并发编程与MyBatis深度解析

📕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。

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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并发编程知识体系

线程基础

并发编程是现代软件开发的核心技术之一,它通过在程序中并行执行多个任务来提高效率。线程作为并发编程的基本单元,是程序执行任务的最小单位。以下是线程生命周期的详细解析:

  • 新建(New):线程对象创建后,进入新建状态。此时线程尚未启动,也没有分配系统资源。
  • 就绪(Runnable):线程被创建后,进入就绪状态。线程就绪意味着它已经准备好了,等待被调度器选中并分配CPU时间。
  • 运行(Running):就绪状态的线程被调度器选中并分配CPU时间后,进入运行状态。此时线程正在执行任务。
  • 阻塞(Blocked):线程在执行过程中,可能会因为等待某个资源(如互斥锁)而进入阻塞状态。在这种情况下,线程将暂时停止执行。
  • 终止(Terminated):线程完成任务或被强制终止后,进入终止状态。终止的线程将释放其所占用的资源。
线程优先级

线程优先级决定了线程在调度器中的优先级顺序。在Java中,线程优先级分为1到10,优先级高的线程更有可能获得CPU时间。然而,线程的优先级只是一个建议,实际执行时,调度器会根据系统负载和线程状态等因素综合考虑。

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,程序将退出。守护线程通常用于执行后台任务,例如垃圾回收器。

线程池

线程池是一组线程的集合,用于管理线程的生命周期。使用线程池可以减少线程创建和销毁的开销,提高程序性能。以下是线程池的核心参数配置:

  • 核心线程数:线程池维护的基本线程数量,即使没有任务提交时,这些线程也处于空闲状态。
  • 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,线程池将创建新线程来处理任务。
  • 队列容量:任务队列的最大容量,超过此容量将拒绝新任务。
  • 活跃时间:线程空闲的时间,超过这个时间,线程将被回收。

线程池的拒绝策略包括:

  • AbortPolicy:抛出RejectedExecutionException异常。
  • CallerRunsPolicy:调用者运行策略,当前线程会尝试执行该任务。
  • DiscardPolicy:丢弃任务,不抛出异常。
  • DiscardOldestPolicy:丢弃队列中最早的任务,并尝试执行当前任务。

工作队列类型包括:

  • 队列:先进先出(FIFO)。
  • 链表:适合小规模任务。
  • 队列链表:结合了队列和链表的优点。
同步机制

同步机制用于控制对共享资源的访问,防止数据不一致。以下是几种常见的同步机制:

  • 悲观锁/乐观锁
    • 悲观锁:假设在操作过程中数据会被修改,因此在操作开始前加锁,直到操作完成。
    • 乐观锁:假设在操作过程中数据不会被修改,因此在操作开始前不加锁,而是在操作完成时检查数据是否被修改。
  • 读写锁
    • 读写锁:允许多个读线程同时访问资源,但只允许一个写线程访问资源。
  • 条件变量
    • 条件变量:用于线程间的同步,线程可以等待某个条件成立。
并发集合

并发集合是专门为并发环境设计的集合类,例如ConcurrentHashMap。以下是ConcurrentHashMap的实现细节:

  • 分段锁(Segment Lock):ConcurrentHashMap使用分段锁技术,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,从而提高并发性能。
并发工具类
  • Phaser:Phaser是一个线程同步工具,允许线程在某个阶段等待其他线程。
  • Exchanger:Exchanger允许两个线程交换数据。
  • FutureTask:FutureTask是一个可以表示异步计算结果的Future对象。
非阻塞算法
  • CAS原理:CAS(Compare-And-Swap)是一种非阻塞算法,用于实现无锁编程。
  • Atomic类:Atomic类提供了原子操作,如AtomicInteger、AtomicLong等。
  • 无锁队列:无锁队列是一种不需要锁的队列实现,通过CAS操作实现线程安全。

并发框架

Netty线程模型

Netty是一个高性能的NIO客户端服务器框架,其线程模型采用主从多线程模型。主线程负责接受客户端连接,从线程负责处理客户端请求。

Akka Actor模型

Akka是一个基于Actor模型的高性能并发框架,它允许构建无锁、无线程池、可伸缩的并发应用程序。Actor模型的核心是消息传递,每个Actor都是独立的,并且只有通过消息进行通信。

Disruptor环形缓冲区

Disruptor是一个高性能的并发队列实现,它使用环形缓冲区和序列化机制来提高性能。Disruptor通过保证生产者和消费者之间的顺序一致性,避免了数据竞争和线程同步的开销。

MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过XML或注解的方式将Java对象与SQL语句进行映射。以下是SQL映射的详细解析:

  • 注解映射:MyBatis提供了多种注解,如@Select、@Insert、@Update、@Delete等,用于定义SQL语句。
  • 结果集映射:MyBatis将SQL查询结果映射到Java对象。
  • 关联查询:MyBatis支持多表关联查询,通过@One、@Many注解实现。
  • 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(Object-Graph Navigation Language)用于在MyBatis中访问对象的属性。
  • 分支语句:MyBatis支持分支语句,可以根据条件执行不同的SQL语句。
  • 批量操作:MyBatis支持批量操作,可以一次性执行多条SQL语句。
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:SqlSession级别的缓存,当SqlSession关闭时,一级缓存会失效。
  • 二级缓存:全局缓存,可以在多个SqlSession之间共享。
MapperProxy插件拦截

MyBatis使用动态代理技术实现Mapper接口的方法调用,并通过插件拦截机制进行扩展:

  • MapperProxy:MapperProxy是MyBatis的动态代理实现,用于拦截Mapper接口的方法调用。
  • 插件拦截:MyBatis支持插件拦截,可以在执行SQL语句前后进行操作。
SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的会话,用于执行SQL语句。以下是SqlSession生命周期的详细解析:

  • 创建:通过SqlSessionFactory创建SqlSession。
  • 使用:执行SQL语句。
  • 关闭:释放资源,关闭SqlSession。
执行器类型

MyBatis的执行器负责执行SQL语句,包括SimpleExecutor和ReuseExecutor:

  • 执行器:SimpleExecutor和ReuseExecutor分别对应不同的执行策略。
  • 类型处理器:类型处理器用于处理Java类型和数据库类型之间的转换。
拦截器链

MyBatis的拦截器可以拦截SQL语句的执行过程,拦截器链支持多个拦截器串联:

  • 拦截器:MyBatis的拦截器可以拦截SQL语句的执行过程。
  • 拦截器链:MyBatis支持拦截器链,多个拦截器可以串联起来。
方言支持

MyBatis支持多种数据库方言,如MySQL、Oracle、SQL Server等。以下是方言支持的详细解析:

  • MySQL:MyBatis提供了针对MySQL数据库的方言支持。
  • Oracle:MyBatis提供了针对Oracle数据库的方言支持。
  • SQL Server:MyBatis提供了针对SQL Server数据库的方言支持。

总结

并发编程和MyBatis是现代软件开发中不可或缺的技术。通过深入理解并发编程和MyBatis的原理和实现细节,可以有效地提高程序的性能和稳定性,简化数据库操作,提高开发效率。在实际应用中,我们可以根据具体需求选择合适的并发编程技术和MyBatis功能,以达到最佳的开发效果。

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内容概要:本文详细介绍了名为MoSca的系统,该系统旨在从单目随意拍摄的视频中重建和合成动态场景的新视角。MoSca通过4D Motion Scaffolds(运动支架)将视频数据转化为紧凑平滑编码的Motion Scaffold表示,并将场景几何和外观变形场解耦,通过高斯融合进行优化。系统还解决了相机焦距和姿态的问题,无需额外的姿态估计工具。文章不仅提供了系统的理论背景,还给出了基于PyTorch的简化实现代码,涵盖MotionScaffold、GaussianFusion、MoScaSystem等核心组件。此外,文中深入探讨了ARAP变形模型、2D先验到3D的提升、动态高斯表示、相机参数估计等关键技术,并提出了完整的训练流程和性能优化技巧。 适用人群:具备一定计算机视觉和深度学习基础的研究人员和工程师,特别是对动态场景重建和新视角合成感兴趣的从业者。 使用场景及目标:①从单目视频中重建动态场景的新视角;②研究和实现基于4D Motion Scaffolds的动态场景表示方法;③探索如何利用预训练视觉模型的先验知识提升3D重建质量;④开发高效的动态场景渲染和优化算法。 其他说明:本文提供了详细的代码实现,包括简化版和深入扩展的技术细节。阅读者可以通过代码实践加深对MoSca系统的理解,并根据具体应用场景调整和扩展各个模块。此外,文中还强调了物理启发的正则化项和多模态先验融合的重要性,帮助实现更合理的变形和更高质量的渲染效果。
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