并发编程与MyBatis核心解析

📕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

在并发编程中，线程是程序执行的最小单位，它允许程序同时执行多个任务。线程的创建和管理是并发编程的核心内容。

线程创建：在Java中，线程可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建。通过继承Thread类，可以重写run()方法来定义线程的执行逻辑；通过实现Runnable接口，可以将线程逻辑封装在一个单独的类中，提高代码的可重用性。

线程调度：线程调度是操作系统分配CPU时间给线程的过程。Java虚拟机（JVM）使用线程调度器来管理线程的执行。线程调度器根据线程的优先级、状态和CPU的可用性等因素来决定哪个线程应该运行。

线程同步：线程同步是确保多个线程在访问共享资源时不会相互干扰的技术。Java提供了多种同步机制，包括synchronized关键字、Lock接口及其实现类、原子变量类等。

线程通信：线程通信是线程之间交换信息的方式。Java提供了wait/notify/notifyAll方法来实现线程间的通信，以及使用Condition接口提供更灵活的线程间协作。

线程生命周期：线程从创建到销毁经历多个状态，包括新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）、等待（Waiting）、超时等待（Timed Waiting）和终止（Terminated）。

线程优先级：线程优先级决定了线程在CPU调度时的优先程度。Java线程优先级分为1到10共十个等级，优先级高的线程更有可能被CPU调度。

守护线程：守护线程是一种特殊的线程，它不会阻塞主线程的执行。当所有的非守护线程结束时，守护线程也会自动结束。

线程池：线程池是一种管理线程的机制，它可以提高程序的执行效率。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、工作队列类型和拒绝策略等。

同步机制

悲观锁/乐观锁：悲观锁和乐观锁是两种处理并发冲突的策略。悲观锁假设并发冲突很常见，因此在访问共享资源前先加锁；乐观锁则假设并发冲突不常见，通过版本号等机制来保证数据的一致性。

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。这种锁机制可以提高并发性能，尤其是在读操作远多于写操作的场景中。

条件变量：条件变量是一种线程间通信的机制，它允许线程在满足特定条件时被唤醒。条件变量通常与Lock接口一起使用。

并发集合

并发集合是指支持并发操作的集合类，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。这些集合类通过内部机制保证在并发环境下线程安全。

ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap基于分段锁的机制，将数据分为多个段，每个段有自己的锁。这样，多个线程可以同时访问不同的段，提高并发性能。

CopyOnWrite容器：CopyOnWrite容器在写操作时复制整个底层数组，适用于读多写少的场景。

并发工具类

Phaser：Phaser是一个线程协调工具，类似于CyclicBarrier。它允许一组线程在达到某个共同点时同步。

Exchanger：Exchanger允许两个线程交换数据，适用于需要交换数据的场景。

FutureTask：FutureTask是一个可以异步执行任务并获取结果的类。它可以与ExecutorService结合使用，实现任务的异步执行。

非阻塞算法

CAS原理：Compare-And-Swap（比较并交换）是一种无锁算法，通过原子操作来更新变量的值。

Atomic类：Java提供了Atomic类，如AtomicInteger、AtomicLong等，用于实现原子操作。

无锁队列：基于CAS原理实现的无锁队列，如ConcurrentLinkedQueue，可以高效地处理并发访问。

并发框架

Netty线程模型：Netty采用主从多线程模型，一个Boss线程负责处理连接，多个Worker线程负责处理读写操作。

Akka Actor模型：Akka采用Actor模型，每个Actor都是一个轻量级的线程，可以独立运行。

Disruptor环形缓冲区：Disruptor采用环形缓冲区，通过CAS原理实现线程间的协作。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过XML或注解的方式将SQL语句与Java代码分离，降低了代码的耦合度。

注解映射：MyBatis支持使用注解来指定SQL映射关系，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等。

结果集映射：MyBatis可以将数据库查询结果映射到Java实体类，通过ResultMap来实现。

关联查询：MyBatis支持嵌套查询和关联映射来实现多表查询。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，可以根据条件动态生成SQL语句。

OGNL表达式：OGNL表达式用于在动态SQL中获取参数值，支持对复杂对象的访问。

分支语句：MyBatis支持使用if-then-else语句来实现动态SQL中的条件判断。

批量操作：MyBatis提供了批量操作功能，可以同时执行多个插入、更新和删除操作。

缓存机制

MyBatis提供了一级缓存和二级缓存机制，用于提高查询效率。

一级缓存：一级缓存是SqlSession级别的缓存，当SqlSession关闭时，缓存失效。

二级缓存：二级缓存是Mapper级别的缓存，可以在多个SqlSession之间共享。

自定义缓存

MyBatis支持自定义缓存，通过实现Cache接口来实现。

代理模式

MyBatis使用代理模式来实现Mapper接口的动态代理，使得Mapper接口在运行时被动态生成。

MapperProxy：MapperProxy是MyBatis中用于实现Mapper接口动态代理的类。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis中用于操作数据库的会话，其生命周期包括创建、使用和关闭三个阶段。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、BatchExecutor、ReuseExecutor等，用于优化SQL执行。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，即在需要使用数据时才进行加载。

扩展机制

MyBatis提供了一系列扩展机制，如类型处理器、拦截器链、方言支持等，以适应不同的需求。

类型处理器

类型处理器用于将数据库中的数据类型转换为Java中的数据类型。

拦截器链

拦截器链允许在执行SQL前或执行SQL后进行拦截，用于实现自定义功能。

方言支持

MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle、SQL Server等。

总结

本文详细介绍了并发编程和MyBatis的相关知识点，包括线程基础、线程池、同步机制、并发集合、并发工具类、非阻塞算法、并发框架、SQL映射、动态SQL、缓存机制、自定义缓存、代理模式、SqlSession生命周期、执行器类型、延迟加载、扩展机制等。通过深入理解这些技术，读者可以更好地掌握并发编程和MyBatis的原理和应用，为实际项目开发提供有力支持。

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