并发编程与MyBatis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。

Java程序员廖志伟

🌾阅读前,快速浏览目录和章节概览可帮助了解文章结构、内容和作者的重点。了解自己希望从中获得什么样的知识或经验是非常重要的。建议在阅读时做笔记、思考问题、自我提问,以加深理解和吸收知识。阅读结束后,反思和总结所学内容,并尝试应用到现实中,有助于深化理解和应用知识。与朋友或同事分享所读内容,讨论细节并获得反馈,也有助于加深对知识的理解和吸收。💡在这个美好的时刻,笔者不再啰嗦废话,现在毫不拖延地进入文章所要讨论的主题。接下来,我将为大家呈现正文内容。

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一、并发编程知识体系

  1. 线程基础

线程的实现机制在不同的操作系统中有所不同。在Unix-like系统中,线程通常是通过轻量级进程(LWP)来实现的,而Windows系统中则是通过线程来直接映射到内核级别的线程。线程的独立性体现在它拥有独立的栈空间,用于存储局部变量和函数调用信息。栈空间的大小通常在创建线程时指定,不同的线程拥有不同的程序计数器,指示当前执行的指令。

线程的并行性依赖于操作系统的调度算法。操作系统负责分配CPU时间给不同的线程,使得多个线程能够在同一时间内执行。线程的共享性则要求操作系统提供同步机制,以避免数据竞争和条件竞争。

  1. 线程生命周期

线程的生命周期管理是并发编程中的关键。线程的状态转换通常由操作系统和线程自身的行为共同决定。例如,线程在执行过程中可能会因为等待I/O操作而阻塞,从而从运行状态变为阻塞状态。

  1. 线程优先级

线程优先级在Java中是通过整数表示的,优先级高的线程有更高的机会获得CPU执行时间。Java线程的优先级分为10个等级,其中MAX_PRIORITY和MIN_PRIORITY分别对应最高和最低优先级。但是,优先级调度策略并不总是能保证高优先级线程获得更多的执行时间,因为操作系统可能根据实际情况进行调整。

  1. 守护线程

守护线程通常用于后台服务,如网络服务和垃圾回收。在Java中,可以通过调用setDaemon(true)方法将线程设置为守护线程。当主线程结束时,即使守护线程仍在执行,Java虚拟机也会优雅地终止所有守护线程。

  1. 线程池

线程池通过预先创建一定数量的线程来管理线程资源。这些线程可以重复使用,从而减少线程创建和销毁的开销。线程池的配置参数,如核心线程数和最大线程数,需要根据实际的应用场景和资源限制来设定。队列类型的选择也会影响线程池的性能,例如,LinkedBlockingQueue提供了无界的队列,而ArrayBlockingQueue则提供了有界的队列。

  1. 同步机制

同步机制是保证线程安全的关键。悲观锁和乐观锁是两种常见的同步策略。悲观锁假设并发访问会导致冲突,因此在操作共享资源前必须获取锁。乐观锁则假设冲突不常见,通过版本号或时间戳来检测冲突。

  1. 并发集合

并发集合如ConcurrentHashMap提供了线程安全的操作,其内部通常采用分段锁技术来提高并发性能。CopyOnWrite容器在写操作时复制整个容器,避免了并发冲突,但其写操作的开销较大。

  1. 并发工具类

并发工具类如Phaser可以用于协调多个线程的执行。Phaser提供了一种机制,允许线程在执行特定任务之前等待其他线程完成。Exchanger允许两个线程交换数据,这在需要线程间通信的场景中非常有用。

  1. 非阻塞算法

非阻塞算法如CAS(Compare-And-Swap)可以提供无锁的线程安全操作。Atomic类提供了各种原子操作,这些操作保证了在多线程环境下的原子性。

  1. 并发框架

并发框架如Netty和Akka提供了更高级别的抽象,使得并发编程更加容易。Netty基于NIO,提供了异步、事件驱动的网络编程模型。Akka基于Actor模型,通过Actor之间的消息传递来实现并发和分布式系统的构建。

二、MyBatis知识体系

  1. SQL映射

MyBatis通过XML或注解的方式定义SQL映射,将Java对象与数据库表进行映射。注解映射提供了简洁的语法,而XML映射则提供了更多的灵活性。

  1. 动态SQL

MyBatis的动态SQL允许根据不同的条件动态构建SQL语句。OGNL表达式可以用于在运行时动态生成SQL片段。

  1. 缓存机制

MyBatis的缓存机制分为一级缓存和二级缓存。一级缓存是会话级别的,二级缓存是全局级别的。自定义缓存可以通过实现Cache接口来实现。

  1. 代理模式

MyBatis使用代理模式来实现Mapper接口,通过动态代理技术生成Mapper接口的代理实例。

  1. MapperProxy

MapperProxy是MyBatis实现代理模式的关键类,它负责拦截对Mapper接口的调用,并将调用委托给SqlSession。

  1. 动态代理执行流程

MyBatis的动态代理执行流程包括创建代理实例、查找缓存、执行SQL语句、更新缓存等步骤。

  1. SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心接口,它负责管理数据库连接和事务。SqlSession的生命周期包括创建、使用和关闭三个阶段。

  1. 执行器类型

MyBatis提供了SimpleExecutor、ReuseExecutor和BatchExecutor三种执行器类型,每种类型都有其适用的场景。

  1. 延迟加载

MyBatis支持延迟加载,通过懒加载关联对象来提高性能。

  1. 扩展机制

MyBatis的扩展机制包括类型处理器、拦截器链和方言支持,这些机制使得MyBatis更加灵活和可扩展。

总结:

并发编程和MyBatis是Java开发中不可或缺的技术。通过深入理解并发编程的原理和MyBatis的工作机制,开发者可以构建高效、稳定的系统。在实际开发中,应根据具体需求选择合适的技术方案,以达到最佳的性能和可维护性。

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