PageHelper分页插件的原理是什么

PageHelper是一款好用的开源免费的Mybatis第三方物理分页插件，其实我并不想加上好用两个字，但是为了表扬插件作者开源免费的崇高精神，我毫不犹豫的加上了好用一词作为赞美。

原本以为分页插件，应该是很简单的，然而PageHelper比我想象的要复杂许多，它做的很强大，也很彻底，强大到使用者可能并不需要这么多功能，彻底到一参可以两用。但是，我认为，作为分页插件，完成物理分页任务是根本，其它的很多智能并不是必要的，保持它够傻够憨，专业术语叫stupid，简单就是美。

我们将简单介绍PageHelper的基本使用和配置参数的含义，重点分析PageHelper作为Mybatis分页插件的实现原理。

1. PageHelper的maven依赖及插件配置

<dependency><groupId>com.github.pagehelper</groupId><artifactId>pagehelper</artifactId><version>4.1.6</version>
</dependency>

PageHelper除了本身的jar包外，它还依赖了一个叫jsqlparser的jar包，使用时，我们不需要单独指定jsqlparser的maven依赖，maven的间接依赖会帮我们引入。

<!-- com.github.pagehelper为PageHelper类所在包名 -->
<plugin interceptor="com.github.pagehelper.PageHelper"><property name="dialect" value="mysql" /><!-- 该参数默认为false --><!-- 设置为true时，会将RowBounds第一个参数offset当成pageNum页码使用 --><!-- 和startPage中的pageNum效果一样 --><property name="offsetAsPageNum" value="false" /><!-- 该参数默认为false --><!-- 设置为true时，使用RowBounds分页会进行count查询 --><property name="rowBoundsWithCount" value="true" /><!-- 设置为true时，如果pageSize=0或者RowBounds.limit = 0就会查询出全部的结果 --><!-- （相当于没有执行分页查询，但是返回结果仍然是Page类型） <property name="pageSizeZero" value="true"/> --><!-- 3.3.0版本可用 - 分页参数合理化，默认false禁用 --><!-- 启用合理化时，如果pageNum<1会查询第一页，如果pageNum>pages会查询最后一页 --><!-- 禁用合理化时，如果pageNum<1或pageNum>pages会返回空数据 --><property name="reasonable" value="true" /><!-- 3.5.0版本可用 - 为了支持startPage(Object params)方法 --><!-- 增加了一个`params`参数来配置参数映射，用于从Map或ServletRequest中取值 --><!-- 可以配置pageNum,pageSize,count,pageSizeZero,reasonable,不配置映射的用默认值 --><!-- 不理解该含义的前提下，不要随便复制该配置 <property name="params" value="pageNum=start;pageSize=limit;"/> -->
</plugin>

上面是PageHelper官方给的配置和注释，虽然写的很多，不过确实描述的很明白。

dialect：标识是哪一种数据库，设计上必须。

offsetAsPageNum：将RowBounds第一个参数offset当成pageNum页码使用，这就是上面说的一参两用，个人觉得完全没必要，offset = pageSize * pageNum就搞定了，何必混用参数呢？

rowBoundsWithCount：设置为true时，使用RowBounds分页会进行count查询，个人觉得完全没必要，实际开发中，每一个列表分页查询，都配备一个count数量查询即可。

reasonable：value=true时，pageNum小于1会查询第一页，如果pageNum大于pageSize会查询最后一页，个人认为，参数校验在进入Mybatis业务体系之前，就应该完成了，不可能到达Mybatis业务体系内参数还带有非法的值。

这么一来，我们只需要记住 dialect = mysql 一个参数即可，其实，还有下面几个相关参数可以配置。

autoDialect：true or false，是否自动检测dialect。

autoRuntimeDialect：true or false，多数据源时，是否自动检测dialect。

closeConn：true or false，检测完dialect后，是否关闭Connection连接。

上面这3个智能参数，不到万不得已，我们不应该在系统中使用，我们只需要一个dialect = mysql 或者 dialect = oracle就够了，如果系统中需要使用，还是得问问自己，是否真的非用不可。

2. PageHelper源码分析

@Intercepts(@Signature(type = Executor.class, method = "query", args = {MappedStatement.class, Object.class, RowBounds.class, ResultHandler.class}))
public class PageHelper implements Interceptor {//sql工具类private SqlUtil sqlUtil;//属性参数信息private Properties properties;//配置对象方式private SqlUtilConfig sqlUtilConfig;//自动获取dialect,如果没有setProperties或setSqlUtilConfig，也可以正常进行private boolean autoDialect = true;//运行时自动获取dialectprivate boolean autoRuntimeDialect;//多数据源时，获取jdbcurl后是否关闭数据源private boolean closeConn = true;//缓存private Map<String, SqlUtil> urlSqlUtilMap = new ConcurrentHashMap<String, SqlUtil>();private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// ...
}

上面是官方源码以及源码所带的注释，我们再补充一下。

SqlUtil：数据库类型专用sql工具类，一个数据库url对应一个SqlUtil实例，SqlUtil内有一个Parser对象，如果是mysql，它是MysqlParser，如果是oracle，它是OracleParser，这个Parser对象是SqlUtil不同实例的主要存在价值。执行count查询、设置Parser对象、执行分页查询、保存Page分页对象等功能，均由SqlUtil来完成。

SqlUtilConfig：Spring Boot中使用，忽略。

autoRuntimeDialect：多个数据源切换时，比如mysql和oracle数据源同时存在，就不能简单指定dialect，这个时候就需要运行时自动检测当前的dialect。

Map<String, SqlUtil> urlSqlUtilMap：它就用来缓存autoRuntimeDialect自动检测结果的，key是数据库的url，value是SqlUtil。由于这种自动检测只需要执行1次，所以做了缓存。

ReentrantLock lock：这个lock对象是比较有意思的现象，urlSqlUtilMap明明是一个同步ConcurrentHashMap，又搞了一个lock出来同步ConcurrentHashMap做什么呢？是否是画蛇添足？在《Java并发编程实战》一书中有详细论述，简单的说，ConcurrentHashMap可以保证put或者remove方法一定是线程安全的，但它不能保证put、get、remove的组合操作是线程安全的，为了保证组合操作也是线程安全的，所以使用了lock。

com.github.pagehelper.PageHelper.java源码。

 // Mybatis拦截器方法 public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {if (autoRuntimeDialect) {// 多数据源SqlUtil sqlUtil = getSqlUtil(invocation);return sqlUtil.processPage(invocation);} else {// 单数据源if (autoDialect) {initSqlUtil(invocation);}// 指定了dialectreturn sqlUtil.processPage(invocation);}}public synchronized void initSqlUtil(Invocation invocation) {if (this.sqlUtil == null) {this.sqlUtil = getSqlUtil(invocation);if (!autoRuntimeDialect) {properties = null;sqlUtilConfig = null;}autoDialect = false;}}public void setProperties(Properties p) {checkVersion();//多数据源时，获取jdbcurl后是否关闭数据源String closeConn = p.getProperty("closeConn");//解决#97if(StringUtil.isNotEmpty(closeConn)){this.closeConn = Boolean.parseBoolean(closeConn);}//初始化SqlUtil的PARAMSSqlUtil.setParams(p.getProperty("params"));//数据库方言String dialect = p.getProperty("dialect");String runtimeDialect = p.getProperty("autoRuntimeDialect");if (StringUtil.isNotEmpty(runtimeDialect) && runtimeDialect.equalsIgnoreCase("TRUE")) {this.autoRuntimeDialect = true;this.autoDialect = false;this.properties = p;} else if (StringUtil.isEmpty(dialect)) {autoDialect = true;this.properties = p;} else {autoDialect = false;sqlUtil = new SqlUtil(dialect);sqlUtil.setProperties(p);}}public SqlUtil getSqlUtil(Invocation invocation) {MappedStatement ms = (MappedStatement) invocation.getArgs()[0];//改为对dataSource做缓存DataSource dataSource = ms.getConfiguration().getEnvironment().getDataSource();String url = getUrl(dataSource);if (urlSqlUtilMap.containsKey(url)) {return urlSqlUtilMap.get(url);}try {lock.lock();if (urlSqlUtilMap.containsKey(url)) {return urlSqlUtilMap.get(url);}if (StringUtil.isEmpty(url)) {throw new RuntimeException("无法自动获取jdbcUrl，请在分页插件中配置dialect参数!");}String dialect = Dialect.fromJdbcUrl(url);if (dialect == null) {throw new RuntimeException("无法自动获取数据库类型，请通过dialect参数指定!");}SqlUtil sqlUtil = new SqlUtil(dialect);if (this.properties != null) {sqlUtil.setProperties(properties);} else if (this.sqlUtilConfig != null) {sqlUtil.setSqlUtilConfig(this.sqlUtilConfig);}urlSqlUtilMap.put(url, sqlUtil);return sqlUtil;} finally {lock.unlock();}}

autoRuntimeDialect：多数据源，会创建多个SqlUtil。

autoDialect：单数据源，只会创建1个SqlUtil。单数据源时，也可以当做多数据源来使用。

指定了dialect：只会创建1个SqlUtil。

3. PageSqlSource

public abstract class PageSqlSource implements SqlSource {/*** 获取正常的BoundSql** @param parameterObject* @return*/protected abstract BoundSql getDefaultBoundSql(Object parameterObject);/*** 获取Count查询的BoundSql** @param parameterObject* @return*/protected abstract BoundSql getCountBoundSql(Object parameterObject);/*** 获取分页查询的BoundSql** @param parameterObject* @return*/protected abstract BoundSql getPageBoundSql(Object parameterObject);/*** 获取BoundSql** @param parameterObject* @return*/@Overridepublic BoundSql getBoundSql(Object parameterObject) {Boolean count = getCount();if (count == null) {return getDefaultBoundSql(parameterObject);} else if (count) {return getCountBoundSql(parameterObject);} else {return getPageBoundSql(parameterObject);}}
}

getDefaultBoundSql：获取原始的未经改造的BoundSql。getCountBoundSql：不需要写count查询，插件根据分页查询sql，智能的为你生成的count查询BoundSql。getPageBoundSql：获取分页查询的BoundSql。举例：DefaultBoundSql：select  stud_id as studId , name, email, dob, phone from studentsCountBoundSql：select  count(0) from students --由PageHelper智能完成PageBoundSql：select  stud_id as studId , name, email, dob, phone from students limit ?, ?

public class PageStaticSqlSource extends PageSqlSource {private String sql;private List<ParameterMapping> parameterMappings;private Configuration configuration;private SqlSource original;@Overrideprotected BoundSql getDefaultBoundSql(Object parameterObject) {String tempSql = sql;String orderBy = PageHelper.getOrderBy();if (orderBy != null) {tempSql = OrderByParser.converToOrderBySql(sql, orderBy);}return new BoundSql(configuration, tempSql, parameterMappings, parameterObject);}@Overrideprotected BoundSql getCountBoundSql(Object parameterObject) {// localParser指的就是MysqlParser或者OracleParser// localParser.get().getCountSql(sql)，可以根据原始的sql，生成一个count查询的sqlreturn new BoundSql(configuration, localParser.get().getCountSql(sql), parameterMappings, parameterObject);}@Overrideprotected BoundSql getPageBoundSql(Object parameterObject) {String tempSql = sql;String orderBy = PageHelper.getOrderBy();if (orderBy != null) {tempSql = OrderByParser.converToOrderBySql(sql, orderBy);}// getPageSql可以根据原始的sql，生成一个带有分页参数信息的sql，比如 limit ?, ?tempSql = localParser.get().getPageSql(tempSql);// 由于sql增加了分页参数的？号占位符，getPageParameterMapping()就是在原有List<ParameterMapping>基础上，增加两个分页参数对应的ParameterMapping对象，为分页参数赋值使用return new BoundSql(configuration, tempSql, localParser.get().getPageParameterMapping(configuration, original.getBoundSql(parameterObject)), parameterObject);}
}

假设List<ParameterMapping>原来的size=2，添加分页参数后，其size=4，具体增加多少个，看分页参数的？号数量。

其他PageSqlSource，原理和PageStaticSqlSource一模一样。

解析sql，并增加分页参数占位符，或者生成count查询的sql，都依靠Parser来完成。

4. com.github.pagehelper.parser.Parser

public class MysqlParser extends AbstractParser {@Overridepublic String getPageSql(String sql) {StringBuilder sqlBuilder = new StringBuilder(sql.length() + 14);sqlBuilder.append(sql);sqlBuilder.append(" limit ?,?");return sqlBuilder.toString();}@Overridepublic Map<String, Object> setPageParameter(MappedStatement ms, Object parameterObject, BoundSql boundSql, Page<?> page) {Map<String, Object> paramMap = super.setPageParameter(ms, parameterObject, boundSql, page);paramMap.put(PAGEPARAMETER_FIRST, page.getStartRow());paramMap.put(PAGEPARAMETER_SECOND, page.getPageSize());return paramMap;}
}

我们可以清楚的看到，MysqlParser是如何添加分页占位符和分页参数的

public abstract class AbstractParser implements Parser, Constant {public String getCountSql(final String sql) {return sqlParser.getSmartCountSql(sql);}
}

生成count sql，则是前文提到的jsqlparser工具包来完成的，是另外一个开源的sql解析工具包。

5. SqlUtil.doProcessPage()分页查询

 // PageSqlSource装饰原SqlSource
public void processMappedStatement(MappedStatement ms) throws Throwable {SqlSource sqlSource = ms.getSqlSource();MetaObject msObject = SystemMetaObject.forObject(ms);SqlSource pageSqlSource;if (sqlSource instanceof StaticSqlSource) {pageSqlSource = new PageStaticSqlSource((StaticSqlSource) sqlSource);} else if (sqlSource instanceof RawSqlSource) {pageSqlSource = new PageRawSqlSource((RawSqlSource) sqlSource);} else if (sqlSource instanceof ProviderSqlSource) {pageSqlSource = new PageProviderSqlSource((ProviderSqlSource) sqlSource);} else if (sqlSource instanceof DynamicSqlSource) {pageSqlSource = new PageDynamicSqlSource((DynamicSqlSource) sqlSource);} else {throw new RuntimeException("无法处理该类型[" + sqlSource.getClass() + "]的SqlSource");}msObject.setValue("sqlSource", pageSqlSource);//由于count查询需要修改返回值，因此这里要创建一个Count查询的MSmsCountMap.put(ms.getId(), MSUtils.newCountMappedStatement(ms));}// 执行分页查询
private Page doProcessPage(Invocation invocation, Page page, Object[] args) throws Throwable {//保存RowBounds状态RowBounds rowBounds = (RowBounds) args[2];//获取原始的msMappedStatement ms = (MappedStatement) args[0];//判断并处理为PageSqlSourceif (!isPageSqlSource(ms)) {processMappedStatement(ms);}//设置当前的parser，后面每次使用前都会set，ThreadLocal的值不会产生不良影响((PageSqlSource)ms.getSqlSource()).setParser(parser);try {//忽略RowBounds-否则会进行Mybatis自带的内存分页args[2] = RowBounds.DEFAULT;//如果只进行排序 或 pageSizeZero的判断if (isQueryOnly(page)) {return doQueryOnly(page, invocation);}//简单的通过total的值来判断是否进行count查询if (page.isCount()) {page.setCountSignal(Boolean.TRUE);//替换MSargs[0] = msCountMap.get(ms.getId());//查询总数Object result = invocation.proceed();//还原msargs[0] = ms;//设置总数page.setTotal((Integer) ((List) result).get(0));if (page.getTotal() == 0) {return page;}} else {page.setTotal(-1l);}//pageSize>0的时候执行分页查询，pageSize<=0的时候不执行相当于可能只返回了一个countif (page.getPageSize() > 0 &&((rowBounds == RowBounds.DEFAULT && page.getPageNum() > 0)|| rowBounds != RowBounds.DEFAULT)) {//将参数中的MappedStatement替换为新的qspage.setCountSignal(null);BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(args[1]);args[1] = parser.setPageParameter(ms, args[1], boundSql, page);page.setCountSignal(Boolean.FALSE);//执行分页查询Object result = invocation.proceed();//得到处理结果page.addAll((List) result);}} finally {((PageSqlSource)ms.getSqlSource()).removeParser();}//返回结果return page;}

源码中注意关键的四点即可：1、msCountMap.put(ms.getId(), MSUtils.newCountMappedStatement(ms))，
创建count查询的MappedStatement对象，并缓存于msCountMap。2、如果count=true，则执行count查询，结果total值保存于page对象中，继续执行分页查询。3、执行分页查询，将查询结果保存于page对象中，page是一个ArrayList对象。4、args[2] = RowBounds.DEFAULT，改变Mybatis原有分页行为；args[1] = parser.setPageParameter(ms, args[1], boundSql, page)，改变原有参数列表（增加分页参数）。

6. PageHelper的两种使用方式

第一种、直接通过RowBounds参数完成分页查询。

List<Student> list = studentMapper.find(new RowBounds(0, 10));
Page page = ((Page) list;

第二种、PageHelper.startPage()静态方法

 //获取第1页，10条内容，默认查询总数countPageHelper.startPage(1, 10);
//紧跟着的第一个select方法会被分页List<Country> list = studentMapper.find();Page page = ((Page) list;

注：返回结果list，已经是Page对象，Page对象是一个ArrayList。

原理：使用ThreadLocal来传递和保存Page对象，每次查询，都需要单独设置PageHelper.startPage()方法。

public class SqlUtil implements Constant {private static final ThreadLocal<Page> LOCAL_PAGE = new ThreadLocal<Page>();
}

本文中经常提到的count查询，其实是PageHelper帮助我们生成的一个MappedStatement内存对象，它可以免去我们在XXXMapper.xml内单独声明一个sql count查询，我们只需要写一个sql分页业务查询即可。

PageHelper使用建议（性能最好）：

1、明确指定dialect。2、明确编写sql分页业务和与它对应的count查询，别图省事。