并发编程精髓

📕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

线程是并发编程中的核心执行单元，它允许程序在多个任务之间切换执行，从而提高程序的执行效率。以下是线程基础中几个关键点的详细技术实现细节：

1. 线程生命周期：线程的生命周期包括创建、就绪、运行、阻塞、等待、超时、终止等状态。这些状态转换由操作系统的线程调度器负责管理。线程创建后进入就绪状态，等待CPU资源的分配；获得CPU资源后进入运行状态；在执行过程中可能因为I/O操作或其他原因进入阻塞状态；当条件满足时，线程可能从阻塞或等待状态转变为就绪状态；当线程任务完成后进入终止状态。

2. 线程优先级：线程优先级是操作系统用于调度线程的一个参数，它决定了线程在等待CPU资源时的优先级。线程优先级通常分为几个级别，如最高、高、中、低、最低。操作系统根据线程优先级和线程调度算法来决定哪个线程获得CPU资源。

3. 守护线程：守护线程是一种特殊类型的线程，它服务于其他线程。守护线程的结束不会影响主线程的执行。在Java中，可以使用Thread.setDaemon(true)将线程设置为守护线程。

4. 线程池：线程池是管理一组线程的容器，它可以提高应用程序的性能，降低系统开销。线程池通过重用已有的线程来减少线程创建和销毁的开销。线程池的核心参数配置包括核心线程数、最大线程数、线程存活时间、工作队列容量等。线程池的拒绝策略和不同类型的工作队列（如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等）也会影响线程池的性能。

核心参数配置、拒绝策略、工作队列类型

1. 核心参数配置：线程池的核心参数配置决定了线程池的行为。核心线程数是指线程池中最小的工作线程数，最大线程数是指线程池中允许的最大线程数。线程存活时间是指线程池中空闲线程的最大存活时间。工作队列容量是指线程池中等待执行的任务队列的最大容量。

2. 拒绝策略：当线程池达到最大线程数时，拒绝策略决定了如何处理新提交的任务。常见的拒绝策略包括：抛出异常、丢弃任务、丢弃任务并抛出异常、调用拒绝处理方法。

3. 工作队列类型：工作队列是线程池中存储待执行任务的队列。常见的工作队列类型包括LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、SynchronousQueue等。不同类型的工作队列具有不同的特点，如LinkedBlockingQueue是无界队列，ArrayBlockingQueue是有界队列，SynchronousQueue是同步队列。

同步机制

1. 悲观锁/乐观锁：悲观锁假设并发访问会导致数据冲突，因此在操作数据前先加锁；乐观锁假设并发访问不会导致数据冲突，因此在操作数据时检查数据是否被修改。悲观锁通常使用synchronized关键字或ReentrantLock实现，乐观锁可以使用CAS（Compare-And-Swap）操作实现。

2. 读写锁：读写锁允许多个线程同时读取数据，但只允许一个线程写入数据。读写锁可以提高读操作的性能，适用于读多写少的场景。读写锁可以使用读写锁实现，如ReentrantReadWriteLock。

3. 条件变量：条件变量是线程间通信的一种机制，可以阻塞线程等待某个条件成立，也可以唤醒等待线程。条件变量通常与对象锁一起使用，如ReentrantLock中的Condition接口。

并发集合

1. ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap是线程安全的HashMap，支持高并发访问。它通过分段锁（Segment Locking）技术实现线程安全，将数据分为多个段，每个段有自己的锁，从而提高并发性能。

2. CopyOnWrite容器：CopyOnWrite容器在写操作时复制整个容器，读操作时直接返回副本，适用于读多写少的场景。它使用乐观锁机制，通过原子操作实现线程安全。

3. BlockingQueue：BlockingQueue是线程安全的队列，支持生产者消费者模式。它可以使用数组、链表等数据结构实现，并提供了多种阻塞操作，如put、take、offer、poll等。

并发工具类

1. Phaser：Phaser用于协调多个线程的执行，支持线程间的同步和协作。它类似于CyclicBarrier，但提供了更多的灵活性，如线程可以动态加入或退出。

2. Exchanger：Exchanger用于交换两个线程的数据。它可以将两个线程中的数据交换，适用于需要数据交换的场景。

3. FutureTask：FutureTask代表异步计算的结果，可以用于获取计算结果或取消计算。它通常与线程池一起使用，实现异步计算。

非阻塞算法

1. CAS原理：CAS（Compare-And-Swap）是一种无锁算法，用于实现线程安全。它通过原子操作来比较和交换内存中的数据。

2. Atomic类：Atomic类提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。它们使用CAS操作实现线程安全。

3. 无锁队列：无锁队列基于CAS原理实现，可以提供线程安全的队列操作，如put、take、offer、poll等。

并发框架

1. Netty线程模型：Netty采用主从多线程模型，主线程负责处理连接，从线程负责读写操作。这种模型可以提高网络应用的性能和可伸缩性。

2. Akka Actor模型：Akka基于Actor模型实现，它将每个线程封装成一个Actor，通过消息传递进行通信。Actor模型可以提高并发应用的性能和可伸缩性。

3. Disruptor环形缓冲区：Disruptor基于环形缓冲区实现，它提供了一种高性能、低延迟的并发框架。它适用于高并发场景，如金融交易、实时数据处理等。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

1. 注解映射：MyBatis使用注解方式指定SQL映射关系，提高开发效率。例如，可以使用@Select、@Insert、@Update、@Delete等注解来定义SQL映射。

2. 结果集映射：MyBatis将数据库查询结果映射到Java对象，支持自定义映射关系。例如，可以使用@Result注解来定义映射关系。

3. 关联查询：MyBatis支持多表查询，将关联表的数据映射到Java对象中。例如，可以使用@ManyToMany、@OneToMany、@ManyToOne、@OneToOne等注解来定义关联关系。

动态SQL

1. OGNL表达式：MyBatis使用OGNL表达式动态构建SQL语句。OGNL表达式是一种强大的表达式语言，可以用于访问对象属性、执行运算等。

2. 分支语句：MyBatis支持根据条件动态构建SQL语句的不同分支。例如，可以使用<if>、<choose>、<when>、<otherwise>等标签来构建条件分支。

3. 批量操作：MyBatis支持批量插入、更新、删除等操作。例如，可以使用<foreach>标签来循环遍历集合，构建批量操作SQL语句。

缓存机制

1. 一级缓存：MyBatis内部缓存，用于缓存查询结果。它使用HashMap存储数据，并提供读写操作。

2. 二级缓存：MyBatis支持自定义缓存，提高查询效率。它使用不同的缓存实现，如Ehcache、Redis等。

3. 自定义缓存：MyBatis允许使用自定义缓存实现复杂的缓存策略。例如，可以实现一个缓存接口，并提供缓存数据的加载、更新、删除等方法。

代理模式

1. MapperProxy：MyBatis内部代理，用于拦截Mapper接口的执行。它使用Java动态代理技术，实现Mapper接口的代理。

2. 插件拦截：MyBatis支持插件拦截，用于拦截MyBatis的执行过程，实现自定义功能。例如，可以实现一个插件接口，并在插件中实现拦截逻辑。

动态代理执行流程

1. SqlSession生命周期：SqlSession负责执行SQL语句，管理事务等。它使用代理模式实现，并提供了一系列API来操作数据库。

2. 执行器类型：MyBatis提供多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor等。执行器类型决定了SQL语句的执行方式和事务管理方式。

3. 延迟加载：MyBatis支持延迟加载关联表数据，提高查询效率。延迟加载使用懒加载机制，在需要时才加载关联数据。

扩展机制

1. 类型处理器：MyBatis提供类型处理器，用于处理Java类型与数据库类型之间的转换。例如，可以使用类型处理器将Java的Date类型转换为数据库的TIMESTAMP类型。

2. 拦截器链：MyBatis支持自定义拦截器，拦截MyBatis的执行过程。拦截器链可以用于实现自定义功能，如日志记录、SQL语句优化等。

3. 方言支持：MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等。方言支持允许使用不同的SQL语法和函数，以适应不同的数据库。

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