MyBatis的插件机制：通过Interceptor接口对SQL执行过程进行拦截与增强 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

MyBatis 插件机制：Interceptor 的拦截与增强

各位听众，大家好！今天我们来深入探讨 MyBatis 的插件机制，特别是如何利用 Interceptor 接口对 SQL 执行过程进行拦截和增强。MyBatis 的插件机制是其灵活性的重要体现，它允许我们在不修改 MyBatis 核心代码的情况下，扩展其功能，实现诸如性能监控、数据加密、分页处理等功能。

1. MyBatis 插件机制概述

MyBatis 的插件机制基于责任链模式，允许用户通过实现 Interceptor 接口，定义自己的拦截器，并在 MyBatis 执行 SQL 语句的关键节点进行拦截，从而实现对 SQL 执行过程的增强。这些关键节点包括：

Executor (update, query, flushStatements, commit, rollback, getTransaction, close, isClosed)：负责执行 SQL 查询的核心组件。
StatementHandler (prepare, parameterize, batch, update, query)：负责预编译 SQL 语句，设置参数，并将 SQL 语句传递给 JDBC 执行。
ParameterHandler (getParameterObject, setParameters)：负责设置 SQL 语句中的参数。
ResultSetHandler (handleResultSets, handleOutputParameters)：负责处理 JDBC 返回的结果集，并将其映射成 Java 对象。

通过插件，我们可以在这些关键点的执行前后进行干预，例如：

在 Executor 执行 SQL 之前，修改 SQL 语句，实现自动分页。
在 StatementHandler 设置参数之前，对敏感数据进行加密。
在 ResultSetHandler 处理结果集之后，对结果集进行校验。

2. Interceptor 接口详解

Interceptor 接口是 MyBatis 插件的核心，它定义了拦截器需要实现的方法。该接口只有一个方法：

package org.apache.ibatis.plugin;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

public interface Interceptor {

  Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable;

  Object plugin(Object target);

  void setProperties(Properties properties);

}

intercept(Invocation invocation): 这是拦截器的核心方法，也是我们需要实现的主要逻辑。Invocation 对象包含了被拦截对象（Executor, StatementHandler, ParameterHandler, ResultSetHandler）的信息，以及被拦截方法的参数。我们可以在这个方法中修改 SQL 语句、参数、结果集等，也可以直接调用 invocation.proceed() 方法，让被拦截方法继续执行。
plugin(Object target): MyBatis 使用该方法来包装被拦截的对象。它会使用 Plugin.wrap(target, this) 方法，创建一个代理对象，并将当前拦截器作为参数传递给代理对象。
setProperties(Properties properties): MyBatis 会在创建拦截器对象后，调用该方法，将配置文件中定义的属性传递给拦截器。

3. 编写自定义 Interceptor

下面我们通过一个简单的例子，演示如何编写一个自定义的 Interceptor，实现对 SQL 语句的日志记录。

package com.example.mybatis.interceptor;

import org.apache.ibatis.executor.statement.StatementHandler;
import org.apache.ibatis.plugin.*;
import org.apache.ibatis.reflection.MetaObject;
import org.apache.ibatis.reflection.SystemMetaObject;

import java.sql.Connection;
import java.util.Properties;

@Intercepts({@Signature(type = StatementHandler.class, method = "prepare", args = {Connection.class, Integer.class})})
public class SqlStatementInterceptor implements Interceptor {

    private Properties properties;

    @Override
    public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
        StatementHandler statementHandler = (StatementHandler) invocation.getTarget();
        MetaObject metaObject = SystemMetaObject.forObject(statementHandler);

        // 分离代理对象链(由于目标类可能被多个拦截器拦截，从而形成多次代理，通过下面的两次循环可以分离出最原始的的目标类)
        while (metaObject.hasGetter("h")) {
            Object object = metaObject.getValue("h");
            metaObject = SystemMetaObject.forObject(object);
        }
        // 分离最后一个代理对象的目标类
        while (metaObject.hasGetter("target")) {
            Object object = metaObject.getValue("target");
            metaObject = SystemMetaObject.forObject(object);
        }

        String sql = (String) metaObject.getValue("delegate.boundSql.sql");
        System.out.println("Executing SQL: " + sql);

        // 继续执行
        return invocation.proceed();
    }

    @Override
    public Object plugin(Object target) {
        return Plugin.wrap(target, this);
    }

    @Override
    public void setProperties(Properties properties) {
        this.properties = properties;
        System.out.println("Properties: " + properties);
    }
}

代码解释：

@Intercepts 注解: 这个注解非常重要，它用于指定当前拦截器需要拦截的目标对象和方法。 @Signature 注解的 type 属性指定了要拦截的接口，method 属性指定了要拦截的方法，args 属性指定了方法的参数类型。在本例中，我们拦截 StatementHandler 的 prepare 方法，该方法在 SQL 语句准备执行之前被调用。Connection.class 和 Integer.class 分别代表 prepare 方法的参数类型。
intercept(Invocation invocation) 方法: 这个方法是拦截器的核心逻辑。
- invocation.getTarget() 方法获取被拦截的对象，在本例中是 StatementHandler。
- 使用 MetaObject 和 SystemMetaObject 来获取 StatementHandler 中的 SQL 语句。由于目标对象可能被多次代理，我们需要使用循环来分离出原始的目标对象。
- metaObject.getValue("delegate.boundSql.sql") 获取最终执行的 SQL 语句。delegate 是 StatementHandler 中的一个属性，指向 BoundSql 对象，BoundSql 对象包含了 SQL 语句和参数信息。
- System.out.println("Executing SQL: " + sql) 将 SQL 语句打印到控制台。
- invocation.proceed() 方法调用被拦截的方法，让其继续执行。
plugin(Object target) 方法: 使用 Plugin.wrap(target, this) 方法来包装被拦截的对象，创建一个代理对象。
setProperties(Properties properties) 方法: 接收配置文件中定义的属性。

4. 在 MyBatis 配置中注册 Interceptor

要使自定义的 Interceptor 生效，需要在 MyBatis 的配置文件中注册它。

<configuration>
  <plugins>
    <plugin interceptor="com.example.mybatis.interceptor.SqlStatementInterceptor">
      <property name="someProperty" value="someValue"/>
    </plugin>
  </plugins>
</configuration>

<plugin> 标签用于注册插件。
interceptor 属性指定了拦截器的完整类名。
<property> 标签用于配置拦截器的属性，这些属性将在 setProperties() 方法中被注入。

5. Interceptor 的执行流程

当 MyBatis 执行 SQL 语句时，会按照以下流程执行拦截器：

MyBatis 创建 Executor, StatementHandler, ParameterHandler, ResultSetHandler 等对象。
MyBatis 检查配置文件中是否定义了插件。
如果定义了插件，MyBatis 会使用 Plugin.wrap() 方法，为 Executor, StatementHandler, ParameterHandler, ResultSetHandler 等对象创建代理对象，并将拦截器作为参数传递给代理对象。
当调用 Executor, StatementHandler, ParameterHandler, ResultSetHandler 等对象的方法时，实际上是调用代理对象的方法。
代理对象会调用拦截器的 intercept() 方法，执行拦截器的逻辑。
拦截器可以选择调用 invocation.proceed() 方法，让被拦截的方法继续执行，也可以直接返回结果，阻止被拦截的方法执行。
如果调用了 invocation.proceed() 方法，被拦截的方法会继续执行，并返回结果。
代理对象将结果返回给调用者。

6. 拦截器链

MyBatis 支持配置多个拦截器，形成拦截器链。当配置了多个拦截器时，它们会按照配置的顺序依次执行。每一个拦截器都可以选择是否调用 invocation.proceed() 方法，如果某个拦截器没有调用 invocation.proceed() 方法，那么后面的拦截器将不会被执行。

例如，我们配置了两个拦截器：InterceptorA 和 InterceptorB。

<configuration>
  <plugins>
    <plugin interceptor="com.example.mybatis.interceptor.InterceptorA"/>
    <plugin interceptor="com.example.mybatis.interceptor.InterceptorB"/>
  </plugins>
</configuration>

当执行某个 SQL 语句时，会按照以下顺序执行：

InterceptorA.intercept()
如果 InterceptorA.intercept() 调用了 invocation.proceed()，则执行 InterceptorB.intercept()
如果 InterceptorB.intercept() 调用了 invocation.proceed()，则执行被拦截的方法。
被拦截的方法执行完毕，返回结果。
InterceptorB.intercept() 返回结果。
InterceptorA.intercept() 返回结果。

7. 应用场景举例

MyBatis 的插件机制非常灵活，可以应用于各种场景。以下是一些常见的应用场景：

自动分页: 在 Executor 执行 SQL 之前，修改 SQL 语句，添加 LIMIT 和 OFFSET 子句，实现自动分页。
性能监控: 在 Executor 执行 SQL 之前和之后，记录 SQL 语句的执行时间，用于性能监控。
数据加密: 在 StatementHandler 设置参数之前，对敏感数据进行加密。在 ResultSetHandler 处理结果集之后，对加密数据进行解密。
SQL 审计: 记录所有执行的 SQL 语句，以及执行时间、参数等信息，用于 SQL 审计。
多租户: 根据当前用户的信息，动态修改 SQL 语句，实现多租户数据隔离。

8. 一个自动分页的Interceptor例子

package com.example.mybatis.interceptor;

import org.apache.ibatis.executor.statement.StatementHandler;
import org.apache.ibatis.plugin.*;
import org.apache.ibatis.reflection.MetaObject;
import org.apache.ibatis.reflection.SystemMetaObject;
import org.apache.ibatis.session.RowBounds;

import java.sql.Connection;
import java.util.Properties;

@Intercepts({@Signature(type = StatementHandler.class, method = "prepare", args = {Connection.class, Integer.class})})
public class PaginationInterceptor implements Interceptor {

    private String databaseType;

    @Override
    public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
        StatementHandler statementHandler = (StatementHandler) invocation.getTarget();
        MetaObject metaObject = SystemMetaObject.forObject(statementHandler);

        // 分离代理对象链
        while (metaObject.hasGetter("h")) {
            Object object = metaObject.getValue("h");
            metaObject = SystemMetaObject.forObject(object);
        }
        while (metaObject.hasGetter("target")) {
            Object object = metaObject.getValue("target");
            metaObject = SystemMetaObject.forObject(object);
        }

        RowBounds rowBounds = (RowBounds) metaObject.getValue("delegate.rowBounds");

        //如果没有分页参数，则直接返回
        if (rowBounds == null || rowBounds == RowBounds.DEFAULT) {
            return invocation.proceed();
        }

        String originalSql = (String) metaObject.getValue("delegate.boundSql.sql");
        //构建分页SQL
        String pageSql = buildPageSql(originalSql, rowBounds);
        //覆盖原始SQL
        metaObject.setValue("delegate.boundSql.sql", pageSql);
        //重置分页参数
        metaObject.setValue("delegate.rowBounds.offset", RowBounds.NO_ROW_OFFSET);
        metaObject.setValue("delegate.rowBounds.limit", RowBounds.NO_ROW_LIMIT);
        return invocation.proceed();
    }

    /**
     * 构建分页SQL
     *
     * @param originalSql
     * @param rowBounds
     * @return
     */
    private String buildPageSql(String originalSql, RowBounds rowBounds) {
        int offset = rowBounds.getOffset();
        int limit = rowBounds.getLimit();
        StringBuilder pageSql = new StringBuilder(originalSql);
        pageSql.append(" LIMIT ").append(offset).append(",").append(limit);
        return pageSql.toString();
    }

    @Override
    public Object plugin(Object target) {
        return Plugin.wrap(target, this);
    }

    @Override
    public void setProperties(Properties properties) {
        this.databaseType = properties.getProperty("databaseType");
    }
}

这个例子中，我们拦截了 StatementHandler 的 prepare 方法，获取原始 SQL 语句和分页参数，然后根据数据库类型构建分页 SQL 语句，并覆盖原始 SQL 语句。

使用方式

在 Mapper 接口的方法中添加 RowBounds 参数

public interface UserMapper {
    List<User> selectUserPage(RowBounds rowBounds);
}

在调用 Mapper 接口的方法时，传入 RowBounds 对象。

List<User> userList = userMapper.selectUserPage(new RowBounds(10, 5)); //从第10条开始，取5条数据

在 MyBatis 配置文件中注册 PaginationInterceptor 插件，并配置数据库类型。

<configuration>
  <plugins>
    <plugin interceptor="com.example.mybatis.interceptor.PaginationInterceptor">
      <property name="databaseType" value="mysql"/>
    </plugin>
  </plugins>
</configuration>

需要注意的是： 这个例子只支持 MySQL 数据库，如果要支持其他数据库，需要修改 buildPageSql() 方法，根据不同的数据库类型构建不同的分页 SQL 语句。此外，该示例也只是一个简单的例子，实际应用中可能需要考虑更多因素，例如防止 SQL 注入，支持更复杂的查询条件等。

9. 注意事项

避免过度拦截: 不要拦截不必要的方法，否则会影响性能。
小心死循环: 在拦截器中修改 SQL 语句时，要避免造成死循环。
处理异常: 在拦截器中要处理可能发生的异常，避免影响程序的正常运行。
考虑性能: 拦截器的执行会增加额外的开销，要考虑性能问题。尽量避免在拦截器中执行耗时的操作。
线程安全: 确保你的Interceptor是线程安全的，特别是在多线程环境下。避免使用实例变量，或者使用ThreadLocal来存储线程相关的数据。

总结

MyBatis 的插件机制为我们提供了一种强大的扩展能力，通过 Interceptor 接口，我们可以对 SQL 执行过程进行拦截和增强，实现各种自定义功能。掌握 MyBatis 的插件机制，可以帮助我们更好地理解和使用 MyBatis，提高开发效率，并解决各种实际问题。

最后的话

希望今天的讲解能够帮助大家更好地理解 MyBatis 的插件机制。掌握 Interceptor 的使用，可以更灵活地定制 MyBatis 的行为，满足各种业务需求。感谢大家的聆听！