1. 建造者模式的应用

建造者模式属于创建类模式，通过一步一步地创建一个复杂的对象，能够将部件与其组装过程分开。用户只需指定复杂对象的类型，就可以得到该对象，而不需要了解其内部的具体构造细节。《Effective Java》中也提到，遇到多个构造器参数时，考虑用构建者（Builder）模式。

在 Mybatis 的环境初始化过程中，SqlSessionFactoryBuilder会调用XMLConfigBuilder读取所有的MybatisMapConfig.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。

示例图

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来读取和构建所有的 SQL 语句。

示例图

在这个过程中，Builder模式会读取文件或者配置，然后做大量的 XPath 解析、配置或语法解析、反射生成对象、存入结果缓存等步骤。因此，大量采用了 Builder 模式来解决这些问题。

对于Builder的具体类，方法大都用build*开头，比如SqlSessionFactoryBuilder类中包含的方法：

示例图

从建造者模式的设计初衷来看，SqlSessionFactoryBuilder虽然带有 Builder 后缀，但不完全是标准的建造者模式。它的设计初衷是为了简化开发，隐藏构建SqlSessionFactory的复杂过程，对程序员透明。

2. 工厂模式的应用

在 Mybatis 中，SqlSessionFactory使用了简单工厂模式。

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）：又称为静态工厂方法（Static Factory Method）模式，它属于类创建型模式。简单工厂模式中，可以根据参数的不同返回不同类的实例。

示例图

SqlSession是 Mybatis 工作的核心接口，通过这个接口可以执行 SQL 语句、获取 Mappers、管理事务。

示例图

在DefaultSqlSessionFactory的默认工厂实现里，openSessionFromDataSource方法展示了工厂如何产出一个产品：

示例图

这个方法会先从configuration读取对应的环境配置，然后初始化TransactionFactory获得一个Transaction对象，通过Transaction获取一个Executor对象，最后通过configuration、Executor、autoCommit参数构建了SqlSession。

3. 代理模式的应用

代理模式是 Mybatis 核心使用的模式，使我们只需要编写Mapper.java接口，不需要实现，由 Mybatis 背后完成具体 SQL 的执行。

代理模式（Proxy Pattern）：给某个对象提供一个代理，并由代理对象控制对原对象的引用。

示例图

每次调用sqlSession的getMapper方法时，都会创建一个新的动态代理类实例。

示例图

当我们使用Configuration的getMapper方法时，会调用mapperRegistry.getMapper方法，

示例图

在这里，通过T newInstance(SqlSession sqlSession)方法得到一个MapperProxy对象，然后调用T newInstance(MapperProxy<T> mapperProxy)生成代理对象。

示例图

通过这种方式，我们只需要编写Mapper.java接口类，实际执行时会转发给MapperProxy.invoke方法，调用后续的sqlSession.cud > executor.execute > prepareStatement等方法，完成 SQL 的执行和返回。

4. 模板方法模式的应用

在 Mybatis 中，sqlSession的 SQL 执行委托给Executor实现，Executor包含以下结构：

示例图

其中的BaseExecutor采用了模板方法模式，实现了大部分的 SQL 执行逻辑，把几个方法交给子类定制化完成。

示例图

模板模式基于继承实现代码复用。抽象类中包含模板方法，调用有待子类实现的抽象方法。

5. 装饰者模式的应用

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

在 Mybatis 中，缓存功能由根接口Cache定义，采用装饰器设计模式，数据存储和缓存的基本功能由PerpetualCache实现，然后通过一系列的装饰器来对PerpetualCache进行缓存策略等方面的控制。

示例图

用于装饰PerpetualCache的标准装饰器有：

1. FifoCache
2. LoggingCache
3. LruCache
4. ScheduledCache
5. SerializedCache
6. SoftCache
7. SynchronizedCache
8. WeakCache

Mybatis 采用装饰器模式实现缓存功能，通过组合而非继承，更加灵活，避免了继承关系的组合爆炸。

6. 迭代器模式的应用

迭代器模式介绍

• 迭代器模式是一个行为型设计模式，用于在不暴露其底层表示的情况下顺序访问集合对象的元素。在大多数编程语言中，迭代器已经成为基础的类库，直接用来遍历集合对象。在日常开发中，我们通常直接使用现有的迭代器，而不需要从零实现一个。
• 在软件系统中，容器对象有两个职责：存储数据和遍历数据。从依赖性角度看，前者是聚合对象的基本职责，后者是可变化且可分离的。因此，可以将遍历数据的行为从容器中抽取出来，封装到迭代器对象中，由迭代器提供遍历数据的功能。这将简化聚合对象的设计，更加符合单一职责原则。

迭代器模式主要包含以下角色：

1. 抽象集合（Aggregate）角色：用于存储和管理元素对象，定义存储、添加、删除集合元素的功能，并声明一个 createIterator() 方法用于创建迭代器对象。
2. 具体集合（ConcreteAggregate）角色：实现抽象集合类，返回一个具体迭代器的实例。
3. 抽象迭代器（Iterator）角色：定义访问和遍历聚合元素的接口，通常包含 hasNext()、next() 等方法。
   • hasNext() 方法用于判断集合中是否还有下一个元素。
   • next() 方法用于将游标后移一位元素。
   • currentItem() 方法用于返回当前游标指向的元素。
4. 具体迭代器（ConcreteIterator）角色：实现抽象迭代器接口中定义的方法，完成对集合对象的遍历，同时记录遍历的当前位置。

在Java中，Iterator接口就是迭代器模式的实现，只要实现了该接口，就相当于应用了迭代器模式：

迭代器模式总结

使用场景

1. 访问一个聚合对象的内容，不需要暴露它的内部表示。
2. 支持对聚合对象的多种遍历。
3. 迭代器模式与集合同时存在。

优点

1. 支持以不同的方式遍历一个聚合对象，在同一个聚合对象上可以定义多种遍历方式。
2. 迭代器简化了聚合类。引入迭代器模式后，聚合对象不再需要自行提供数据遍历访问的方法。
3. 可以为不同的聚合结构提供一个统一的接口。

缺点

1. 迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离开，增加新的聚合类型需要增加对应的新迭代器类，增加了系统复杂性。

MyBatis中的应用

MyBatis的 PropertyTokenizer 是 property 包中的重要类，它实现了 Iterator 接口，并在 reflection 包中的其他类中被频繁引用。该类的 hasNext() 方法经常被使用。

/*** 属性分词器* * 实现 Iterator 接口，用于遍历属性的各个部分*/
public class PropertyTokenizer implements Iterator<PropertyTokenizer> {private String name;private final String indexedName;private String index;private final String children;public PropertyTokenizer(String fullname) {int delim = fullname.indexOf('.');if (delim > -1) {name = fullname.substring(0, delim);children = fullname.substring(delim + 1);} else {name = fullname;children = null;}indexedName = name;delim = name.indexOf('[');if (delim > -1) {index = name.substring(delim + 1, name.length() - 1);name = name.substring(0, delim);}}public String getName() {return name;}public String getIndex() {return index;}public String getIndexedName() {return indexedName;}public String getChildren() {return children;}@Overridepublic boolean hasNext() {return children != null;}@Overridepublic PropertyTokenizer next() {return new PropertyTokenizer(children);}@Overridepublic void remove() {throw new UnsupportedOperationException("Remove is not supported, as it has no meaning in the context of properties.");}
}

这个类传入一个字符串到构造函数，然后提供了 iterator 方法对解析后的子串进行遍历，是一个非常常用的方法类。

PropertyTokenizer 类虽然实现了 Iterator 接口，但并非标准的迭代器类。它将配置解析、解析后的元素、迭代器这三部分本应分开的代码耦合在一起，因此略显复杂。不过，这样做的好处是能够实现惰性解析，不需要事先将整个配置解析成多个 PropertyTokenizer 对象，只有在调用 next() 方法时才会解析部分配置。