一、ORM框架概述
1. ORM是什么？
ORM（Object-Relational Mapping）简称ORM，翻译过来是对象关系映射。对象关系映射是一种程序设计技术，用于在面向对象编程语言中实现不同系统数据之间的转换。它将数据库表结构映射为对象，使开发者可以用面向对象的方式操作数据库。
ORM 有下面这些优点：
●数据模型都在一个地方定义，更容易更新和维护，也利于重用代码。
●ORM 有现成的工具，很多功能都可以自动完成，比如数据消毒、预处理、事务等等。
数据消毒是指对用户输入的数据进行处理，以防止恶意数据或不合法数据对应用程序的攻击或错误影响。常见的数据消毒操作包括转义特殊字符、验证输入、限制输入长度等。ORM框架可以做参数化查询、数据类型验证等可以实现数据消毒
●它迫使你使用 MVC 架构，ORM 就是天然的 Model，最终使代码更清晰。
●基于 ORM 的业务代码比较简单，代码量少，语义性好，容易理解。
●你不必编写性能不佳的 SQL。
但是，ORM 也有很突出的缺点：
●ORM 库不是轻量级工具，需要花很多精力学习和设置。
●对于复杂的查询，ORM 要么是无法表达，要么是性能不如原生的 SQL。
●ORM 抽象掉了数据库层，开发者无法了解底层的数据库操作，也无法定制一些特殊的 SQL。
2. Java常用ORM框架
MyBatis、Hibernate、JPA、Spring Data JPA
二、MyBatis详解
1. MyBatis是什么？
MyBatis是一款优秀的半自动化ORM框架，它封装了JDBC操作，通过XML或注解配置SQL，将Java对象与SQL语句动态绑定。
2. MyBatis工作机制
核心组件
组件作用SqlSessionFactory全局单例，生产SqlSessionSqlSession一次数据库会话，线程不安全ExecutorSQL执行器（Simple/Reuse/Batch）MappedStatement封装SQL和参数映射TypeHandler类型转换处理器
如何实现字段映射的呢？
四种方式：
使用列名映射：Mybatis默认使用列名来映射查询结果集中的列与Java对象中的属性。如果列名和Java对象属性名不完全一致，可以通过在SQL语句中使用“AS”关键字或使用别名来修改列名。
使用别名映射：如果查询语句中使用了别名，则Mybatis会优先使用列别名来映射Java对象属性名，而不是列名。
使用ResultMap映射：ResultMap是Mybatis用来映射查询结果集和Java对象属性的关系。可以在映射文件中定义ResultMap，指定Java对象和列之间的映射关系。通过ResultMap，可以实现复杂的字段映射关系和转换。
自定义TypeHandler映射：如果默认的字段映射方式无法满足需求，可以通过实现TypeHandler接口来自定义字段映射规则。TypeHandler可以将查询结果集中的列类型转换为Java对象属性类型，并将Java对象属性类型转换为SQL类型。可以通过在映射文件中定义TypeHandler，来实现自定义映射。
自动映射的底层原理：
Mybatis实现字段映射的代码主要在ResultSetHandler类中。该类是Mybatis查询结果集处理的核心类，负责将JDBC ResultSet对象转换为Java对象，并进行字段映射。
Mybatis实现字段映射的原理可以简单描述为以下几个步骤：
1：Mybatis通过JDBC API向数据库发送SQL查询语句，并获得查询结果集。
2：查询结果集中的所有数据封装到一个ResultSet对象中，Mybatis遍历ResultSet对象中的数据。
3：对于每一行数据，Mybatis根据Java对象属性名和查询结果集中的列名进行匹配。如果匹配成功，则将查询结果集中的该列数据映射到Java对象的相应属性中。
4：如果Java对象属性名和查询结果集中的列名不完全一致，Mybatis可以通过在SQL语句中使用“AS”关键字或使用别名来修改列名，或者使用ResultMap来定义Java对象属性和列的映射关系。
5：对于一些复杂的映射关系，例如日期格式的转换、枚举类型的转换等，可以通过自定义TypeHandler来实现。Mybatis将自定义TypeHandler注册到映射配置中，根据Java对象属性类型和查询结果集中的列类型进行转换。
6：最终，Mybatis将所有映射成功的Java对象封装成一个List集合，返回给用户使用。
工作流程
工作原理
启动阶段：
定义配置文件，如XML，注解
解析配置文件，将配置文件加载到内存当中
运行阶段：
读取内存中的配置文件，并根据配置文件实现对应的功能
在运行阶段执行一个具体的sql时，往往有以下步骤：
1：代理类的生成
首先Mybatis会根据我们传入接口通过JDK动态代理，生成一个代理对象。代理类的主要逻辑在MapperProxy中，而代理逻辑则是通过MapperMethod完成的。对于MapperMethod来说，它在创建的时候是需要读取XML或者方法注解的配置项，所以在使用的时候才能知道具体代理的方法的SQL内容。同时，这个类也会解析和记录被代理方法的入参和出参，以方便对SQL的查询占位符进行替换，同时对查询到的SQL结果进行转换。
2：执行SQL
代理类生成之后，就可以执行代理类的具体逻辑，也就是真正开始执行用户自定义的SQL逻辑了。
首先会进入到MapperMethod核心的执行逻辑。
主要逻辑是这个方法
public Object execute(SqlSession sqlSession, Object[] args) {/**/}
这里一共做了两件事情，一件事情是通过BoundSql将方法的入参转换为SQL需要的入参形式，第二件事情就是通过SqlSession来执行对应的Sql。下面我们通过select来举例。
3：缓存
Sqlsession是Mybatis对Sql执行的封装，真正的SQL处理逻辑要通过Executor来执行。Executor有多个实现类，因为在查询之前，要先check缓存是否存在，所以默认使用的是CachingExecutor类，顾名思义，它的作用就是二级缓存。
二级缓存是和命名空间绑定的，如果多表操作的SQL的话，是会出现脏数据的。同时如果是不同的事务，也可能引起脏读，所以要慎重。
如果二级缓存没有命中则会进入到BaseExecutor中继续执行，在这个过程中，会调用一级缓存执行。
4：查询数据库
如果一级缓存中没有的话，则需要调用JDBC执行真正的SQL逻辑。我们知道，在调用JDBC之前，是需要建立连接的，如下代码所示：
private Statement prepareStatement(StatementHandler handler, Log statementLog) throws SQLException {
Statement stmt;
Connection connection = getConnection(statementLog);
stmt = handler.prepare(connection, transaction.getTimeout());
handler.parameterize(stmt);
return stmt;
}
我们会发现，Mybatis并不是直接从JDBC获取连接的，通过数据源来获取的，Mybatis默认提供了是那种种数据源：JNDI，PooledDataSource和UnpooledDataSource，我们也可以引入第三方数据源，如Druid等。包括驱动等都是通过数据源获取的。
获取到Connection之后，还不够，因为JDBC的数据库操作是需要Statement的，所以Mybatis专门抽象出来了StatementHandler处理类来专门处理和JDBC的交互，如下所示：
public
String sql = boundSql.getSql();
statement.execute(sql);
return resultSetHandler.
}
其实这三行代码就代表了Mybatis执行SQL的核心逻辑：组装SQL，执行SQL，组装结果。仅此而已。
具体Sql是如何组装的呢？是通过BoundSql来完成的，
5：处理查询结果
此时我们已经拿到了执行结果ResultSet，同时我们也在应用启动的时候在配置文件中配置了DO到数据库字段的映射ResultMap，所以通过这两个配置就可以转换。核心的转换逻辑是通过TypeHandler完成的，流程如下所示：
1创建返回的实体类对象，如果该类是延迟加载，则先生成代理类
2根据ResultMap中配置的数据库字段，将该字段从ResultSet取出来
3从ResultMap中获取映射关系，如果没有，则默认将下划线转为驼峰式命名来映射
4通过setter方法反射调用，将数据库的值设置到实体类对象当中
3. 缓存机制
在Mybatis中，缓存分为PerpetualCache, BlockingCache, LruCache等，这些cache的实现则是借用了装饰者模式。一级缓存使用的是PerpetualCache，里面是一个简单的HashMap。一级缓存会在更新的时候，事务提交或者回滚的时候被清空。换句话说，一级缓存是和SqlSession绑定的。
一级缓存（本地缓存）
在同一个会话中，Mybatis会将执行过的SQL语句的结果缓存到内存中，下次再执行相同的SQL语句时，会先查看缓存中是否存在该结果，如果存在则直接返回缓存中的结果，不再执行SQL语句。
作用域：SqlSession级别
特性：
默认开启
相同SQL和参数会命中缓存
执行任何INSERT/UPDATE/DELETE语句清空
执行commit()或rollback()清空
调用sqlSession.clearCache()清空
MyBatis一级缓存内部设计简单，只是一个没有容量限定的HashMap，在缓存的功能性上有所欠缺。
MyBatis的一级缓存最大范围是SqlSession内部，有多个SqlSession或者分布式的环境下，数据库写操作会引起脏数据，换句话说，当一个SqlSession查询并缓存结果后，另一个SqlSession更新了该数据，其他缓存结果的SqlSession是看不到更新后的数据的。所以建议设定缓存级别为Statement。或者 使用flushCache参数设为true：强制刷新缓存。或者直接不用一级缓存，给他禁止。或者结合二级缓存但是又会衍生出新的问题。或者使用插件拦截
二级缓存（全局缓存）
二级缓存是基于命名空间的缓存，它可以跨会话，在多个会话之间共享缓存，可以减少数据库的访问次数。要使用二级缓存，需要在Mybatis的配置文件中配置相应的缓存实现类，并在需要使用缓存的Mapper接口上添加@CacheNamespace注解。二级缓存的使用需要注意缓存的更新和失效机制，以及并发操作的问题。
作用域：Mapper级别（namespace）
配置方式：
注意事项：
需要实体类实现Serializable
事务提交后才生效
多表操作需谨慎（可能脏读）假设：我们有两个表：student和class，我们为这两个表创建了两个namespace去对这两个表做相关的操作。同时，为了进行多表查询，我们在namespace=student的空间中，对student和class两张表进行了关联查询操作（sqlA）。此时就会在namespace=student的空间中把sqlA的结果缓存下来，如果我们在namespace=class下更新了class表，namespace=student是不会更新的，这就会导致脏数据的产生。
useCache：是否使用缓存预防脏数据
4. 分页机制
在MyBatis中，想要实现分页通常有四种做法：
1、在SQL中添加limit语句：（物理分页）
够直接，不多说了
2、基于PageHelper分页插件，实现分页：使用PageHelper时，不需要在mapper.xml文件中使用limit语句。（物理分页）
PageHelper.startPage(int pageNum, int pageSize)设置分页参数之后，其实PageHelper会把他们存储到ThreadLocal中。
PageHelper会在执行器的query方法执行之前，会从ThreadLocal中再获取分页参数信息，页码和页大小，然后执行分页算法，计算需要返回的数据块的起始位置和大小。最后，PageHelper会通过修改SQL语句的方式，在SQL后面动态拼接上limit语句，限定查询的数据范围，从而实现物理分页的效果。并且在查询结束后再清除ThreadLocal中的分页参数。
3、基于RowBounds实现分页（逻辑分页）
它包含两个属性offset和limit，分别表示分页查询的偏移量和每页查询的数据条数。
select * from user
and name like CONCAT('%',#{name},'%')
order by id
然后，在查询的时候，将RowBounds当做一个参数传递：
int offset = 10; // 偏移量
int limit = 5; // 每页数据条数
RowBounds rowBounds = new RowBounds(offset, limit);
List
在内存中进行分页，分页的方式是根据RowBounds中指定的offset和limit进行数据保留，即抛弃掉不需要的数据再返回。
4、基于MyBatis-Plus实现分页（逻辑分页和物理分页）
MyBatis-Plus支持分页插件——PaginationInnerInterceptor
PaginationInnerInterceptor采用的是物理分页方式，物理分页是在数据库中进行分页，即直接在SQL语句中加入LIMIT语句，只查询所需的部分数据。
物理分页的优点是可以减少内存占用，减轻数据库的负载，缺点是无法对结果进行任意操作，比如说在分页过程中做二次过滤、字段映射、json解析等。
PaginationInnerInterceptor这个分页插件就会自动拦截所有的SQL查询请求，计算分页查询的起始位置和记录数，并在SQL语句中加入LIMIT语句。
用法：需要添加分页插件：首先，在 MyBatis-Plus 的配置中添加分页插件，在 Spring Boot 应用中，可以这样配置：
@Configuration
@MapperScan("scan.your.mapper.package")
public class MybatisPlusConfig {
/**
* 添加分页插件
*/
@Bean
public MybatisPlusInterceptor mybatisPlusInterceptor() {
MybatisPlusInterceptor interceptor = new MybatisPlusInterceptor();
interceptor.addInnerInterceptor(new PaginationInnerInterceptor(DbType.MYSQL));//如果配置多个插件,切记分页最后添加
return interceptor;
}
}
然后先定义接口
public interface UserMapper extends BaseMapper
// 这里可以添加其他数据库操作的方法
}
然后直接用
@Autowired
private UserMapper userMapper;
public IPage
Page
IPage
return userPage;
}
selectPage 方法是 MyBatis-Plus 提供的内置方法，用于执行分页查询。null 作为第二个参数表示没有查询条件，即查询所有记录。
selectPage 方法返回的 IPage 对象包含了分页信息（如当前页码、总页数、每页记录数、总记录数等）和查询结果。
5. #{}和${}的区别
#{}类似jdbc中的PreparedStatement，对于传入的参数，在预处理阶段会使用?代替，可以有效的避免SQL注入。除了#还可以怎么预防SQL注入呢
参数验证：在将变量传递到 SQL 语句之前，对输入的参数进行严格的验证。确保输入符合预期的格式，并且移除或转义可能的 SQL 控制字符。例如，如果你知道一个参数应该是一个整数，你可以先将其转换为整数。
使用枚举或固定列表：如果可能的参数值是已知且数量有限的，比如排序字段（ASC, DESC），可以使用枚举或预定义的字符串列表来限制输入。比如说字段名，那么也可以定义一个枚举或者常量类，然后用户输入时做判断，是否规定的枚举项或者常量。
使用 $ 传递参数时，MyBatis 会将其视为字面量，并在构建 SQL 语句时直接替换成参数的实际值。这意味着参数值会直接拼接到 SQL 语句中。
特性#{}${}处理方式预编译（PrepareStatement）字符串替换安全性防SQL注入有注入风险使用场景参数值动态表名/列名
order by、group by 等语句后面的时候。示例WHERE name = #{name}name被替换为 ?
并且 userId 的值在执行时会被安全地设置为参数值。ORDER BY ${column}
6. 插件机制
实现原理（拦截器）
Mybatis插件的运行原理主要涉及3个关键接口：Interceptor、Invocation和Plugin。
Mybatis插件的运行原理主要涉及3个关键接口：Interceptor、Invocation和Plugin。
Interceptor：拦截器接口，定义了Mybatis插件的基本功能，包括插件的初始化、插件的拦截方法以及插件的销毁方法。
Invocation：调用接口，表示Mybatis在执行SQL语句时的状态，包括SQL语句、参数、返回值等信息。
Plugin：插件接口，Mybatis框架在执行SQL语句时，会将所有注册的插件封装成Plugin对象，通过Plugin对象实现对SQL语句的拦截和修改。
插件的运行流程如下：
首先，当Mybatis框架运行时，会将所有实现了Interceptor接口的插件进行初始化。
初始化后，Mybatis框架会将所有插件和原始的Executor对象封装成一个InvocationChain对象。（这里使用的是责任链模式）
每次执行SQL语句时，Mybatis框架都会通过InvocationChain对象依次调用所有插件的intercept方法，实现对SQL语句的拦截和修改。
最后，Mybatis框架会将修改后的SQL语句交给原始的Executor对象执行，并将执行结果返回给调用方。
通过这种方式，Mybatis插件可以对SQL语句进行拦截和修改，实现各种功能，例如查询缓存、分页、分库分表等。
具体实现一个插件时
@Intercepts({
@Signature(type=Executor.class, method="query",
args={MappedStatement.class, Object.class, RowBounds.class, ResultHandler.class})
})
public class MyPlugin implements Interceptor {
@Override
public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
// 前置处理
Object result = invocation.proceed();
// 后置处理
return result;
}
}
常用插件
分页：PageHelper
性能分析：P6Spy
多租户：TenantLineInnerInterceptor
7. 连接池机制
什么是连接池呢
一般应用程序在连接数据库的时候，会有三步：
1:输入url，name，pwd产生一个connection
2:然后在这个connection中完成对应的sql操作
3:完成事务的提交或者回滚
为了对这三步进行抽象，诞生了数据源的概念，一般被定义为DataSource。数据源负责和实体数据库的连接，如（内存数据库，mysql等），所以数据源是被第三方数据库实现的。同时，因为通过数据源对数据库操作做了抽象，我们也可以在数据源中完成对数据库连接的池化，这就是数据库连接池。
借用javaDoc对DataSource的注释：
数据源用于连接到此DataSource对象所表示的物理数据源的工厂。作为DriverManager功能的替代方案，DataSource对象是获取连接的首选方式。实现DataSource接口的对象通常会向基于Java的命名服务注册™ 命名和目录（JNDI）API。
DataSource接口由驱动程序供应商实现。有三种类型的实现：
1基本实现--生成一个标准Connection对象
2连接池实现--生成一个Connection对象，该对象将自动参与连接池。此实现与中间层连接池管理器一起工作。
3分布式事务实现--生成一个Connection对象，该对象可以用于分布式事务，并且几乎总是参与连接池。此实现使用中间层事务管理器，并且几乎总是使用连接池
内置连接池
PooledDataSource：MyBatis自带简单连接池
UnpooledDataSource：每次新建连接
自带的数据库连接池有三个缺点：
空闲连接占用资源：连接池维护一定数量的空闲连接，这些连接会占用系统的资源，如果连接池设置过大，那么会浪费系统资源，如果设置过小，则会导致系统并发请求时连接不够用，影响系统性能。
连接池大小调优困难：连接池的大小设置需要根据系统的并发请求量、数据库的性能和系统的硬件配置等因素综合考虑，而这些因素都是难以预测和调整的。
连接泄漏：如果应用程序没有正确关闭连接，那么连接池中的连接就会泄漏，导致连接池中的连接数量不断增加，最终导致系统崩溃。
集成第三方
在执行SQL之前，Mybatis会获取数据库连接Connection，也就是数据源，而此时获得的Connection则是应用的启动的时候，已经通过配置项中的文件加载到内存中了：
一般情况下，我们不会使用Mybatis默认的PooledDataSource，而是会用Hikari，如果要增加Sql监控功能的话，也可以使用Druid。
常用连接池对比：
连接池特点HikariCP高性能，SpringBoot默认Druid带监控功能，阿里开源Tomcat JDBCWeb容器集成
8. 其他关键技术
动态SQL（支持if标签
choose、when、otherwise标签：
foreach标签）
SELECT * FROM user
AND name = #{name}
结果集映射
批量操作（也可以使用什么的foreach操作）
try(SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession(ExecutorType.BATCH)) {
UserMapper mapper = session.getMapper(UserMapper.class);
for(User user : userList) {
mapper.insert(user);
}
session.commit();
}
延时加载；MyBaits支持延迟加载，延迟加载允许在需要时按需加载关联对象，而不是在查询主对象时立即加载所有关联对象。这样做可以提高查询性能和减少不必要的数据库访问。在 MyBatis 中，关于延迟加载的配置可以分为全局配置和局部配置。默认延迟加载是不开启的。
全局配置：全局配置影响整个 MyBatis 会话，通常在 mybatis-config.xml 中设置。这些设置会应用于所有的 SQL 映射，除非在映射文件中对某些操作进行了覆盖。
局部配置：局部配置是在具体的映射文件中进行的，针对单独的操作或关联定义。你可以在映射文件中针对特定的查询或关联覆盖全局设置，例如在
延迟加载的主要原理就是当开启了延迟加载功能时，当查询主对象时，MyBatis会生成一个代理对象，并将代理对象返回给调用者。
当后面需要访问这些关联对象时，代理对象会检查关联对象是否已加载。如果未加载，则触发额外的查询。
查询结果返回后，MyBatis会将关联对象的数据填充到代理对象中，使代理对象持有关联对象的引用。这样，下次访问关联对象时，就可以直接从代理对象中获取数据，而无需再次查询数据库。
三、MyBatis最佳实践
SQL优化：
避免SELECT *
复杂查询拆分为多个简单SQL
合理使用索引提示
事务管理：
@Transactional
public void updateUser(User user) {
userMapper.update(user);
logMapper.insertLog(user);
}
性能监控：
集成Druid监控
使用MyBatis-Plus性能分析插件
代码生成：
MyBatis Generator
MyBatis-Plus代码生成器
四、MyBatis与Hibernate对比
特性MyBatisHibernateSQL控制开发者编写自动生成性能更优（可控SQL）ORM转换有开销学习曲线简单较复杂缓存二级缓存较弱完善的缓存体系适用场景复杂SQL/高性能快速开发/简单CRUD
MyBatis因其灵活性和对SQL的精确控制，在需要复杂查询和高性能场景下更具优势。