数据库中间件 MyCAT源码分析 —— PreparedStatement 重新入门
发布时间：2025-11-05 09:17:13 来源：云智核 作者：应用开发
1. 概述
相信很多同学在学习 JDBC 时，数据都碰到 PreparedStatement 和 Statement。库中究竟该使用哪个呢?间件最终很可能是懵里懵懂的看了各种总结，使用 PreparedStatement。码分那么本文，重新通过 MyCAT 对 PreparedStatement 的入门实现对大家能够重新理解下。
本文主要分成两部分：
JDBC Client 如何实现 PreparedStatement。数据 MyCAT Server 如何处理 PreparedStatement。库中😈 Lets Go。间件
2. JDBC Client 实现
首先，码分我们来看一段大家最喜欢复制粘贴之一的重新代码，JDBC PreparedStatement 查询 MySQL 数据库：
public class PreparedStatementDemo { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException,入门 SQLException { // 1. 获得数据库连接 Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://127.0.0.1:8066/dbtest?useServerPrepStmts=true", "root", "123456"); // PreparedStatement PreparedStatement ps = conn.prepareStatement("SELECT id, username, password FROM t_user WHERE id = ?"); ps.setLong(1, Math.abs(new Random().nextLong())); // execute ps.executeQuery(); } }获取 MySQL 连接时，useServerPrepStmts=true 是数据非常非常非常重要的参数。如果不配置，库中PreparedStatement 实际是间件个假的 PreparedStatement(新版本默认为 FALSE，据说部分老版本默认为 TRUE)，未开启服务端级别的 SQL 预编译。
WHY ?来看下 JDBC 里面是怎么实现的。
// com.mysql.jdbc.ConnectionImpl.java public PreparedStatement prepareStatement(String sql, int resultSetType, int resultSetConcurrency) throws SQLException { synchronized (getConnectionMutex()) { checkClosed(); PreparedStatement pStmt = null; boolean canServerPrepare = true; String nativeSql = getProcessEscapeCodesForPrepStmts() ? nativeSQL(sql) : sql; if (this.useServerPreparedStmts && getEmulateUnsupportedPstmts()) { canServerPrepare = canHandleAsServerPreparedStatement(nativeSql); } if (this.useServerPreparedStmts && canServerPrepare) { if (this.getCachePreparedStatements()) { // 从缓存中获取 pStmt synchronized (this.serverSideStatementCache) { pStmt = (com.mysql.jdbc.ServerPreparedStatement) this.serverSideStatementCache .remove(makePreparedStatementCacheKey(this.database, sql)); if (pStmt != null) { ((com.mysql.jdbc.ServerPreparedStatement) pStmt).setClosed(false); pStmt.clearParameters(); // 清理上次留下的参数 } if (pStmt == null) { // .... 省略代码 ：向 Server 提交 SQL 预编译。 } } } else { try { // 向 Server 提交 SQL 预编译。 pStmt = ServerPreparedStatement.getInstance(getMultiHostSafeProxy(), nativeSql, this.database, resultSetType, resultSetConcurrency); pStmt.setResultSetType(resultSetType); pStmt.setResultSetConcurrency(resultSetConcurrency); } catch (SQLException sqlEx) { // Punt, if necessary if (getEmulateUnsupportedPstmts()) { pStmt = (PreparedStatement) clientPrepareStatement(nativeSql, resultSetType, resultSetConcurrency, false); } else { throw sqlEx; } } } } else { pStmt = (PreparedStatement) clientPrepareStatement(nativeSql, resultSetType, resultSetConcurrency, false); } return pStmt; } } 【前者】当 Client 开启 useServerPreparedStmts 并且 Server 支持 ServerPrepare，Client 会向 Server 提交 SQL 预编译请求。免费源码下载 if (this.useServerPreparedStmts && canServerPrepare) { pStmt = ServerPreparedStatement.getInstance(getMultiHostSafeProxy(), nativeSql, this.database, resultSetType, resultSetConcurrency); } 【后者】当 Client 未开启 useServerPreparedStmts 或者 Server 不支持 ServerPrepare，Client 创建 PreparedStatement，不会向 Server 提交 SQL 预编译请求。 pStmt = (PreparedStatement) clientPrepareStatement(nativeSql, resultSetType, resultSetConcurrency, false);即使这样，究竟为什么性能会更好呢?
【前者】返回的 PreparedStatement 对象类是 JDBC42ServerPreparedStatement.java，后续每次执行 SQL 只需将对应占位符?对应的值提交给 Server即可，减少网络传输和 SQL 解析开销。 【后者】返回的 PreparedStatement 对象类是 JDBC42PreparedStatement.java，后续每次执行 SQL 需要将完整的 SQL 提交给 Server，增加了网络传输和 SQL 解析开销。🌚：【前者】性能一定比【后者】好吗?相信你已经有了正确的答案。
3. MyCAT Server 实现
3.1 创建 PreparedStatement
该操作对应 Client conn.prepareStatement(....)。
MyCAT 接收到请求后，创建 PreparedStatement，并返回 statementId 等信息。Client 发起 SQL 执行时，需要将 statementId 带给 MyCAT。核心代码如下：
// ServerPrepareHandler.java @Override public void prepare(String sql) { LOGGER.debug("use server prepare, sql: " + sql); PreparedStatement pstmt = pstmtForSql.get(sql); if (pstmt == null) { // 缓存中获取 // 解析获取字段个数和参数个数 int columnCount = getColumnCount(sql); int paramCount = getParamCount(sql); pstmt = new PreparedStatement(++pstmtId, sql, columnCount, paramCount); pstmtForSql.put(pstmt.getStatement(), pstmt); pstmtForId.put(pstmt.getId(), pstmt); } PreparedStmtResponse.response(pstmt, source); } // PreparedStmtResponse.java public static void response(PreparedStatement pstmt, FrontendConnection c) { byte packetId = 0; // write preparedOk packet PreparedOkPacket preparedOk = new PreparedOkPacket(); preparedOk.packetId = ++packetId; preparedOk.statementId = pstmt.getId(); preparedOk.columnsNumber = pstmt.getColumnsNumber(); preparedOk.parametersNumber = pstmt.getParametersNumber(); ByteBuffer buffer = preparedOk.write(c.allocate(), c,true); // write parameter field packet int parametersNumber = preparedOk.parametersNumber; if (parametersNumber > 0) { for (int i = 0; i < parametersNumber; i++) { FieldPacket field = new FieldPacket(); field.packetId = ++packetId; buffer = field.write(buffer, c,true); } EOFPacket eof = new EOFPacket(); eof.packetId = ++packetId; buffer = eof.write(buffer, c,true); } // write column field packet int columnsNumber = preparedOk.columnsNumber; if (columnsNumber > 0) { for (int i = 0; i < columnsNumber; i++) { FieldPacket field = new FieldPacket(); field.packetId = ++packetId; buffer = field.write(buffer, c,true); } EOFPacket eof = new EOFPacket(); eof.packetId = ++packetId; buffer = eof.write(buffer, c,true); } // send buffer c.write(buffer); }每个连接之间，PreparedStatement 不共享，即不同连接，即使 SQL相同，对应的 PreparedStatement 不同。
3.2 执行 SQL
该操作对应 Client conn.execute(....)。
MyCAT 接收到请求后，将 PreparedStatement 使用请求的服务器托管参数格式化成可执行的 SQL 进行执行。伪代码如下：
String sql = pstmt.sql.format(request.params); execute(sql);核心代码如下：
// ServerPrepareHandler.java @Override public void execute(byte[] data) { long pstmtId = ByteUtil.readUB4(data, 5); PreparedStatement pstmt = null; if ((pstmt = pstmtForId.get(pstmtId)) == null) { source.writeErrMessage(ErrorCode.ER_ERROR_WHEN_EXECUTING_COMMAND, "Unknown pstmtId when executing."); } else { // 参数读取 ExecutePacket packet = new ExecutePacket(pstmt); try { packet.read(data, source.getCharset()); } catch (UnsupportedEncodingException e) { source.writeErrMessage(ErrorCode.ER_ERROR_WHEN_EXECUTING_COMMAND, e.getMessage()); return; } BindValue[] bindValues = packet.values; // 还原sql中的动态参数为实际参数值 String sql = prepareStmtBindValue(pstmt, bindValues); // 执行sql source.getSession2().setPrepared(true); source.query(sql); } } private String prepareStmtBindValue(PreparedStatement pstmt, BindValue[] bindValues) { String sql = pstmt.getStatement(); int[] paramTypes = pstmt.getParametersType(); StringBuilder sb = new StringBuilder(); int idx = 0; for (int i = 0, len = sql.length(); i < len; i++) { char c = sql.charAt(i); if (c != ?) { sb.append(c); continue; } // 处理占位符? int paramType = paramTypes[idx]; BindValue bindValue = bindValues[idx]; idx++; // 处理字段为空的情况 if (bindValue.isNull) { sb.append("NULL"); continue; } // 非空情况, 根据字段类型获取值 switch (paramType & 0xff) { case Fields.FIELD_TYPE_TINY: sb.append(String.valueOf(bindValue.byteBinding)); break; case Fields.FIELD_TYPE_SHORT: sb.append(String.valueOf(bindValue.shortBinding)); break; case Fields.FIELD_TYPE_LONG: sb.append(String.valueOf(bindValue.intBinding)); break; // .... 省略非核心代码 } } return sb.toString(); }4. 彩蛋
💯 看到此处是不是真爱?!反正我信了。
给老铁们额外加个🍗。
细心的同学们可能已经注意到 JDBC Client 是支持缓存 PreparedStatement，无需每次都让 Server 进行创建。
当配置 MySQL 数据连接 cachePrepStmts=true 时开启 Client 级别的缓存。But，此处的缓存又和一般的缓存不一样，是使用 remove 的方式获得的，并且创建好 PreparedStatement 时也不添加到缓存。那什么时候添加缓存呢?在 pstmt.close() 时，并且pstmt 是通过缓存获取时，添加到缓存。核心代码如下：
// ServerPreparedStatement.java public void close() throws SQLException { MySQLConnection locallyScopedConn = this.connection; if (locallyScopedConn == null) { return; // already closed } synchronized (locallyScopedConn.getConnectionMutex()) { if (this.isCached && isPoolable() && !this.isClosed) { clearParameters(); this.isClosed = true; this.connection.recachePreparedStatement(this); return; } realClose(true, true); } } // ConnectionImpl.java public void recachePreparedStatement(ServerPreparedStatement pstmt) throws SQLException { synchronized (getConnectionMutex()) { if (getCachePreparedStatements() && pstmt.isPoolable()) { synchronized (this.serverSideStatementCache) { this.serverSideStatementCache.put(makePreparedStatementCacheKey(pstmt.currentCatalog, pstmt.originalSql), pstmt); } } } }为什么要这么实现?PreparedStatement 是有状态的变量，我们会去 setXXX(pos, value)，一旦多线程共享，会导致错乱。云服务器提供商
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