并发编程与MyBatis精要

📕我是廖志伟，一名Java开发工程师、《Java项目实战——深入理解大型互联网企业通用技术》（基础篇）、（进阶篇）、（架构篇）清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、优快云博客专家、阿里云专家博主、51CTO专家博主、产品软文专业写手、技术文章评审老师、技术类问卷调查设计师、幕后大佬社区创始人、开源项目贡献者。

📘拥有多年一线研发和团队管理经验，研究过主流框架的底层源码(Spring、SpringBoot、SpringMVC、SpringCloud、Mybatis、Dubbo、Zookeeper)，消息中间件底层架构原理(RabbitMQ、RocketMQ、Kafka)、Redis缓存、MySQL关系型数据库、 ElasticSearch全文搜索、MongoDB非关系型数据库、Apache ShardingSphere分库分表读写分离、设计模式、领域驱动DDD、Kubernetes容器编排等。不定期分享高并发、高可用、高性能、微服务、分布式、海量数据、性能调优、云原生、项目管理、产品思维、技术选型、架构设计、求职面试、副业思维、个人成长等内容。

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一、并发编程知识体系

线程基础

并发编程在计算机科学中扮演着至关重要的角色，它允许系统在同一时间处理多个任务，从而显著提高资源利用率和系统响应速度。线程作为并发编程的基本执行单元，是程序执行流程的最小可管理单位。以下是线程基础的一些关键点：

• 线程生命周期：线程的生命周期包括创建（创建）、可运行（就绪）、运行、阻塞、等待、超时等待和终止（死亡）等状态。线程的创建通常通过Thread类或其子类实现，而线程的销毁则是通过调用stop()方法或自然结束其生命周期来完成。线程状态之间的转换是由线程调度器根据线程优先级和系统资源情况动态进行的。

• 线程优先级：线程优先级是线程调度器在多个可运行线程中选择执行线程时考虑的一个重要因素。线程优先级分为最高、高、正常、低和最低五个等级。操作系统会根据线程的优先级来决定其执行顺序，但最终决定权仍由线程调度器掌握。

• 守护线程：守护线程是一种特殊的线程，它始终在后台运行，为其他线程提供服务。当所有非守护线程结束时，程序将自动退出。在Java中，可以通过将线程设置为setDaemon(true)来将其转换为守护线程。

• 线程池：线程池是一种管理线程的机制，它允许应用程序重用一组线程，从而减少线程创建和销毁的开销。线程池的核心参数包括核心线程数、最大线程数、线程存活时间、工作队列容量等。拒绝策略则用于处理当线程池无法接纳新任务时的应对措施，常见的策略有：抛出异常、丢弃任务、丢弃旧任务并执行新任务等。

核心参数配置、拒绝策略、工作队列类型

线程池的核心参数配置是确保线程池高效运行的关键。以下是一些核心参数的详细解释：

• 核心线程数：线程池在运行过程中始终保持的线程数量，即使没有任务执行，这些线程也会一直存在。

• 最大线程数：线程池允许的最大线程数量，当任务数量超过核心线程数时，线程池会创建新的线程来处理任务。

• 存活时间：线程池中空闲线程的存活时间，超过这个时间后，空闲线程将被回收。

• 队列容量：工作队列的容量，用于存放等待执行的任务。

工作队列类型包括有界队列和无界队列，它们分别适用于不同的场景：

• 有界队列：有固定容量的队列，当队列满时，新任务会根据拒绝策略进行处理。

• 无界队列：没有固定容量的队列，可以存放任意数量的任务。

同步机制

同步机制是确保多个线程正确访问共享资源的关键。以下是一些常见的同步机制：

• 悲观锁/乐观锁：悲观锁假设冲突一定会发生，因此在访问共享资源前先加锁。乐观锁则假设冲突很少发生，因此在访问共享资源时使用版本号或时间戳来检测冲突。

• 读写锁：读写锁允许多个线程同时读取资源，但只有一个线程可以写入资源。

• 条件变量：条件变量允许线程在某个条件不满足时挂起，直到其他线程改变条件。

并发集合

Java并发集合提供了一种线程安全的集合实现，以下是一些常见的并发集合：

• ConcurrentHashMap：线程安全的哈希表，支持高并发操作。

• CopyOnWrite容器：当容器发生变化时，复制一个新的容器，避免对已有容器的修改影响其他线程。

• BlockingQueue：线程安全的队列，支持阻塞操作。

并发工具类

以下是一些常用的并发工具类：

• Phaser：用于管理多个线程的执行顺序。

• Exchanger：用于在线程间交换数据。

• FutureTask：用于异步执行任务，并获取执行结果。

非阻塞算法

非阻塞算法是避免使用锁的一种方法，以下是一些常见的非阻塞算法：

• CAS原理：Compare-And-Swap，比较并交换，是一种原子操作。

• Atomic类：Java提供的原子类，如AtomicInteger，可以保证操作的无锁性。

• 无锁队列：使用CAS操作实现的线程安全队列。

并发框架

以下是一些常用的并发框架：

• Netty：一个基于NIO的异步事件驱动的网络应用框架。

• Akka：一个基于Actor模型的并发框架，支持高并发和分布式计算。

• Disruptor：一个高性能的环形缓冲区实现，用于处理高并发场景。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis是一个基于Java的持久层框架，它允许开发者将SQL语句与Java代码分离。以下是SQL映射的一些关键点：

• 注解映射：使用注解来定义SQL映射，简化配置。

• 结果集映射：定义如何将数据库结果集映射到Java对象。

• 关联查询：处理一对多、多对多等复杂关联关系。

• 动态SQL：根据条件动态生成SQL语句。

OGNL表达式、分支语句、批量操作

MyBatis支持OGNL表达式来处理复杂的数据访问逻辑。以下是一些高级功能：

• OGNL表达式：OGNL是一种表达式语言，用于访问对象的属性、执行方法、调用函数等。

• 分支语句：根据条件执行不同的SQL语句。

• 批量操作：同时执行多个SQL语句，提高性能。

缓存机制

MyBatis提供了两种缓存机制：

• 一级缓存：本地缓存，存储在SQLSession内部。

• 二级缓存：全局缓存，可以跨SQLSession使用。

自定义缓存、代理模式

MyBatis支持自定义缓存和代理模式，允许开发者扩展框架的功能。

MapperProxy、插件、动态代理

以下是一些MyBatis内部使用的机制：

• MapperProxy：MyBatis内部使用的代理模式，用于拦截Mapper接口的方法调用。

• 插件：MyBatis插件可以拦截SQL执行过程中的各个阶段，如查询、更新等。

• 动态代理：MyBatis使用动态代理技术来生成代理对象。

SqlSession生命周期、执行器类型

以下是一些MyBatis的关键概念：

• SqlSession生命周期：SqlSession是MyBatis的会话接口，它管理着事务、缓存等。

• 执行器类型：MyBatis提供了多种执行器类型，如简单执行器、批量执行器等。

延迟加载、扩展机制

MyBatis支持延迟加载，即按需加载关联对象。以下是一些扩展机制：

• 延迟加载：按需加载关联对象，提高性能。

• 扩展机制：允许开发者自定义类型处理器、拦截器链和方言支持。

知识点串联与举一反三

在并发编程中，线程池是处理并发任务的关键组件，而MyBatis的SqlSession可以看作是线程池中的一个任务。线程池的配置和拒绝策略会影响SqlSession的性能。例如，如果线程池的核心线程数和最大线程数设置不当，可能会导致SqlSession的创建和销毁过于频繁，从而影响应用程序的性能。

在MyBatis中，动态SQL可以根据条件生成不同的SQL语句，这与并发编程中的乐观锁思想相似。乐观锁假设冲突很少发生，因此不需要在每次操作前加锁，而是通过版本号或时间戳来检测冲突。

通过理解并发编程和MyBatis的知识体系，开发者可以更好地设计高性能和高可用的应用程序。例如，使用线程池和缓存机制可以提高应用程序的响应速度和资源利用率。同时，利用动态SQL和乐观锁可以简化数据访问逻辑，并提高数据的一致性。

总结来说，并发编程和MyBatis是现代软件开发中不可或缺的知识点。通过深入理解这些知识点，并能够将它们灵活运用到实际项目中，可以帮助开发者构建高效、可靠和可扩展的应用程序。

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