Laravel5.5源码详解 -- 数据库的启动与连接过程

Laravel5.5源码详解 – 数据库的启动与连接过程

整个laravel的操作，一般情况下，数据库的处理会占掉很大一部分。所以对数据 库处理的理解，显得尤为重要。关于其源码解析，网上有非常多的文献，但流程一般都含糊其辞，读完来龙去脉甚为不解。所以，我自己做了一次流程分析，并记录下全过程。

Laravel对不同数据库连接的实例封装了对应连接的PDO类，为上层使用数据库连接实例提供了统一的接口。我这里源码分析，都以以mySql为实例进行讲解，过程大致如下，

DB::table('users') --> 拿到PDO --> 调用核心类Illuminate\Database\Connection

这里先局部后全局，分三部分讲解。

1. 数据库的连接与PHP-PDO的关系：解释laravel与数据库的接洽点；
2. 数据库查询构造流程：理解是如何最后实现调用核心类Connection::table()函数的；
3. 数据库启动大脉络分析：理解全流程，然后重点是如何拿到PDO的。

另外，例子中用到的laravel的门面（Facades）模式，原理比较简单，可以参考其官方文档。

说在前面的话

Laravel目前支持的有四类数据库，laravel中对应的名称分别为：mysql，pgsql，sqlite，sqlsrv，即MySQL、Postgres、SQLite和SQL Server；同时，laravel还支持用户算定的数据库和驱动程序。

当操作数据库的查询构造器时，可以使用类似

DB::table('users')->get();
DB::table('users')->select();
DB::table('users')->insert();
DB::update();

语法，其中

DB::table('users')

部分就是获取查询构造器，后面的“->get()”等调用查询构造的方法实现相应数据操作。后面我们会讲到（详见第三节），这些查询会通过DatabaseManager::connection()再调用各个$methods。

public function __call($method, $parameters)
{
    return $this->connection()->$method(...$parameters);
}

查询构造器的建立过程分为两个阶段：一个是数据库连接封装阶段，另一个是查询构造器生成阶段。

数据库连接封装又可以分为四个步骤：

一、数据库管理器阶段，在DatabaseServiceProvider类中的registerConnectionServices()函数中创建ConnectionFactory实例；

Laravel首先通过服务提供者“Illuminate\Database\DatabaseServiceProvider”注册了数据库管理服务（“DB”服务）和数据库连接工厂服务（“db.factory”服务），通过上述服务获取数据库管理DatabaseManager类和数据库连接工厂实例ConnectionFactory类的实例，其中数据库连接工厂实例作为数据库管理器实例的一个属性，在DatabaseServiceProvider类中的registerConnectionServices()函数中创建ConnectionFactory实例。

二、数据库连接工厂阶段，这一阶段主要是为连接数据库作配置准备，并生成连接器MySqlConnector；为了对上层提供统一的接口，Laravel在底层根据不同的配置调用了不同的数据库驱动扩展，框架上使用了简单工厂设计模式，用来根据配置文件获取不同的数据库连接实例。

三、数据库连接器阶段，连接器MySqlConnector会创建连接，并调用其子函数::createConnection() 和 ::createPdoConnection()；Laravel针对不同的数据库有不同的实现，主要包括连接DSN名称及配置等。Laravel框架用四个类分别封装了默认支持的四个数据库连接的过程，通过connect()方法提供统一的接口。

四、数据库连接创建阶段，在这个阶段MySqlConnector的父类Connector会生成PDO实例，并完成连接。本质上，不同数据库连接的实例就是封装了对应连接的PDO类实例、请求语法类实例、和结果处理类实例，从而为上层使用数据库连接实例提供统一的接口。

第一节，数据库的连接与PHP-PDO的关系

首先，我们要知道，数据最终是在类Illuminate\Database\Connectors\Connector.php中完成链接的。我们先分析一下其源码：

class Connector
{
    use DetectsLostConnections;
    //下面是连接时默认用到的参数，当然你可以在创建联接时更改
    protected $options = [
        PDO::ATTR_CASE => PDO::CASE_NATURAL, // 保留数据库驱动返回的列名，不强制列名为指定的大小写
        PDO::ATTR_ERRMODE => PDO::ERRMODE_EXCEPTION,  // 抛出 exceptions 异常
        PDO::ATTR_ORACLE_NULLS => PDO::NULL_NATURAL,  // 不转换 NULL 和空字符串
        PDO::ATTR_STRINGIFY_FETCHES => false, // 提取的时候将数值转换为字符串?  => 不转换
        PDO::ATTR_EMULATE_PREPARES => false,  // 禁用预处理语句的模拟
    ];

   // 尝试建立一个连接
    public function createConnection($dsn, array $config, array $options)
    {
        // 先拿到连接数据库所需要的用户名和密码，这个一般在.env中设置，你可以看到有以下3项，
        // DB_DATABASE=laraveldb   DB_USERNAME=username   DB_PASSWORD=password
        list($username, $password) = [
            $config['username'] ?? null, $config['password'] ?? null,
        ];

        // 尝试调用实际建立连接的createPdoConnection函数，注意上面的$options已经作为设置参数传入
        try {
            return $this->createPdoConnection(
                $dsn, $username, $password, $options
            );
        } catch (Exception $e) {
            return $this->tryAgainIfCausedByLostConnection(
                $e, $dsn, $username, $password, $options
            );
        }
    }

    // 实际建立数据库连接的函数
    protected function createPdoConnection($dsn, $username, $password, $options)
    {
        if (class_exists(PDOConnection::class) && ! $this->isPersistentConnection($options)) {
            return new PDOConnection($dsn, $username, $password, $options);
        }

        return new PDO($dsn, $username, $password, $options);
    }

大致上，createPdoConnection会检查有没有PDOConnection这个类，实际上在laravel提供的默认源码中这个类是不存在的，你可以检查一下你的composer.json文件。如果想安装使用doctrine，可以参考以下官网

https://www.laraveldoctrine.org/docs/1.3/orm/installation

言归正传，createPdoConnection找不到PDOConnection这个类，就会调用后面那句

return new PDO($dsn, $username, $password, $options);

其中$dsn就是我们在.env中设置的数据库地址

DB_CONNECTION=mysql
DB_HOST=127.0.0.1
DB_PORT=3306

如果打印出来，就是一段字符串，如下，

'mysql:host=127.0.0.1;:port=3306;dbname=laraveldb'

这里值得一提的是PDO，PDO是个什么东西？PDO是PHP提供的数据对象扩展（PHP Data Object），它为PHP访问数据库提供了一套轻量级的接口，从PHP5.1版以后开始提供。你可以参考官方网站，

http://php.net/manual/zh/book.pdo.php

因此不难明白，所谓的laravel连接数据库，只不过是调用了PHP中的PDO（或者说该类）的API函数，并进行一系列的操作的过程。同样，Qureybuilder的相关API，也只不过是PDO的一层封装外衣！

这里需要进一步说明的是，这个PDO创建之后，是直接返回给变量$connection的。以mySql为例，

namespace Illuminate\Database\Connectors;
use PDO;

class MySqlConnector extends Connector implements ConnectorInterface
{
    public function connect(array $config)
    {
        $dsn = $this->getDsn($config);
        $options = $this->getOptions($config);     
        $connection = $this->createConnection($dsn, $config, $options); // 在这里创建connection

        if (! empty($config['database'])) {
            $connection->exec("use `{$config['database']}`;");
        }

        $this->configureEncoding($connection, $config);

        $this->configureTimezone($connection, $config);

        $this->setModes($connection, $config);

        return $connection;
    }
    ...
}

这个类MySqlConnector是Illuminate\Database\Connectors\Connector的子类。

第二节 laravel中数据库查询构造流程

当 connection 对象构建初始化完成后，我们可以用 DB 来进行数据库的 增删改查（CRUD，即( Create、Retrieve、Update、Delete)等操作。laravel的查询构造器让我们避免使用原生的sql语句，而是用一种语法上更容易理解的方式操作（Laravel官方称这样可以避免漏洞），例如

DB::table('table')->select('*')->where('user_id', 1);

第一，查询构造的这个过程是如何实现的呢？

当然，这种看似静态调用的方法，其实是laravel里的门面模式，实际上调用的并不是静态方法。这个简单的模式只有几行代码，