之前就自己关注的问题研究了mybatis的源代码，今天我们来看一下mybatis中都使用了哪些设计模式。

关于设计模式，我平时也有不少使用，但是总感觉理解的不是很深刻，学习源码并观察设计模式在其中的应用，也可以更加深入的了解设计模式。

建造者（Builder）设计模式

将一个复杂的对象的构造与他的表示分离，是同样的构造过程可以创建不同的表示，他是将一个复杂的对象分解为多个简单的对象，然后一步一步的构建而成。

一般来说，如果一个对象的构建比较复杂，超出了构造函数所能包含的范围，就可以使用工厂模式和Builder模式。

相对于工厂模式会产出一个完整的产品，Builder应用于更加复杂的对象的构建，甚至只会构建产品的一个部分。

使用过Mybatis的肯定很熟悉这段代码吧

SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(reader);
SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();

我们使用简单的两行代码之后，便可以获取我们的mapper，然后直接查询数据库了。但是在这两行简单的代码背后，却是非常复杂的配置解析过程。

在Mybatis环境的初始化过程中，SqlSessionFactoryBuilder会调用XMLConfigBuilder读取所有的mybatis-config.xml和所有的*Mapper.xml文件，构建Mybatis运行的核心对象Configuration对象，然后将该Configuration对象作为参数构建一个SqlSessionFactory对象。

其中XMLConfigBuilder在构建Configuration对象时，也会调用XMLMapperBuilder用于读取*Mapper文件，而XMLMapperBuilder会使用XMLStatementBuilder来读取和build所有的SQL语句。

在这个过程中，有一个相似的特点，就是这些Builder会读取文件或者配置，然后做大量的XpathParser解析、配置或语法的解析、反射生成对象、存入结果缓存等步骤，这么多的工作都不是一个构造函数所能包括的，因此大量采用了Builder模式来解决。

常用的Builder：

• SqlSessionFactoryBuilder:构建SqlSession
• XMLConfigBuilder:构建Mybatis-config.xml成对象
• XMLMapperBuilder:解析*Mapper.xml成对象
• XMLStatementBuilder:解析单个的select、insert等statement标签
• ParameterMapping.Builder:构建每一个#{}参数成为一个ParameterMapping
• MappedStatement.Builder:构建每一个select、insert等statement标签
• ResultMap.Builder:构建ResultMap标签
• ResultMapping.Builder:构建ResultMap标签中的每个参数

工厂设计模式

工厂模式相对来说很简单

在工厂模式中，可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。

• LogFactory

//根据传入的类名来构建Log
  public static Log getLog(String logger) {
    try {
      //构造函数，参数必须是一个，为String型，指明logger的名称
      return logConstructor.newInstance(new Object[] { logger });
    } catch (Throwable t) {
      throw new LogException("Error creating logger for logger " + logger + ".  Cause: " + t, t);
    }
  }

• SqlSessionFactory

private SqlSession openSessionFromDataSource(ExecutorType execType, TransactionIsolationLevel level, boolean autoCommit) {
    Transaction tx = null;
    try {
      final Environment environment = configuration.getEnvironment();
      final TransactionFactory transactionFactory = getTransactionFactoryFromEnvironment(environment);
      //通过事务工厂来产生一个事务
      tx = transactionFactory.newTransaction(environment.getDataSource(), level, autoCommit);
      //生成一个执行器(事务包含在执行器里)
      final Executor executor = configuration.newExecutor(tx, execType);
      //然后产生一个DefaultSqlSession
      return new DefaultSqlSession(configuration, executor, autoCommit);
    } catch (Exception e) {
      //如果打开事务出错，则关闭它
      closeTransaction(tx); // may have fetched a connection so lets call close()
      throw ExceptionFactory.wrapException("Error opening session.  Cause: " + e, e);
    } finally {
      //最后清空错误上下文
      ErrorContext.instance().reset();
    }
  }

单例设计模式

这个很简单，不再说明

public final class LogFactory {
  //...
	//单例模式，不得自己new实例
  private LogFactory() {
    // disable construction
  }
}

代理设计模式

代理模式大概是Mybatis的核心了吧，我在《Mybatis核心源码-通过sqlSession获取映射器代理工厂》一文中写了通过sqlSession.getMapper获取对应的代理对象，然后通过代理对象获取对应的mapper.xml，这里便用到了代理设计模式，所以我不再赘述了，有兴趣的小伙伴可以看一下对应的文章。

组合设计模式

组合模式组合多个对象形成树形结构以表示“整体-部分”的结构层次。

组合模式对单个对象(叶子对象)和组合对象(组合对象)具有一致性，它将对象组织到树结构中，可以用来描述整体与部分的关系。

同时它也模糊了简单元素(叶子对象)和复杂元素(容器对象)的概念，使得客户能够像处理简单元素一样来处理复杂元素，从而使客户程序能够与复杂元素的内部结构解耦。

在使用组合模式中需要注意一点也是组合模式最关键的地方：叶子对象和组合对象实现相同的接口。这就是组合模式能够将叶子节点和对象节点进行一致处理的原因。

这里面的if标签，trim标签在mybatis中都对应一个SqlNode，例如IfSqlNode、TrimSqlNode、StaticTextSqlNode等

在mybatis中，在创建SqlSource时，会解析当前select标签中所有的动态标签，构建成SqlNode并放到集合中，最终构建成MixedSqlNode混合节点。

在这张图中，MixedSqlNode就是根结点，而IfSqlNode、TrimSqlNode等动态标签就是树枝节点，StaticTextSqlNode（#{}）和TextSqlNode（${}）则是叶子节点。

组合模式树的各个节点

其中的StaticTextSqlNode（#{}）和TextSqlNode（${}）是叶子结点,所有的非叶子结点最终都会通过递归调用获取到对应的叶子结点，也就是动态sql标签中的sql，然后进行拼接。
MixedSqlNode根结点下的所有树枝节点：

IfSqlNode树枝节点下会有一个StaticTextSqlNode叶子节点。

在组合模式中，根节点和树枝节点本质上属于同一种数据类型，他们具备一致的行为（apply）

了解完动态标签的数据结构后，我们来看一个复杂的含有动态sql的select语句标签是怎么被拼接成一个完整的sql的。

首先作为根结点的MixedSqlNode执行他的apply方法：

public class MixedSqlNode implements SqlNode {
  //组合模式，拥有一个SqlNode的List
  private List<SqlNode> contents;

  public MixedSqlNode(List<SqlNode> contents) {
    this.contents = contents;
  }

  @Override
  public boolean apply(DynamicContext context) {
    //依次调用list里每个元素的apply
    for (SqlNode sqlNode : contents) {
      sqlNode.apply(context);
    }
    return true;
  }
}

实际上MixedSqlNode循环调用了树枝节点的apply方法

作为树枝节点的IfSqlNode中有一个叶子节点StaticTextSqlNode，树枝节点的apply在解析完Ognl表达式后，调用了叶子节点StaticTextSqlNode的apply方法。而叶子节点的apply方法就是简单的使用append方法进行了字符串拼接。

public class IfSqlNode implements SqlNode {
  private ExpressionEvaluator evaluator;
  private String test;
  private SqlNode contents;

  public IfSqlNode(SqlNode contents, String test) {
    this.test = test;
    //mixed里面是一个静态标签，if标签包裹的地方
    this.contents = contents;
    this.evaluator = new ExpressionEvaluator();
  }

  @Override
  public boolean apply(DynamicContext context) {
    //如果满足条件，则apply，并返回true
    //Ognl表达式
    if (evaluator.evaluateBoolean(test, context.getBindings())) {
      contents.apply(context);
      return true;
    }
    return false;
  }

}

通过使用组合模式，mybatis的动态标签可以通过递归的方式将每一个树枝节点（动态标签）进行拼接，最终形成一个完整的sql。

模板方法设计模式

模板方法设计模式是非常常用的设计模式，我平时在开发中也经常用到，通过抽象类定义统一的模板，然后让实现类去实现具体的细节

在Mybatis中，通过StatementHandler接口，定义了统一的sql执行过程：

然后通过它的实现类PreparedStatementHandler等去实现具体的细节：

模板模式其实非常简单，通过抽象类去定义统一的模板，然后通过实现类去补充具体的实现细节。

适配器设计模式

适配器模式(Adapter Pattern) ：将一个接口转换成客户希望的另一个接口，适配器模式使接口不兼容的那些类可以一起工作，其别名为包装器(Wrapper)。

mybatis中最值得称赞的是mybatis对于各个日志的集成工作，我在《Mybatis整合日志框架-工厂设计模式+适配器设计模式》一文中详细解释了mybatis通过定义Log接口，Mybatis提供了多种日志框架的实现，这些实现都匹配这个Log接口所定义的接口方法，最终实现了所有外部日志框架到Mybatis日志包的适配

装饰者设计模式

装饰模式(Decorator Pattern) ：动态地给一个对象增加一些额外的职责(Responsibility)，就增加对象功能来说，装饰模式比生成子类实现更为灵活。

其别名也可以称为包装器(Wrapper)，与适配器模式的别名相同，但它们适用于不同的场合。

我在《Mybatis一级缓存原理解析》一问中解析了一级缓存的原理，Mybatis在创建executor时其实是直接创建了CachingExecutor，然后将SimpleExecutor通过构造器的方式传给了CachingExecutor，使用CachingExecutor在执行时除了执行自己特有的二级缓存后，其他的都是通过包装类SimpleExecutor去执行的。