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Mybatis占位符#{}和${}的区别？源码解读（二）

2023-02-09 18:23出处/作者：小冰整合编辑：@小冰

Mybatis 作为国内开发中常用到的半自动 orm 框架，相信大家都很熟悉，它提供了简单灵活的xml映射配置，方便开发人员编写简单、复杂SQL，在国内互联网公司使用众多。

本文针对笔者日常开发中对 Mybatis 占位符 #{} 和 ${} 使用时机结合源码，思考总结而来

  • Mybatis 版本 3.5.11
  • Spring boot 版本 3.0.2
  • mybatis-spring 版本 3.0.1
  • github地址：https://github.com/wayn111， 欢迎大家关注，点个star

一. 启动时，mybatis-spring 解析xml文件流程图

Spring 项目启动时，mybatis-spring 自动初始化解析xml文件核心流程

Mybatis占位符#{}和${}的区别？源码解读（二）

流程图 (2).jpg

Mybatis 在 buildSqlSessionFactory() 会遍历所有 mapperLocations（xml文件） 调用 xmlMapperBuilder.parse()解析，源码如下

image.png

在 parse() 方法中， Mybatis 通过 configurationElement(parser.evalNode("/mapper")) 方法解析xml文件中的各个标签

public class XMLMapperBuilder extends BaseBuilder {
  ...
  private final MapperBuilderAssistant builderAssistant;
  private final Map<String, XNode> sqlFragments;
  ...
  
    public void parse() {
      if (!configuration.isResourceLoaded(resource)) {
        // xml文件解析逻辑
        configurationElement(parser.evalNode("/mapper"));
        configuration.addLoadedResource(resource);
        bindMapperForNamespace();
      }

      parsePendingResultMaps();
      parsePendingCacheRefs();
      parsePendingStatements();
    }


    private void configurationElement(XNode context) {
      try {
        // 解析xml文件内的namespace、cache-ref、cache、parameterMap、resultMap、sql、select、insert、update、delete等各种标签
        String namespace = context.getStringAttribute("namespace");
        if (namespace == null || namespace.isEmpty()) {
          throw new BuilderException("Mapper's namespace cannot be empty");
        }
        builderAssistant.setCurrentNamespace(namespace);
        cacheRefElement(context.evalNode("cache-ref"));
        cacheElement(context.evalNode("cache"));
        parameterMapElement(context.evalNodes("/mapper/parameterMap"));
        resultMapElements(context.evalNodes("/mapper/resultMap"));
        sqlElement(context.evalNodes("/mapper/sql"));
        buildStatementFromContext(context.evalNodes("select|insert|update|delete"));
      } catch (Exception e) {
        throw new BuilderException("Error parsing Mapper XML. The XML location is '" + resource + "'. Cause: " + e, e);
      }
    }
}

最后会把 namespace、cache-ref、cache、parameterMap、resultMap、select、insert、update、delete等标签内容解析结果放到 builderAssistant 对象中，将sql标签解析结果放到sqlFragments对象中，其中 由于 builderAssistant 对象会保存select、insert、update、delete标签内容解析结果我们对 builderAssistant 对象进行深入了解

public class MapperBuilderAssistant extends BaseBuilder {
...
}

public abstract class BaseBuilder {
  protected final Configuration configuration;
  ...
}  

public class Configuration {
  ...
  protected final Map<String, MappedStatement> mappedStatements = new StrictMap<MappedStatement>("Mapped Statements collection")
      .conflictMessageProducer((savedValue, targetValue) ->
          ". please check " + savedValue.getResource() + " and " + targetValue.getResource());
  protected final Map<String, Cache> caches = new StrictMap<>("Caches collection");
  protected final Map<String, ResultMap> resultMaps = new StrictMap<>("Result Maps collection");
  protected final Map<String, ParameterMap> parameterMaps = new StrictMap<>("Parameter Maps collection");
  protected final Map<String, KeyGenerator> keyGenerators = new StrictMap<>("Key Generators collection");
  protected final Set<String> loadedResources = new HashSet<>();
  protected final Map<String, XNode> sqlFragments = new StrictMap<>("XML fragments parsed from previous mappers");
  ...
}

builderAssistant 对象继承至 BaseBuilder，BaseBuilder 类中包含一个 configuration 对象属性， configuration 对象中会保存xml文件标签解析结果至自身对应属性mappedStatements、caches、resultMaps、sqlFragments。

这里有个问题上面提到的sql标签结果会放到 XMLMapperBuilder 类的 sqlFragments 对象中，为什么 Configuration 类中也有个 sqlFragments 属性？

这里回看上文 buildSqlSessionFactory() 方法最后

image.png

原来 XMLMapperBuilder 类中的 sqlFragments 属性就来自Configuration类?

回到主题，在 buildStatementFromContext(context.evalNodes("select|insert|update|delete")) 方法中会通过如下调用

buildStatementFromContext(List<XNode> list, String requiredDatabaseId) 
-> parseStatementNode()
-> createSqlSource(Configuration configuration, XNode script, Class<?> parameterType)
-> parseScriptNode()
-> parseDynamicTags(context)

最后通过parseDynamicTags(context) 方法解析 select、insert、update、delete 标签内容将结果保存在 MixedSqlNode 对象中的 SqlNode 集合中

public class MixedSqlNode implements SqlNode {
  private final List<SqlNode> contents;

  public MixedSqlNode(List<SqlNode> contents) {
    this.contents = contents;
  }

  @Override
  public boolean apply(DynamicContext context) {
    contents.forEach(node -> node.apply(context));
    return true;
  }
}

SqlNode 是一个接口，有10个实现类如下

image.png

可以看出我们的 select、insert、update、delete 标签中包含的各个文本（包含占位符 #{} 和 ${}）、子标签都有对应的 SqlNode 实现类，后续运行中， Mybatis 对于 select、insert、update、delete 标签的 sql 语句处理都与这里的 SqlNode 各个实现类相关。自此我们 mybatis-spring 初始化流程中相关的重要代码都过了一遍。

二. 运行中，sql语句占位符 #{} 和 ${} 的处理

这里直接给出xml文件查询方法标签内容

<select id="findNewBeeMallOrderList" parameterType="Map" resultMap="BaseResultMap">
    select
    <include refid="Base_Column_List"/>
    from tb_newbee_mall_order
    <where>
        <if test="orderNo!=null and orderNo!=''">
            and order_no = #{orderNo}
        </if>
        <if test="userId!=null and userId!=''">
            and user_id = #{userId}
        </if>
        <if test="payType!=null and payType!=''">
            and pay_type = #{payType}
        </if>
        <if test="orderStatus!=null and orderStatus!=''">
            and order_status = #{orderStatus}
        </if>
        <if test="isDeleted!=null and isDeleted!=''">
            and is_deleted = #{isDeleted}
        </if>
        <if test="startTime != null and startTime.trim() != ''">
            and create_time &gt; #{startTime}
        </if>
        <if test="endTime != null and endTime.trim() != ''">
            and create_time &lt; #{endTime}
        </if>
    </where>
    <if test="sortField!=null and order!=null">
        order by ${sortField} ${order}
    </if>
    <if test="start!=null and limit!=null">
        limit #{start},#{limit}
    </if>
</select>

运行时 Mybatis 动态代理 MapperProxy 对象的调用流程，如下：

-> newBeeMallOrderMapper.findNewBeeMallOrderList(pageUtil);
-> MapperProxy.invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
-> MapperProxy.invoke(Object proxy, Method method, Object[] args, SqlSession sqlSession)
-> MapperMethod.execute(SqlSession sqlSession, Object[] args)
-> MapperMethod.executeForMany(SqlSession sqlSession, Object[] args)
-> SqlSessionTemplate.selectList(String statement, Object parameter)
-> SqlSessionInterceptor.invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
-> DefaultSqlSession.selectList(String statement, Object parameter)
-> DefaultSqlSession.selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds)
-> DefaultSqlSession.selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler handler)
-> CachingExecutor.query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler)
-> MappedStatement.getBoundSql(Object parameterObject)
-> DynamicSqlSource.getBoundSql(Object parameterObject)
-> MixedSqlNode.apply(DynamicContext context) // ${} 占位符处理
-> SqlSourceBuilder.parse(String originalSql, Class<?> parameterType, Map<String, Object> additionalParameters) // #{} 占位符处理

Mybatis 通过 DynamicSqlSource.getBoundSql(Object parameterObject) 方法对 select、insert、update、delete 标签内容做 sql 转换处理，代码如下：

  @Override
  public BoundSql getBoundSql(Object parameterObject) {
    DynamicContext context = new DynamicContext(configuration, parameterObject);
    rootSqlNode.apply(context);
    SqlSourceBuilder sqlSourceParser = new SqlSourceBuilder(configuration);
    Class<?> parameterType = parameterObject == null ? Object.class : parameterObject.getClass();
    SqlSource sqlSource = sqlSourceParser.parse(context.getSql(), parameterType, context.getBindings());
    BoundSql boundSql = sqlSource.getBoundSql(parameterObject);
    context.getBindings().forEach(boundSql::setAdditionalParameter);
    return boundSql;
  }

2.1 ${} 占位符处理

在 rootSqlNode.apply(context) -> MixedSqlNode.apply(DynamicContext context) 中会将 SqlNode 集合拼接成实际要执行的 sql 语句

保存在 DynamicContext 对象中。这里给出 SqlNode 集合的调试截图

image.png

可以看出我们的 ${} 占位符文本的 SqlNode 实现类为 TextSqlNode，apply方法相关操作如下

public class TextSqlNode implements SqlNode {
    ...
    @Override
    public boolean apply(DynamicContext context) {
      GenericTokenParser parser = createParser(new BindingTokenParser(context, injectionFilter));
      context.appendSql(parser.parse(text));
      return true;
    }
    private GenericTokenParser createParser(TokenHandler handler) {
        return new GenericTokenParser("${", "}", handler);
    }

    // 划重点，${}占位符替换逻辑在就handleToken(String content)方法中
    @Override
    public String handleToken(String content) {
          Object parameter = context.getBindings().get("_parameter");
          if (parameter == null) {
            context.getBindings().put("value", null);
          } else if (SimpleTypeRegistry.isSimpleType(parameter.getClass())) {
            context.getBindings().put("value", parameter);
          }
          Object value = OgnlCache.getValue(content, context.getBindings());
          String srtValue = value == null ? "" : String.valueOf(value); // issue #274 return "" instead of "null"
          checkInjection(srtValue);
          return srtValue;
    }
}

public class GenericTokenParser {
    public String parse(String text) {
        ...
        do {
            ...
            if (end == -1) {
              ...
            } else {
              builder.append(handler.handleToken(expression.toString()));
              offset = end + closeToken.length();
            }
          }
          ...
        } while (start > -1);
        ...
        return builder.toString();
    }
}

划重点，${} 占位符处理如下

handleToken(String content) 方法中， Mybatis 会通过 ognl 表达式将 ${} 的结果直接拼接在 sql 语句中，由此我们得知 ${} 占位符拼接的字段就是我们传入的原样字段，有着 Sql 注入风险

2.2 #{} 占位符处理

#{} 占位符文本的 SqlNode 实现类为 StaticTextSqlNode，查看源码

public class StaticTextSqlNode implements SqlNode {
  private final String text;

  public StaticTextSqlNode(String text) {
    this.text = text;
  }

  @Override
  public boolean apply(DynamicContext context) {
    context.appendSql(text);
    return true;
  }

}

StaticTextSqlNode 会直接将节点内容拼接在 sql 语句中，也就是说在 rootSqlNode.apply(context) 方法执行完毕后，此时的 sql 语句如下

select order_id, order_no, user_id, total_price, 
pay_status, pay_type, pay_time, order_status, 
extra_info, user_name, user_phone, user_address, 
is_deleted, create_time, update_time 
from tb_newbee_mall_order
order by create_time desc
limit #{start},#{limit}

Mybatis 会通过上面提到 getBoundSql(Object parameterObject) 方法中的

image.png

sqlSourceParser.parse() 方法完成 #{} 占位符的处理，代码如下：

public SqlSource parse(String originalSql, Class<?> parameterType, Map<String, Object> additionalParameters) {
  ParameterMappingTokenHandler handler = new ParameterMappingTokenHandler(configuration, parameterType, additionalParameters);
  GenericTokenParser parser = new GenericTokenParser("#{", "}", handler);
  String sql;
  if (configuration.isShrinkWhitespacesInSql()) {
    sql = parser.parse(removeExtraWhitespaces(originalSql));
  } else {
    sql = parser.parse(originalSql);
  }
  return new StaticSqlSource(configuration, sql, handler.getParameterMappings());
}

看到了熟悉的 #{ 占位符没有，哈哈?， Mybatis 对于 #{} 占位符的处理就在 GenericTokenParser类的 parse() 方法中，代码如下：

public class GenericTokenParser {
    public String parse(String text) {
        ...
        do {
            ...
            if (end == -1) {
              ...
            } else {
              builder.append(handler.handleToken(expression.toString()));
              offset = end + closeToken.length();
            }
          }
          ...
        } while (start > -1);
        ...
        return builder.toString();
    }
}

public class SqlSourceBuilder extends BaseBuilder {
    ... 
    // 划重点，#{}占位符替换逻辑在就SqlSourceBuilder.handleToken(String content)方法中
    @Override
    public String handleToken(String content) {
      parameterMappings.add(buildParameterMapping(content));
      return "?";
    }
}

划重点，#{} 占位符处理如下

handleToken(String content) 方法中， Mybatis 会直接将我们的传入参数转换成问号（就是 jdbc 规范中的问号），也就是说我们的 sql 语句是预处理的。能够避免 sql 注入问题

三. 总结

由上经过源码分析，我们知道  Mybatis  对 #{} 占位符是直接转换成问号，拼接预处理 sql。 ${} 占位符是原样拼接处理，有sql注入风险，最好避免由客户端传入此参数。

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