MyBatis配置与优化：高级技巧助你性能翻倍

# 1. MyBatis基础概述

MyBatis是一个强大的持久层框架，它封装了JDBC操作，提供了对象关系映射（ORM）功能，简化了数据库交互操作。与Hibernate等全自动ORM框架不同，MyBatis仅对JDBC进行了一部分封装，保留了SQL的使用灵活性。本章将从MyBatis的基本概念、核心组件以及简单的使用方法入手，逐步深入探索其强大功能的内核。

## 1.1 MyBatis简介

MyBatis最初是Apache的一个开源项目iBatis，2010年迁移到Google Code并改名为MyBatis。它内部封装了JDBC操作，通过XML或注解的方式将对象与SQL语句关联起来，帮助开发者避免繁琐的JDBC编程和手动设置参数以及获取结果集的工作。MyBatis可以使用简单的XML或注解进行配置和原始映射，将接口和Java的POJOs（Plain Old Java Objects，普通的Java对象）映射成数据库中的记录。

## 1.2 MyBatis的核心组件

MyBatis的主要组件包括：

- **SqlSessionFactoryBuilder**: 用来构建SqlSessionFactory，一般用在程序初始化的时候。
- **SqlSessionFactory**: 这是创建SqlSession的工厂。SqlSession是一个线程安全的会话，用于执行映射语句、提交或回滚连接。
- **SqlSession**: 代表与数据库交互的一个会话，是实际执行SQL语句的对象。
- **MappedStatement**: 描述一个映射的SQL语句和它的输入输出映射。
- **Executor**: 负责SQL语句的生成和查询缓存的维护。

## 1.3 MyBatis的使用入门

在使用MyBatis之前，首先需要配置全局的`mybatis-config.xml`文件，其中包含了数据源、事务管理器等全局配置。然后，通过映射文件`Mapper.xml`来定义SQL语句和映射规则。接下来，可以通过`SqlSessionFactory`获取`SqlSession`，并使用它来执行SQL语句。

<!-- mybatis-config.xml -->
<configuration>
    <environments default="development">
        <environment id="development">
            <transactionManager type="JDBC"/>
            <dataSource type="POOLED">
                <property name="driver" value="com.mysql.jdbc.Driver"/>
                <property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase"/>
                <property name="username" value="root"/>
                <property name="password" value="password"/>
            </dataSource>
        </environment>
    </environments>
    <!-- ... 其他配置 ... -->
</configuration>

<!-- UserMapper.xml -->
<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <select id="selectUser" resultType="com.example.model.User">
        SELECT * FROM users WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

在Java代码中使用MyBatis通常涉及以下几个步骤：

// 获取SqlSessionFactory
String resource = "org/mybatis/example/mybatis-config.xml";
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

// 获取SqlSession
try (SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession()) {
    // 获取Mapper
    UserMapper userMapper = session.getMapper(UserMapper.class);
    // 使用Mapper执行查询
    User user = userMapper.selectUser(1);
    System.out.println(user);
}

通过上述配置和代码，我们已经能够体会到MyBatis的灵活性和简便性。接下来，我们将深入探讨MyBatis的高级配置，进一步理解其背后的工作原理及优化技巧。

# 2. MyBatis高级配置详解

## 2.1 MyBatis全局配置文件深入

### 2.1.1 环境配置（environments）解析

在MyBatis的全局配置文件中，`environments` 标签允许配置不同的环境，如开发环境、测试环境和生产环境。环境配置部分让一个MyBatis实例可以在多个环境中使用，而无需修改代码。下面是一个`environments`标签的示例配置：

<environments default="development">
    <environment id="development">
        <transactionManager type="JDBC"/>
        <dataSource type="POOLED">
            <property name="driver" value="com.mysql.cj.jdbc.Driver"/>
            <property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase"/>
            <property name="username" value="user"/>
            <property name="password" value="pass"/>
        </dataSource>
    </environment>
    <environment id="production">
        <transactionManager type="MANAGED"/>
        <dataSource type="JNDI">
            <property name="datasource" value="java:comp/env/jdbc/MyDataSource"/>
        </dataSource>
    </environment>
</environments>

在上述配置中，定义了`development`和`production`两个环境。`default`属性指定了默认使用的环境ID。`transactionManager`定义了事务管理的类型，`JDBC`表示使用JDBC事务管理器，而`MANAGED`表示事务管理被外部容器接管。`dataSource`定义了数据源的类型，`POOLED`表示使用连接池，`JNDI`表示通过Java命名和目录接口访问数据源。

### 2.1.2 类型处理器（typeHandlers）定制

`typeHandlers`是MyBatis用来处理数据库类型与Java类型之间映射关系的组件。当MyBatis将数据从数据库中取出或放入数据库时，它需要知道如何将数据适当地转换成Java中的类型。MyBatis提供了许多内置的类型处理器，但在某些特定情况下，我们可能需要自定义类型处理器。例如，将数据库中的一个日期字符串转换为Java 8的`LocalDate`对象：

public class LocalDateTypeHandler extends BaseTypeHandler<LocalDate> {

    @Override
    public void setNonNullParameter(PreparedStatement ps, int i, LocalDate parameter, JdbcType jdbcType) throws SQLException {
        ps.setString(i, parameter.toString());
    }

    @Override
    public LocalDate getNullableResult(ResultSet rs, String columnName) throws SQLException {
        String dateStr = rs.getString(columnName);
        return LocalDate.parse(dateStr);
    }

    @Override
    public LocalDate getNullableResult(ResultSet rs, int columnIndex) throws SQLException {
        String dateStr = rs.getString(columnIndex);
        return LocalDate.parse(dateStr);
    }

    @Override
    public LocalDate getNullableResult(CallableStatement cs, int columnIndex) throws SQLException {
        String dateStr = cs.getString(columnIndex);
        return LocalDate.parse(dateStr);
    }
}

在上述代码中，我们重写了`BaseTypeHandler`的四个方法：`setNonNullParameter`用于将Java对象设置到预编译语句中，而`getNullableResult`方法用于从结果集中获取数据。

### 2.1.3 插件（plugins）的扩展和应用

MyBatis的插件机制是其一大特色，它允许开发者拦截关键点的调用，例如SQL语句的执行、参数的设置、结果集的获取以及映射器的调用等。通过插件，我们可以轻松地实现日志记录、性能监控、分页插件等常用功能。

下面是一个简单的插件示例，用于记录每次SQL执行的时间：

@Intercepts({
    @Signature(
        type = Executor.class,
        method = "query",
        args = {MappedStatement.class, Object.class, RowBounds.class, ResultHandler.class}),
    @Signature(
        type = Executor.class,
        method = "update",
        args = {MappedStatement.class, Object.class})
})
public class PerformanceInterceptor implements Interceptor {

    @Override
    public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Object proceed = invocation.proceed();
        long duration = System.currentTimeMillis() - start;
        System.out.println("执行时间：" + duration + " ms");
        return proceed;
    }

    @Override
    public void setProperties(Properties properties) {
    }
}

通过`@Intercepts`注解声明了该插件要拦截的类和方法。`intercept`方法记录了SQL执行的开始时间和结束时间，从而得到执行时长，并在控制台输出。插件机制为MyBatis的扩展提供了极大的便利。

## 2.2 MyBatis映射器（mappers）的高级用法

### 2.2.1 接口绑定的原理和技巧

MyBatis最显著的特点之一是支持接口绑定，它允许开发者通过接口定义操作数据库的方法，无需编写繁琐的XML映射文件。这种机制极大地简化了代码，并提高了开发效率。

下面是一个简单的接口绑定示例：

public interface UserMapper {
    User selectUser(int id);
    int insertUser(User user);
}

与上面的接口对应的映射器XML文件可能如下所示：

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <select id="selectUser" resultType="com.example.model.User">
        SELECT * FROM users WHERE id = #{id}
    </select>
    <insert id="insertUser">
        INSERT INTO users(name, email) VALUES (#{name}, #{email})
    </insert>
</mapper>

MyBatis通过namespace属性将接口和XML映射文件关联起来。在内部，MyBatis使用JDK动态代理来为接口创建代理实例。当调用接口方法时，代理实例将方法调用委托给`SqlSession`的`select`或`insert`等方法，这些方法最终执行与映射器方法关联的SQL语句。

### 2.2.2 映射文件中的高级SQL技巧

MyBatis的映射文件提供了多种高级SQL编写技巧，允许开发者编写更加灵活和强大的SQL语句。例如，可以使用`<script>`标签来编写条件化的SQL语句：

<update id="updateUserStatus">
    UPDATE users
    <set>
        <if test="status != null">
            status = #{status},
        </if>
        <if test="updatedTime != null">
            updated_time = #{updatedTime},
        </if>
    </set>
    WHERE id = #{id}
</update>

在这个`update`语句中，`<set>`标签用于更新操作中的SET部分。只有当条件表达式为真时，相应的字段才会被包含在SQL语句中，这使得构建动态的SQL更新语句变得非常方便。`<if>`标签用于动态包含一段SQL语句，确保只有满足特定条件时，该段SQL才会执行。

### 2.2.3 延迟加载（懒加载）机制的实现

MyBatis提供了延迟加载（懒加载）机制，允许在实际需要时才加载数据。这在处理复杂对象和关联数据时非常有用，可以减少数据库访问次数和提高应用性能。

使用延迟加载通常涉及配置外键映射关系，并在映射文件中指定延迟加载的属性。例如，有一个用户和地址的关联关系，其中`User`对象包含一个`Address`对象作为其属性。下面是如何在MyBatis映射文件中配置延迟加载的示例：

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <resultMap id="userResultMap" type="User">
        <id property="id" column="id"/>
        <result property="name" column="name"/>
        <association property="address" column="address_id" 
                    javaType="Address" select="com.example.mapper.AddressMapper.getAddressById" fetchType="lazy"/>
    </resultMap>

    <select id="getUserById" resultMap="userResultMap">
        SELECT * FROM users WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

在`userResultMap`中，`<association>`标签用于映射用户和地址的关系。`select`属性指定了一个方法名，该方法将在需要地址信息时被调用。`fetchType="lazy"`属性表明这个关联是延迟加载的。

## 2.3 MyBatis缓存机制优化

### 2.3.1 一级缓存和二级缓存的原理

MyBatis具备两级缓存机制，一级缓存是基于`SqlSession`的，二级缓存是基于`Mapper`的。一级缓存是局部缓存，是同一个`SqlSession`中的查询可以直接访问缓存数据，而不需要重新访问数据库；二级缓存是全局缓存，是多个`SqlSession`可以共享的。

以下是一个使用二级缓存的例子：

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <!-- 开启二级缓存 -->
    <cache/>
    <select id="getUserById" resultType="com.example.model.User">
        SELECT * FROM users WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

通过在映射文件中添加`<cache/>`标签，即开启了对应`Mapper`的二级缓存。二级缓存默认使用的是`PERPETUAL`策略，该策略使用的是无驱逐策略，相当于缓存的数据会一直保存直到`SqlSessionFactory`关闭。当需要更复杂的缓存策略时，可以通过自定义`cache`标签来实现。

### 2.3.2 缓存策略的选择和调整

MyBatis提供了一些内置的缓存策略，但更灵活的方式是自定义缓存实现。以下是一个自定义缓存的简单例子，使用了Ehcache作为缓存组件：

public class MyEhCache implements Cache {

    private final Cache ehcache;

    public MyEhCache(Cache ehcache) {
        this.ehcache = ehcache;
    }

    @Override
    public String getId() {
        return ehcache.getName();
    }

    @Override
    public int setSize(int size) {
        return ehcache.getSize();
    }

    @Override