并发编程与MyBatis深度解析

原创于 2025-07-06 12:39:59 发布 · 783 阅读

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#Concurrency # Java # Multithreading

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📘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

并发编程，作为计算机科学中的一个核心领域，旨在解决如何在多核处理器上并行执行任务，以及在多处理器系统中高效分配和利用资源的问题。以下是对并发编程知识体系的详细补充说明，以专业且通俗易懂的方式阐述。

线程基础

线程是程序中执行任务的基本单位。在Java中，线程的生命周期由Java虚拟机（JVM）管理，其核心实现依赖于操作系统提供的线程机制。

线程生命周期：线程的生命周期包括新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）、等待（Waiting）、超时等待（Timed Waiting）和终止（Terminated）七个状态。线程状态之间的转换通常由线程的行为和外部事件触发。
- 创建线程：通过继承Thread类或实现Runnable接口创建线程。
- 启动线程：调用start()方法启动线程，进入就绪状态。
- 运行状态：线程被调度器选中，执行其run()方法。
- 阻塞状态：线程因为某些原因（如I/O操作、等待锁等）无法继续执行。
- 等待状态：线程调用sleep()方法或等待某个对象的通知。
线程优先级：Java中的线程优先级分为10个等级，优先级高的线程有更高的CPU执行机会。线程优先级是建议性的，JVM可以忽略。
守护线程：守护线程是服务于其他线程的线程，当所有非守护线程结束时，守护线程也会自动结束。在Java中，守护线程可以通过设置isDaemon()方法来设置。
线程池：线程池是管理一组线程的机制，可以有效减少线程创建和销毁的开销，提高应用程序的响应速度。
- 核心参数配置：核心线程数、最大线程数、存活时间、队列类型等参数影响线程池的性能和稳定性。
- 拒绝策略：当线程池达到最大线程数时，拒绝策略决定如何处理新任务的提交，例如CallerRunsPolicy、AbortPolicy等。
- 工作队列类型：工作队列包括阻塞队列和非阻塞队列，影响线程池的线程使用率和响应时间。
同步机制：
- 悲观锁/乐观锁：悲观锁和乐观锁是解决并发冲突的两种策略。悲观锁假设并发冲突一定会发生，因此总是先加锁；乐观锁则假设并发冲突很少发生，只在更新数据时检查冲突。
- 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，适用于读多写少的场景。
- 条件变量：条件变量用于线程间的同步，使得线程可以在某个条件满足时继续执行。
并发集合：
- ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap通过分段锁（Segment）来提高并发性能，每个段都有自己的锁，减少锁竞争。
- CopyOnWrite容器：CopyOnWrite容器在写操作时复制整个底层数据结构，适用于读多写少的场景。
BlockingQueue：BlockingQueue是线程安全的队列，支持生产者和消费者模式，可以有效地协调线程之间的数据传递。
并发工具类：
- Phaser：Phaser用于控制多个线程的执行顺序，类似于信号量。
- Exchanger：Exchanger用于在线程间交换数据，适用于需要同步交换数据的场景。
- FutureTask：FutureTask用于异步计算，返回计算结果。
非阻塞算法：
- CAS原理：比较并交换（Compare-And-Swap）是原子操作的基础，用于实现无锁编程。
- Atomic类：Atomic类提供原子操作的工具类，例如AtomicInteger、AtomicLong等。
- 无锁队列：无锁队列基于CAS原理实现，提供高效的并发访问。
并发框架：
- Netty线程模型：Netty采用主从多线程模型，可以有效地处理高并发连接。
- Akka Actor模型：Akka Actor模型基于消息传递的并发模型，适用于构建高并发、高可用分布式系统。
- Disruptor环形缓冲区：Disruptor环形缓冲区用于实现高性能的并发队列，适用于高并发场景。

二、MyBatis知识体系

MyBatis是一个优秀的持久层框架，它简化了JDBC代码，提高了开发效率。以下是对MyBatis知识体系的详细补充说明。

SQL映射

注解映射：MyBatis使用注解来映射SQL语句和结果集，简化了XML配置。
结果集映射：MyBatis将SQL查询结果映射到Java对象，通过XML配置或注解实现。
关联查询：MyBatis支持嵌套查询和关联加载，处理多表关联查询。
动态SQL：MyBatis使用OGNL表达式或分支语句来实现动态SQL，根据条件动态构建SQL语句。
批量操作：MyBatis支持批量插入、更新和删除操作，提高数据库操作效率。

缓存机制

缓存机制：MyBatis提供了一级缓存和二级缓存。
一级缓存：SqlSession级别的缓存，默认开启，存储最近执行过的查询结果。
二级缓存：Mapper级别的缓存，需要手动开启，可以跨SqlSession共享数据。
自定义缓存：可以通过实现Cache接口来自定义缓存，满足特定需求。
代理模式：MyBatis使用代理模式来管理缓存，提高性能。

执行流程

MapperProxy：MyBatis使用代理模式来拦截接口方法，执行相应的SQL语句。
插件拦截：MyBatis支持插件拦截，可以在执行SQL语句前后进行自定义操作。
动态代理执行流程：通过动态代理技术，将接口方法调用转换为对应的SQL执行。

SqlSession生命周期

SqlSession：SqlSession是MyBatis的核心对象，用于执行数据库操作。
生命周期：SqlSession从创建到销毁经历多个阶段，包括开启、使用和关闭。

执行器类型

执行器：MyBatis提供多种执行器，包括SimpleExecutor、BatchExecutor、ReuseExecutor和BatchExecutor。
延迟加载：MyBatis支持延迟加载，可以提高性能。

扩展机制

类型处理器：MyBatis提供类型处理器来处理Java类型和数据库类型之间的转换。
拦截器链：MyBatis支持拦截器链，可以在执行SQL语句前后进行拦截。
方言支持：MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等。

通过以上对并发编程和MyBatis知识体系的详细补充说明，我们可以看到这两个领域之间存在着紧密的联系。并发编程是MyBatis高效执行的基础，而MyBatis则展示了并发编程在实际应用中的价值。理解和掌握这些知识，对于开发高性能、可扩展的应用程序至关重要。

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