【手搓mybatis-4】数据源事务配置解析

在上一节中，我们解析了mapperXML文件中的SQL配置信息，将其填充如Configuration中的MapperRegistry和mappedStatements中，可以在调用代理对象的方法返回其在XML文件中配置的sql语句

我们今天的需求是：

解析配置文件中关于数据源的信息
JDBC事务管理接口（一个成熟的数据库访问操作应该具有事务管理能力，比如commit、close、rollback），并用工厂方法模式包装JDBC事务实现，为每一个事务实现提供一个对应工厂
引入 Druid 连接池
在 SqlSession 执行SQL操作时顺利访问数据源。

0 依赖介绍

Druid

Druid 是阿里巴巴开发的数据库连接池和数据库监控组件，用于管理和优化 Java 应用程序中的数据库连接，可以用于增强 JDBC 的功能。

主要职责：

数据库连接池管理：Druid 作为数据库连接池，能够高效地管理数据库连接的创建、分配和销毁，从而提升应用的并发性能和资源利用效率。
SQL 监控：Druid 内置了 SQL 监控功能，支持实时查看 SQL 执行频率、执行时间、慢查询等统计数据，可以帮助开发人员优化 SQL 性能。
防 SQL 注入：Druid 可以检测并拦截 SQL 注入攻击，增强数据库访问的安全性。
扩展 JDBC：Druid 兼容 JDBC API，可以无缝替换 JDBC 使用的 DriverManager，通过代理模式拦截 JDBC 操作，加入监控、日志等功能。

1 事务管理接口设计与JDBC事务实现

定义标准的事务管理接口，可以有不同的事务实现方式。比如：

JDBC事务
托管事务（框架提供的）

public interface Transaction {  

    Connection getConnection() throws SQLException;  

    void rollback() throws SQLException;  

    void close() throws SQLException;  

    void commit() throws SQLException;  
}

JDBC事务实现

JDBC 事务是基于 JDBC API 的原生事务管理方式，直接在代码中控制数据库连接的事务行为。

原理：开发者在代码中通过 JDBC 的 Connection 对象手动开始、提交和回滚事务。通过设置 Connection 的 autoCommit 属性为 false，可以手动控制事务的开始和结束。

回顾一下 JDBC事务隔离级别：

事务并发执行时可能会遇到脏读、不可重复读、幻读的现象：

脏读：读到其他事务未提交的数据
不可重复读：在一个事务中前后读取的数据不一致
幻读：在一个事务中读区的记录数量不一致（就像出现幻觉一样）

JDBC提供5种事务隔离级别接口（具体的事务管理由InnoDB存储引擎执行）来规避这些现象，隔离级别越高，性能效率越低：

NONE：没有事务管理，不提供事务隔离。每条 SQL 语句都独立执行，立即生效，无法rollback或commit。
READ_UNCOMMITTED：读未提交，允许读取未提交的更改，可能发生脏读。
READ_COMMITTED：读提交，只能读取已提交的更改，防止脏读。
REPEATABLE_READ：可重复读，防止脏读和不可重复读，但可能发生幻读。
SERIALIZABLE：完全隔离的级别，防止脏读、不可重复读和幻读，是最严格的隔离级别。

在这里我们创建枚举对象来管理JDBC提供的事务隔离级别，方便代码中清晰便捷使用。

【工厂方法模式】为每一种事务实现提供工厂

如果不提供工厂，每次创建 Transaction 实例都需要直接调用构造方法，这样做会导致下面问题：

高耦合性：调用方必须直接依赖 Transaction 的具体实现，这会导致代码难以维护或扩展。例如，如果要切换 Transaction 的实现，则需要修改所有调用的地方。
重复代码：每次创建 Transaction 实例时都要重复设置隔离级别等属性，增加代码重复性和维护成本。
难以扩展：未来若要增加新的 Transaction 类型或配置方案，就需要大幅度修改现有代码，而不是通过简单地添加新的工厂实现。

public interface TransactionFactory {  

    /**  
     * 根据 Connection 创建 Transaction  
     * @param conn Existing database connection  
     * @return Transaction     
     */    
    Transaction getTransaction(Connection conn);  

    /**  
     * 根据数据源和事务隔离级别创建 Transaction  
     * @param dataSource DataSource to take the connection from  
     * @param level Desired isolation level  
     * @param autoCommit Desired autocommit  
     * @return Transaction     
     */    
     Transaction getTransaction(DataSource dataSource, Boolean autoCommit, TransactionIsolationLevel level);  
}

简单工厂模式 v.s. 工厂方法模式

这里用到的是工厂方法模式，工厂方法模式的优越之处体现在符合开闭原则，且提供更高的耦合。

在简单工厂模式下，一个简单工厂对应所有接口实现。如果要新增新的实现，就要修改这个简单工厂中的switch代码；
而在工厂方法模式下，一个工厂对应一个实现。如果要新增新的实现，只需要新增新的接口实现和工厂即可。

方面	简单工厂模式	工厂方法模式
扩展性	不符合开闭原则，修改工厂类	符合开闭原则，新增工厂类即可
复杂度	简单，适合少量产品	较复杂，适合产品种类多的场景
适用场景	产品少，且变化不频繁	产品多且频繁变化
典型使用情况	通常在简单场景使用	在较大系统或灵活需求场景中使用

2 类型别名注册器

创建一个类型别名注册器，将事务工厂和数据源工厂（比如JDBC、DRUID等）注册进去，方便解析配置时候直接在别名注册器中通过别名找到对应的类型。

3 XML 数据源配置信息解析

在 Configuration 对象中加入相应字段 environment，存储事务管理配置和数据源配置。

private void datasourceElement(Element environments) throws Exception {  
    String defaultEnvironment = environments.attributeValue("default");  
    List<Element> environmentList = environments.elements("environment");  
    for (Element e : environmentList) {  
        String id = e.attributeValue("id");  
        if (defaultEnvironment.equals(id)) {  
            // 找到了配置的环境  
            // 事务管理器  
            String transactionManagerType = e.element("transactionManager").attributeValue("type");  
            TransactionFactory transactionFactory = (TransactionFactory) typeAliasRegistry.resolveAlias(transactionManagerType).newInstance();  
            // 数据源  
            Element dataSourceElement = e.element("dataSource");  
            DataSourceFactory dataSourceFactory = (DataSourceFactory) typeAliasRegistry.resolveAlias(dataSourceElement.attributeValue("type")).newInstance();  
            // 解析配置  
            List<Element> propertyList = dataSourceElement.elements("property");  
            Properties props = new Properties();  
            for (Element property : propertyList) {  
                props.setProperty(property.attributeValue("name"), property.attributeValue("value"));  
            }  
            dataSourceFactory.setProperties(props);  
            DataSource dataSource = dataSourceFactory.getDataSource();  

            // 构建环境 用建造者模式，保证Environment实例的完整性  
            Environment.Builder builder = new Environment.Builder(id)  
                    .dataSource(dataSource)  
                    .transactionFactory(transactionFactory);  

            configuration.setEnvironment(builder.build());  
        }  
    }  
}

在mybatis中Configuration对象起到流程中心的作用，负责管理和维护 MyBatis 各个模块的配置信息。可以看到mapper映射 mapperRegistry、方法映射 mappedStatements、事务管理和数据源配置 Environment 都保存在Configuration 中。之后将Configuration作为依赖注入到SqlSession，提供完整的SQL操作上下文，创建高度定制化的SQL会话。

4 SqlSession 提供完整Sql操作（select）

SqlSession按照传入的Configuration配置创建数据库连接，匹配并执行数据库操作。
这里暂时将语句写死，后面再进行完善。

@Override  
public <T> T selectOne(String statement, Object parameter) {  
    try {  
        MappedStatement mappedStatement = configuration.getMappedStatement(statement);  
        Environment environment = configuration.getEnvironment();  
        Connection conn = environment.getDataSource().getConnection();  
        BoundSql boundSql = mappedStatement.getBoundSql();  
        PreparedStatement preparedStatement = conn.prepareStatement(boundSql.getSql());  
        // todo：暂时将sql写死在这里  
        preparedStatement.setLong(1, Long.parseLong(((Object[]) parameter)[0].toString()));  
        ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery();  
        List<T> objList = resultSet2Obj(resultSet, Class.forName(boundSql.getResultType()));  
        return objList.get(0);  
    } catch (Exception e) {  
        e.printStackTrace();  
        return null;  
    }  
}

5 效果测试

@Test  
public void test_MapperProxyFactory_day4() throws IOException {  

    // 获取到配置文件的Reader  
    Reader reader = Resources.getResourceAsReader("mybatis-config-datasource.xml");  

    // 通过sqlSessionFactory的建造者 按照配置文件Reader 得到 sqlSessionFactory；  
    SqlSessionFactoryBuilder sqlSessionFactoryBuilder = new SqlSessionFactoryBuilder();  

    /**  
     * sqlSessionFactoryBuilder.build() 去解析配置文件 装配出Configuration  
     * 将提供给sqlSessionFactory，作为定制化SqlSession的需求  
     */  
    SqlSessionFactory sqlSessionFactory = sqlSessionFactoryBuilder.build(reader);  

    // 得到sqlSession  
    SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();  

    // 得到代理对象  
    IUserDao userDao = sqlSession.getMapper(IUserDao.class);  

    User result = userDao.queryUserInfoById("10001");  
    logger.info("测试结果：{}", JSON.toJSONString(result));  
}

完成本节后，我们可以解析配置文件中的数据源和事务管理器配置，包装成Environment对象，并注入到Configuration中。由此，SqlSession工厂创建出类的SqlSession中的Configuration内含数据源、事务的上下文信息，可以创建数据源连接并执行相应的sql操作。