Mybatis 源码学习-类型转换（TypeHandlerRegistry）

Posted 2022-11-23 凉茶方便面

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Mybatis 源码学习(8)-类型转换（TypeHandler）

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定义 TypeHandler 后，Mybatis 还需要对这些 TypeHandler 进行管理，Mybatis 是通过 TypeHandlerRegistry 来实现 TypeHandler 的管理的。TypeHandlerRegistry 的初始化是在 Configuration 中，Configuration 包含一个 private final 字段，直接初始化了 TypeHandlerRegistry，而 TypeHandlerRegistry 的初始化阶段，会构建 JDBC 数据类型、Java 数据类型、TypeHandler 之间的关系，便于索引查询。

TypeHandlerRegistry 中的核心字段主要是几个关系 Map：

// JdbcType 与TypeHandler 之间的映射关系，JdbcType 是枚举类型，它与 JDBC 规范中的数据类型一一对应
// 该集合的作用是从 ResultSet 中读取数据时，将 JdbcType 转化为 Java 类型
// （由于 JdbcType 数量已知，因此该集合中的 TypeHandler 数据量固定）
private final Map<JdbcType, TypeHandler<?>> JDBC_TYPE_HANDLER_MAP = 
        new EnumMap<JdbcType, TypeHandler<?>>(JdbcType.class);

// Java 类型与 TypeHandler 之间的映射关系，但是由于 Java 类型可以转化为多种 JdbcType，
// 因此 value 也是一个 Map（因为 String 可以转化为 char、varchar、text 等数据库类型）
private final Map<Type, Map<JdbcType, TypeHandler<?>>> TYPE_HANDLER_MAP = 
        new ConcurrentHashMap<Type, Map<JdbcType, TypeHandler<?>>>();

// 全部 TypeHandler 的类型与 TypeHandler 实例之间的映射关系（可以认为是缓存）
private final Map<Class<?>, TypeHandler<?>> ALL_TYPE_HANDLERS_MAP = 
        new HashMap<Class<?>, TypeHandler<?>>();

// 空TypeHandler 集合的标志
private static final Map<JdbcType, TypeHandler<?>> NULL_TYPE_HANDLER_MAP = 
        Collections.emptyMap();

注册 TypeHandler 的方法：register

TypeHandler.register() 方法实现了 TypeHandler 的注册逻辑，其注册过程主要是解析 TypeHandler 并向以上 Map 中存储对应的解析结果。register 方法是一系列重载的方法，其中大部分方法是做数据类型转化，并调用其他重载方法，比较核心的方法有 6 个。

以上方法中，方法 4 是最核心的方法，该方法的参数包括：该 TypeHandler 能处理的 JavaType，JdbcType以及TypeHandler 对象，该方法的核心逻辑是向 TYPE_HANDLER_MAP 和 ALL_TYPE_HANDLERS_MAP 注册对应的 TypeHandler。

// 方法 4 的实现
private void register(Type javaType, JdbcType jdbcType, TypeHandler<?> handler) 
  // 是否明确指定能够处理的 javaType
  if (javaType != null) 
    // 获取 javaType 在 TYPE_HANDLER_MAP 中已注册的 TypeHandler
    Map<JdbcType, TypeHandler<?>> map = TYPE_HANDLER_MAP.get(javaType);
    // 如果之前尚未注册过 TypeHandler，则新建对应的 Map
    if (map == null || map == NULL_TYPE_HANDLER_MAP) 
      map = new HashMap<JdbcType, TypeHandler<?>>();
      TYPE_HANDLER_MAP.put(javaType, map);
    
    // 将 TypeHandler 注册至 TYPE_HANDLER_MAP
    map.put(jdbcType, handler);
  
  // 向 ALL_TYPE_HANDLERS_MAP 注册 TypeHandler 的类型和 TypeHandler 对象
  ALL_TYPE_HANDLERS_MAP.put(handler.getClass(), handler);

方法 1~3 最终都会调用方法 4 进行注册，它们做了一些前置的工作，主要是解析方法上的 @MappedTypes 和 @MappedJdbcTypes 注解，@MappedTypes 表示 TypeHandler 可以用于的 Java 类，@MappedJdbcTypes 表示 TypeHandler 可以处理的 JDBC 数据类型。

// 方法 1，方法包含 typeHandlerClass 参数
public void register(Class<?> typeHandlerClass) 
  boolean mappedTypeFound = false;
  // 解析获取 @MappedTypes 注解
  MappedTypes mappedTypes = typeHandlerClass.getAnnotation(MappedTypes.class);
  if (mappedTypes != null) 
    // 根据 @MappedTypes 上指定的 Java 类型，逐个注册
    for (Class<?> javaTypeClass : mappedTypes.value()) 
      // 经过包含类型转化和实例化 TypeHandler 的 register 方法转发，最终交给方法 3 进行处理
      register(javaTypeClass, typeHandlerClass);
      mappedTypeFound = true;
    
  
  if (!mappedTypeFound) 
    // 未指定 @MappedTypes 注解，直接交给方法 2 处理
    register(getInstance(null, typeHandlerClass));
  


// 方法 2 
public <T> void register(TypeHandler<T> typeHandler) 
  boolean mappedTypeFound = false;
  // 检查 @MappedTypes 注解，根据指定的 Java 类型进行注册，逻辑同方法 1
  MappedTypes mappedTypes = typeHandler.getClass().getAnnotation(MappedTypes.class);
  if (mappedTypes != null) 
    for (Class<?> handledType : mappedTypes.value()) 
      register(handledType, typeHandler);
      mappedTypeFound = true;
    
  
  // 从 3.1.0 开始，可以根据 TypeHandler 的类型自动查找对应 Java 类型，但是需要 TypeHandler 继承 TypeReference
  // 它会自动解析 TypeHandler 上指定的泛型参数，并以该泛型参数作为 Java 类型
  if (!mappedTypeFound && typeHandler instanceof TypeReference) 
    try 
      TypeReference<T> typeReference = (TypeReference<T>) typeHandler;
      // 由重载方法 3 继续处理
      register(typeReference.getRawType(), typeHandler);
      mappedTypeFound = true;
     catch (Throwable t) 
    
  
  if (!mappedTypeFound) 
    register((Class<T>) null, typeHandler);
  


// 方法 3，解析 @MappedJdbcTypes 注解
private <T> void register(Type javaType, TypeHandler<? extends T> typeHandler) 
  // 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()) 
      register(javaType, handledJdbcType, typeHandler); // 重载方法 4
    
    // 该 TypeHandler 能否处理 null 类型
    if (mappedJdbcTypes.includeNullJdbcType()) 
      register(javaType, null, typeHandler); // 重载方法 4
    
   else 
    register(javaType, null, typeHandler); // 重载方法 4
  

以上方法最终均调用了方法 4，向 TYPE_HANDLER_MAP 和 ALL_TYPE_HANDLERS_MAP 完成注册，重载方法 5 是唯一一个向 JDBC_TYPE_HANDLER_MAP 注册的方法。

// 方法 5
public void register(JdbcType jdbcType, TypeHandler<?> handler) 
  // 注册 jdbcType 对应的 TypeHandler
  JDBC_TYPE_HANDLER_MAP.put(jdbcType, handler);


除了能够注册单个 TypeHandler 外，TypeHandlerRegistry 还提供了扫描整个 package 下的 TypeHandler 接口实现类，并完成 TypeHandler 的自动注册工作。

// 方法 6，扫描整个 package 下的 TypeHandler 实现类
public void register(String packageName) 
  // 扫描整个 package 下实现 TypeHandler 的类
  ResolverUtil<Class<?>> resolverUtil = new ResolverUtil<Class<?>>();
  resolverUtil.find(new ResolverUtil.IsA(TypeHandler.class), packageName);
  Set<Class<? extends Class<?>>> handlerSet = resolverUtil.getClasses();
  for (Class<?> type : handlerSet) 
    // 过滤掉内部类、接口、抽象类，这些类无法被直接实例化
    if (!type.isAnonymousClass() && !type.isInterface() && !Modifier.isAbstract(type.getModifiers())) 
      register(type); // 由方法 1 完成注册
    
  

除了以上 register 方法外，TypeHandlerRegistry 的构造方法完成了基本的类型注册逻辑，由于数据类型过多，仅以 String 类型来说明问题。

public TypeHandlerRegistry() 
  // 省略其他类型的注册逻辑

  // 向 TYPE_HANDLER_MAP 和 ALL_TYPE_HANDLERS_MAP 完成注册，StringTypeHandler 能够正确处理String 的 null 到 JDBC 的 null 的转化
  register(String.class, new StringTypeHandler());
  register(String.class, JdbcType.CHAR, new StringTypeHandler());
  register(String.class, JdbcType.CLOB, new ClobTypeHandler());
  register(String.class, JdbcType.VARCHAR, new StringTypeHandler());
  register(String.class, JdbcType.LONGVARCHAR, new ClobTypeHandler());
  register(String.class, JdbcType.NVARCHAR, new NStringTypeHandler());
  register(String.class, JdbcType.NCHAR, new NStringTypeHandler());
  register(String.class, JdbcType.NCLOB, new NClobTypeHandler());

  // StringTypeHandler 能够完成 JDBC 的 varchar 到 Java 的 String 之间的相互转化
  register(JdbcType.CHAR, new StringTypeHandler());
  register(JdbcType.VARCHAR, new StringTypeHandler());
  register(JdbcType.CLOB, new ClobTypeHandler());
  register(JdbcType.LONGVARCHAR, new ClobTypeHandler());
  register(JdbcType.NVARCHAR, new NStringTypeHandler());
  register(JdbcType.NCHAR, new NStringTypeHandler());
  register(JdbcType.NCLOB, new NClobTypeHandler());

  register(Character.class, new CharacterTypeHandler());
  register(char.class, new CharacterTypeHandler());

查找 TypeHandler 的方法

和注册方法相同，查找 TypeHandler 也存在多个重载的情况，TypeHandlerRegistry.getTypeHandler() 的核心逻辑是从以上四个集合中获取对应的元素。

getTypeHandler 的系列方法中，最核心的方法是方法 1：getTypeHandler(Type type, JdbcType jdbcType)，其他方法都是经过类型转化最终调用该方法。

// 方法 1
private <T> TypeHandler<T> getTypeHandler(Type type, JdbcType jdbcType) 
  // 不解析 ParamMap 类型
  if (ParamMap.class.equals(type)) 
    return null;
  
  // 查找Java 类型对应的 TypeHandler 集合
  Map<JdbcType, TypeHandler<?>> jdbcHandlerMap = getJdbcHandlerMap(type);
  TypeHandler<?> handler = null;
  if (jdbcHandlerMap != null) 
    // 根据当前 jdbcType 类型获取对应的 TypeHandler
    handler = jdbcHandlerMap.get(jdbcType);
    if (handler == null) 
      // 如果未找到，则查找能够处理 null 值的 TypeHandler
      handler = jdbcHandlerMap.get(null);
    
    if (handler == null) 
      // 如果 jdbcHandlerMap 中只注册了一个 TypeHandler，则使用该 TypeHandler
      handler = pickSoleHandler(jdbcHandlerMap);
    
  
  return (TypeHandler<T>) handler;

getJdbcHandlerMap 方法会检查 TYPE_HANDLER_MAP 中是否存在对应的 TypeHandler 集合，如果当前类不存在对应的 TypeHandler，则继续向父类中搜索对应的 TypeHandler，如果最终仍未找到，则以 NULL_TYPE_HANDLER_MAP 初始化该 Java 类型对应的 TypeHandler。

private Map<JdbcType, TypeHandler<?>> getJdbcHandlerMap(Type type) 
  // 查找 Java 类型对应的 TypeHandler 集合
  Map<JdbcType, TypeHandler<?>> jdbcHandlerMap = TYPE_HANDLER_MAP.get(type);
  if (NULL_TYPE_HANDLER_MAP.equals(jdbcHandlerMap))  // 检测是否为空集合标志
    return null;
  
  // 初始化 Java 类型对应的 TypeHandler 集合
  if (jdbcHandlerMap == null && type instanceof Class) 
    Class<?> clazz = (Class<?>) type;
    if (clazz.isEnum())  // 如果是枚举类型
      // 在枚举类接口上向父类搜索
      jdbcHandlerMap = getJdbcHandlerMapForEnumInterfaces(clazz, clazz);
      if (jdbcHandlerMap == null) 
        // 如果没有指定过任何 TypeHandler，则使用默认的 TypeHandler
        register(clazz, getInstance(clazz, defaultEnumTypeHandler));
        return TYPE_HANDLER_MAP.get(clazz);
      
     else 
      // 在父类上搜索是否已存在 TypeHandler 集合
      jdbcHandlerMap = getJdbcHandlerMapForSuperclass(clazz);
    
  
  TYPE_HANDLER_MAP.put(type, jdbcHandlerMap == null ? NULL_TYPE_HANDLER_MAP : jdbcHandlerMap);
  return jdbcHandlerMap;


// 查找 enum 类型实现接口的情况
private Map<JdbcType, TypeHandler<?>> getJdbcHandlerMapForEnumInterfaces(Class<?> clazz, Class<?> enumClazz) 
  // 遍历所有实现的接口
  for (Class<?> iface : clazz.getInterfaces()) 
    // 当前接口是否已经有 TypeHandler，如果没有，则递归向父接口查询
    Map<JdbcType, TypeHandler<?>> jdbcHandlerMap = TYPE_HANDLER_MAP.get(iface);
    if (jdbcHandlerMap == null) 
      jdbcHandlerMap = getJdbcHandlerMapForEnumInterfaces(iface, enumClazz);
    
    if (jdbcHandlerMap != null) 
      // 找到一个父接口上注册过的 TypeHandler
      HashMap<JdbcType, TypeHandler<?>> newMap = new HashMap<JdbcType, TypeHandler<?>>();
      for (Entry<JdbcType, TypeHandler<?>> entry : jdbcHandlerMap.entrySet()) 
        // 尝试使用当前的 enum 作为参数，尝试覆盖接口对应的 TypeHandler
        newMap.put(entry.getKey(), getInstance(enumClazz, entry.getValue().getClass()));
      
      return newMap;
    
  
  return null;


// 查找普通类父类的 TypeHandler
private Map<JdbcType, TypeHandler<?>> getJdbcHandlerMapForSuperclass(Class<?> clazz) 
  Class<?> superclass =  clazz.getSuperclass();
  if (superclass == null || Object.class.equals(superclass)) 
    return null; // Object 或 null，则查找结束
  
  Map<JdbcType, TypeHandler<?>> jdbcHandlerMap = TYPE_HANDLER_MAP.get(superclass);
  if (jdbcHandlerMap != null) 
    return jdbcHandlerMap;
   else 
    // 继续查找父类对应的 TypeHandler
    return getJdbcHandlerMapForSuperclass(superclass);
  

TypeHandlerRegistry.getMappingTypeHandler(Class<? extends TypeHandler<?>> handlerType) 方法可以根据 handlerType 的类型，直接从 ALL_TYPE_HANDLERS_MAP 中获取对应的 TypeHandler。

TypeHandlerRegistry.getTypeHandler(JdbcType jdbcType) 方法可以根据指定的jdbcType 从 JDBC_TYPE_HANDLER_MAP 中获取对应的 TypeHandler。

Mybatis 除了支持默认的 TypeHandler 外，还支持从配置文件中配置 <typeHandlers>节点，自定义添加 TypeHandler 实现类。Mybatis 初识化时，会解析对应的配置节点，并将对应的 TypeHandler 注册至 TypeHandlerRegistry 中。

总结

TypeHandlerRegistry 可以管理所有的 TypeHandler，支持注册和获取对应的 Java 类和 JDBC 类型对应的 TypeHandler。TypeHandlerRegistry 作为 Configuration 的一个字段，在 Mybatis 的执行过程中的任何阶段都可以被方便的获取和使用。另外，TypeHandler 支持扩展，允许自定义 TypeHandler，Mybatis 可以根据泛型参数，自动解析其能够处理的 Java 类。


参考文档：《Mybatis 技术内幕》

本文的基本脉络参考自《Mybatis 技术内幕》，编写文章的原因是希望能够系统地学习 Mybatis 的源码，但是如果仅阅读源码或者仅从官方文档很难去系统地学习，因此希望参考现成的文档，按照文章的脉络逐步学习。

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