定义 的时候指定 typeHandler 属性。无论是哪种配置方式，MyBatis 都会在初始化过程中，获取所有已知的 TypeHandler（包括内置实现和自定义实现），然后创建所有 TypeHandler 实例并注册到 TypeHandlerRegistry 中，由 TypeHandlerRegistry 统一管理所有 TypeHandler 实例。

  • TypeHandlerRegistry 管理 TypeHandler 的时候，用到了以下四个最核心的集合。

    • jdbcTypeHandlerMap（Map<JdbcType, TypeHandler<?>>类型）：该集合记录了 JdbcType 与 TypeHandler 之间的关联关系。JdbcType 是一个枚举类型，每个 JdbcType 枚举值对应一种 JDBC 类型，例如，JdbcType.VARCHAR 对应的就是 JDBC 中的 varchar 类型。在从 ResultSet 中读取数据的时候，就会从 JDBC_TYPE_HANDLER_MAP 集合中根据 JDBC 类型查找对应的 TypeHandler，将数据转换成 Java 类型。
    • typeHandlerMap（Map<Type, Map<JdbcType, TypeHandler<?>>>类型）：该集合第一层 Key 是需要转换的 Java 类型，第二层 Key 是转换的目标 JdbcType，最终的 Value 是完成此次转换时所需要使用的 TypeHandler 对象。那为什么要有两层 Map 的设计呢？这里我们举个例子：Java 类型中的 String 可能转换成数据库中的 varchar、char、text 等多种类型，存在一对多关系，所以就可能有不同的 TypeHandler 实现。
    • allTypeHandlersMap（Map<Class, TypeHandler>类型）：该集合记录了全部 TypeHandler 的类型以及对应的 TypeHandler 实例对象。
    • NULL_TYPE_HANDLER_MAP（Map<JdbcType, TypeHandler<?>>类型）：空 TypeHandler 集合的标识，默认值为 Collections.emptyMap()。

  • 在 MyBatis 初始化的时候，实例化全部 TypeHandler 对象之后，会立即调用 TypeHandlerRegistry 的 register() 方法完成这些 TypeHandler 对象的注册，这个注册过程的核心逻辑就是向上述四个核心集合中添加 TypeHandler 实例以及与 Java 类型、JDBC 类型之间的映射。

  • TypeHandlerRegistry.register() 方法有多个重载实现，这些重载中最基础的实现是三个参数的重载实现，具体实现如下：

    private void register(Type javaType, JdbcType jdbcType, TypeHandler<?> handler) {
    
        if (javaType != null) { // 检测是否明确指定了TypeHandler能够处理的Java类型
            // 根据指定的Java类型，从typeHandlerMap集合中获取相应的TypeHandler集合
            Map<JdbcType, TypeHandler<?>> map = typeHandlerMap.get(javaType);
            if (map == null || map == NULL_TYPE_HANDLER_MAP) {
                map = new HashMap<>();
            }
            // 将TypeHandler实例记录到typeHandlerMap集合
            map.put(jdbcType, handler);
            typeHandlerMap.put(javaType, map);
    
        }
    
        // 向allTypeHandlersMap集合注册TypeHandler类型和对应的TypeHandler对象
        allTypeHandlersMap.put(handler.getClass(), handler);
    
    }

  • 除了上面的 register() 重载，在有的 register() 重载中会尝试从 TypeHandler 类中的@MappedTypes 注解和 @MappedJdbcTypes 注解中读取信息。其中，@MappedTypes 注解中可以配置 TypeHandler 实现类能够处理的 Java 类型的集合，@MappedJdbcTypes 注解中可以配置该 TypeHandler 实现类能够处理的 JDBC 类型集合。

  • 如下就是读取 @MappedJdbcTypes 注解的 register() 重载方法：

    private <T> void register(Type javaType, TypeHandler<? extends T> typeHandler) {
    
        // 尝试从TypeHandler类中获取@MappedJdbcTypes注解
        MappedJdbcTypes mappedJdbcTypes = typeHandler.getClass().getAnnotation(MappedJdbcTypes.class);
    
        if (mappedJdbcTypes != null) {
            // 根据@MappedJdbcTypes注解指定的JDBC类型进行注册
            for (JdbcType handledJdbcType : mappedJdbcTypes.value()) {
                // 交给前面的三参数重载处理
                register(javaType, handledJdbcType, typeHandler);
            }
            // 如果支持jdbcType为null，也是交给前面的三参数重载处理
            if (mappedJdbcTypes.includeNullJdbcType()) {
                register(javaType, null, typeHandler);
            }
        } else {
            // 如果没有配置MappedJdbcTypes注解，也是交给前面的三参数重载处理
            register(javaType, null, typeHandler);
        }
    }

  • 下面是读取 @MappedTypes 注解的 register() 方法重载：

    public <T> void register(TypeHandler<T> typeHandler) {
        boolean mappedTypeFound = false;
        // 读取TypeHandler类中定义的@MappedTypes注解
        MappedTypes mappedTypes = typeHandler.getClass().getAnnotation(MappedTypes.class);
        if (mappedTypes != null) {
            // 根据@MappedTypes注解中指定的Java类型进行注册
            for (Class<?> handledType : mappedTypes.value()) {
                // 交给前面介绍的register()重载读取@MappedJdbcTypes注解并完成注册
                register(handledType, typeHandler);
                mappedTypeFound = true;
            }
        }
        // 从3.1.0版本开始，如果TypeHandler实现类同时继承了TypeReference这个抽象类，
        // 这里会尝试自动查找对应的Java类型
        if (!mappedTypeFound && typeHandler instanceof TypeReference) {
            try {
                TypeReference<T> typeReference = (TypeReference<T>) typeHandler;
                // 交给前面介绍的register()重载读取@MappedJdbcTypes注解并完成注册
                register(typeReference.getRawType(), typeHandler);
                mappedTypeFound = true;
            } catch (Throwable t) {
            }
        }
        if (!mappedTypeFound) {
            register((Class<T>) null, typeHandler);
        }
    }

    • TypeHandlerRegistry 提供了扫描一个包下的全部 TypeHandler 接口实现类的 register() 重载。在该重载中，会首先读取指定包下面的全部的 TypeHandler 实现类，然后再交给 register() 重载读取 @MappedTypes 注解和 @MappedJdbcTypes 注解，并最终完成注册。

TypeHandler查询

• MyBatis 是如何从 TypeHandlerRegistry 底层的这几个集合中查找正确的 TypeHandler 实例，该功能的具体实现是在 TypeHandlerRegistry 的 getTypeHandler() 方法中。

• 这里的 getTypeHandler() 方法也有多个重载，最核心的重载是 getTypeHandler(Type,JdbcType) 这个重载方法，其中会根据传入的 Java 类型和 JDBC 类型，从底层的几个集合中查询相应的 TypeHandler 实例，具体实现如下：

  private <T> TypeHandler<T> getTypeHandler(Type type, JdbcType jdbcType) {
    // 过滤掉ParamMap类型
    // ParamMap 是 MyBatis 框架中的一个特殊类，用于封装传递给 SQL 语句的参数。它通常用于在动态 SQL 中传递多个参数或者使用命名参数的情况下。
    // 由于 ParamMap 类型是一个特殊的临时对象，而不是真正的类型，因此它并不需要对应的 TypeHandle
    if (ParamMap.class.equals(type)) {
      return null;
    }
    // 根据Java类型查找对应的TypeHandler集合
    Map<JdbcType, TypeHandler<?>> jdbcHandlerMap = getJdbcHandlerMap(type);
    TypeHandler<?> handler = null;
    if (jdbcHandlerMap != null) {
      // 根据JdbcType类型查找对应的TypeHandler实例
      handler = jdbcHandlerMap.get(jdbcType);
      if (handler == null) {
        // 没有对应的TypeHandler实例，则使用null对应的TypeHandler
        handler = jdbcHandlerMap.get(null);
      }
      if (handler == null) {
        // #591
        // 如果jdbcHandlerMap只注册了一个TypeHandler，则使用此TypeHandler对象
        handler = pickSoleHandler(jdbcHandlerMap);
      }
    }
    // type drives generics here
    return (TypeHandler<T>) handler;
  }

• 在 getTypeHandler() 方法中会调用 getJdbcHandlerMap() 方法检测 typeHandlerMap 集合中相应的 TypeHandler 集合是否已经初始化。

  • 如果已初始化，则直接使用该集合进行查询；
  • 如果未初始化，则尝试以传入的 Java 类型的、已初始化的父类对应的 TypeHandler 集合作为初始集合；
  • 如果该 Java 类型的父类没有关联任何已初始化的 TypeHandler 集合，则将该 Java 类型对应的 TypeHandler 集合初始化为 NULL_TYPE_HANDLER_MAP 标识。

  • getJdbcHandlerMap() 方法具体实现如下：

    private Map<JdbcType, TypeHandler<?>> getJdbcHandlerMap(Type type) {
      // 首先查找指定Java类型对应的TypeHandler集合
      Map<JdbcType, TypeHandler<?>> jdbcHandlerMap = typeHandlerMap.get(type);
      if (jdbcHandlerMap != null) {
        // 检测是否为空集合标识
        return NULL_TYPE_HANDLER_MAP.equals(jdbcHandlerMap) ? null : jdbcHandlerMap;
      }
      if (type instanceof Class) {
        Class<?> clazz = (Class<?>) type;
        // 针对枚举类型的处理
        if (Enum.class.isAssignableFrom(clazz)) {
          Class<?> enumClass = clazz.isAnonymousClass() ? clazz.getSuperclass() : clazz;
          jdbcHandlerMap = getJdbcHandlerMapForEnumInterfaces(enumClass, enumClass);
          if (jdbcHandlerMap == null) {
            register(enumClass, getInstance(enumClass, defaultEnumTypeHandler));
            return typeHandlerMap.get(enumClass);
          }
        } else {
          // 查找父类关联的TypeHandler集合，并将其作为clazz对应的TypeHandler集合
          jdbcHandlerMap = getJdbcHandlerMapForSuperclass(clazz);
        }
      }
      // 如果上述查找皆失败，则以NULL_TYPE_HANDLER_MAP作为clazz对应的TypeHandler集合
      typeHandlerMap.put(type, jdbcHandlerMap == null ? NULL_TYPE_HANDLER_MAP : jdbcHandlerMap);
      return jdbcHandlerMap;
    }

    • 这里调用的 getJdbcHandlerMapForSuperclass() 方法会判断传入的 clazz 的父类是否为空或 Object。如果是，则方法直接返回 null；如果不是，则尝试从 typeHandlerMap 集合中获取父类对应的 TypeHandler 集合，但如果父类没有关联 TypeHandler 集合，则递归调用 getJdbcHandlerMapForSuperclass() 方法顺着继承树继续向上查找父类，直到查找到父类的 TypeHandler 集合，然后直接返回。

  • 下面是 getJdbcHandlerMapForSuperclass() 方法的具体实现：

    private Map<JdbcType, TypeHandler<?>> getJdbcHandlerMapForSuperclass(Class<?> clazz) {
      Class<?> superclass = clazz.getSuperclass();
      if (superclass == null || Object.class.equals(superclass)) {
        // 父类为Object或null则查找结束
        return null;
      }
      Map<JdbcType, TypeHandler<?>> jdbcHandlerMap = typeHandlerMap.get(superclass);
      if (jdbcHandlerMap != null) {
        return jdbcHandlerMap;
      }
      // 顺着继承树，递归查找父类对应的TypeHandler集合
      return getJdbcHandlerMapForSuperclass(superclass);
    }

别名管理

• 在 mybatis-config.xml 配置文件中使用 <typeAlias> 标签为 Customer 等 Java 类的完整名称定义了相应的别名，后续编写 SQL 语句、定义 <resultMap> 的时候，直接使用这些别名即可完全替代相应的完整 Java 类名，这样就非常易于代码的编写和维护。

• TypeAliasRegistry 是维护别名配置的核心实现所在，其中提供了别名注册、别名查询的基本功能。在 TypeAliasRegistry 的 typeAliases 字段（Map<String, Class<?>>类型）中记录了别名与 Java 类型之间的对应关系，我们可以通过 registerAlias() 方法完成别名的注册，具体实现如下：

  public void registerAlias(String alias, Class<?> value) {
    if (alias == null) {
      // 传入的别名为null，直接抛出异常
      throw new TypeException("The parameter alias cannot be null");
    }
    // issue #748
    // 将别名全部转换为小写
    String key = alias.toLowerCase(Locale.ENGLISH);
    if (typeAliases.containsKey(key) && typeAliases.get(key) != null && !typeAliases.get(key).equals(value)) {
      // 检测别名是否存在冲突，如果存在冲突，则直接抛出异常
      throw new TypeException(
          "The alias '" + alias + "' is already mapped to the value '" + typeAliases.get(key).getName() + "'.");
    }
    // 在typeAliases集合中记录别名与类之间的映射关系
    typeAliases.put(key, value);
  }
    

• 在 TypeAliasRegistry 的构造方法中，会通过上述 registerAlias() 方法将 Java 的基本类型、基本类型的数组类型、基本类型的封装类、封装类型的数组类型、Date、BigDecimal、BigInteger、Map、HashMap、List、ArrayList、Collection、Iterator、ResultSet 等常用类型添加了别名

• 除了明确传入别名与相应的 Java 类型之外，TypeAliasRegistry 还提供了扫描指定包名下所有的类中的 @Alias 注解获取别名配置，并完成注册的功能，这个功能涉及两个 registerAliases() 方法的重载，相关实现如下

  public void registerAliases(String packageName, Class<?> superType) {
    ResolverUtil<Class<?>> resolverUtil = new ResolverUtil<>();
    // 查找指定包下所有的superType类型
    resolverUtil.find(new ResolverUtil.IsA(superType), packageName);
    Set<Class<? extends Class<?>>> typeSet = resolverUtil.getClasses();
    for (Class<?> type : typeSet) {
      // Ignore inner classes and interfaces (including package-info.java)
      // Skip also inner classes. See issue #6
      // 过滤掉内部类、接口以及抽象类
      if (!type.isAnonymousClass() && !type.isInterface() && !type.isMemberClass()) {
        // 扫描类中的@Alias注解
        registerAlias(type);
      }
    }
  }
    
  public void registerAlias(Class<?> type) {
    // 获取类的简单名称，其中不会包含包名
    String alias = type.getSimpleName();
    // 获取类中的@Alias注解
    Alias aliasAnnotation = type.getAnnotation(Alias.class);
    if (aliasAnnotation != null) {
      // 获取特定别名
      alias = aliasAnnotation.value();
    }
    // 这里的@Alias注解指定的别名与type类型绑定
    registerAlias(alias, type);
  }