Mybatis框架之单例模式 (Singleton Pattern)

MyBatis 框架中也使用到了单例模式 (Singleton Pattern)，主要体现在 SqlSessionFactory 的创建和管理上。通过单例模式，MyBatis 可以确保整个应用程序中只创建一个 SqlSessionFactory 实例，从而有效地管理数据库连接资源并提高性能。下面将详细介绍 MyBatis 中的单例模式的应用原理和实现方式。

1. 什么是单例模式 (Singleton Pattern)？

单例模式 是一种创建型设计模式，确保一个类在整个应用程序中只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问该实例。这种模式通常用于需要被频繁访问且只能存在一个实例的对象，例如数据库连接池、线程池、配置管理器等。

单例模式的特点：

• 唯一性：整个应用程序中只存在一个实例。
• 全局访问：提供一个全局访问点供其他代码使用。
• 延迟加载 (Lazy Initialization)（可选）：可以在第一次使用时创建实例，从而节省资源。

2. MyBatis 中的单例模式应用

在 MyBatis 中，SqlSessionFactory 就是一个典型的单例模式的实现。SqlSessionFactory 是创建 SqlSession 对象的工厂，它负责解析 MyBatis 配置文件，并管理数据库连接资源。

2.1 为什么 SqlSessionFactory 需要单例模式？

• 性能考虑：创建 SqlSessionFactory 是一个相对耗时的操作，需要解析配置文件、初始化连接池等。因此，确保 SqlSessionFactory 只被创建一次，可以减少重复的资源开销，提高性能。
• 资源管理：使用单例模式可以确保整个应用程序中只有一个 SqlSessionFactory 实例，从而有效地管理数据库连接资源。
• 线程安全：SqlSessionFactory 本身是线程安全的，可以在多个线程中安全地共享。

3. SqlSessionFactory 的单例模式实现

通常，我们会通过封装一个工具类来实现 SqlSessionFactory 的单例模式。下面是一个基于单例模式的 SqlSessionFactory 实现示例：

3.1 MyBatis 配置文件 (mybatis-config.xml)

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE configurationPUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN""http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd">
<configuration><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="root"/><property name="password" value="password"/></dataSource></environment></environments><mappers><mapper resource="com/example/mapper/UserMapper.xml"/></mappers>
</configuration>

3.2 创建单例模式的 MyBatisUtil 工具类

import java.io.InputStream;
import org.apache.ibatis.io.Resources;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder;public class MyBatisUtil {// 静态变量，用于存储唯一的 SqlSessionFactory 实例private static SqlSessionFactory sqlSessionFactory;// 私有构造函数，防止外部实例化private MyBatisUtil() {}// 获取 SqlSessionFactory 的方法public static SqlSessionFactory getSqlSessionFactory() {if (sqlSessionFactory == null) {synchronized (MyBatisUtil.class) {if (sqlSessionFactory == null) {try {String resource = "mybatis-config.xml";InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}}return sqlSessionFactory;}
}

3.3 使用 MyBatisUtil 获取 SqlSession

import org.apache.ibatis.session.SqlSession;
import com.example.mapper.UserMapper;
import com.example.model.User;
import java.util.List;public class MyBatisExample {public static void main(String[] args) {// 通过单例模式获取 SqlSessionFactorySqlSessionFactory sqlSessionFactory = MyBatisUtil.getSqlSessionFactory();try (SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession()) {// 获取 Mapper 接口的实现UserMapper userMapper = session.getMapper(UserMapper.class);// 调用方法执行 SQLList<User> users = userMapper.getAllUsers();users.forEach(user -> System.out.println(user.getName()));}}
}

4. 解析单例模式实现细节

1. 私有化构造方法：

   • 通过将构造函数设为 private，防止外部创建实例，从而确保类的唯一实例性。

2. 双重检查锁 (Double-Checked Locking)：

   • 使用 synchronized 关键字和双重检查锁机制确保 SqlSessionFactory 的线程安全。这可以避免在多线程环境下重复创建实例的问题。

3. 延迟加载 (Lazy Initialization)：

   • 只有在第一次调用 getSqlSessionFactory() 方法时，才会创建 SqlSessionFactory 实例，这样可以节省系统资源。

5. 单例模式的优缺点

优点：

• 节省资源：避免重复创建 SqlSessionFactory 实例，节省内存和 CPU 资源。
• 全局访问：提供了一个全局访问点，方便使用。
• 线程安全：通过双重检查锁机制，可以确保在多线程环境下的安全性。

缺点：

• 生命周期管理：由于单例对象在整个应用程序生命周期中都存在，可能会导致资源不能及时释放，从而增加内存消耗。
• 不易测试：单例模式会增加代码的耦合度，可能会给单元测试带来一定困难。

6. 总结

MyBatis 通过单例模式管理 SqlSessionFactory 的创建和访问，从而提高了系统性能并简化了数据库连接的管理。在实际项目中，SqlSessionFactory 通常是单例的，因为它是线程安全的，且创建过程相对耗时。

使用单例模式可以确保 SqlSessionFactory 只被创建一次，从而避免重复创建造成的资源浪费。这种设计模式在 MyBatis 的实际应用中非常常见，是数据库访问层优化的一个重要手段。