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，它允许程序在单个进程中同时执行多个任务。线程的创建通常涉及操作系统提供的线程API，如Java中的Thread类。线程的调度则由操作系统的线程调度器负责，它根据线程的优先级、状态和其他调度策略来决定哪个线程应该执行。

线程生命周期

线程的生命周期包括以下几个状态：

• 新建（New）：线程对象被创建但尚未启动。
• 就绪（Runnable）：线程已经准备好执行，等待CPU调度。
• 运行（Running）：线程正在CPU上执行。
• 阻塞（Blocked）：线程因为某些原因（如等待资源）而无法继续执行。
• 等待（Waiting）：线程在等待某个条件成立，如等待某个锁的释放。
• 超时等待（Timed Waiting）：线程在等待某个条件成立，但有一个超时限制。
• 终止（Terminated）：线程执行完毕或被终止。

线程优先级

Java中的线程优先级是一个整数，范围从1（最低优先级）到10（最高优先级）。线程优先级仅作为调度器的建议，实际调度结果可能不同。高优先级的线程可能会获得更多的CPU时间，但并不保证。

守护线程

守护线程（Daemon Thread）是一种特殊的线程，它为其他线程提供服务。当所有非守护线程结束时，守护线程也会自动结束。在Java中，可以通过调用setDaemon(true)方法将一个线程设置为守护线程。

线程池

线程池是一种管理线程的机制，它可以提高应用程序的性能。线程池通过维护一组工作线程来执行任务，避免了频繁创建和销毁线程的开销。线程池的核心参数配置包括：

• 核心线程数：线程池中始终存在的线程数量。
• 最大线程数：线程池能够创建的最大线程数量。
• 线程存活时间：线程空闲时可以存活的最长时间。
• 工作队列类型：用于存放等待执行的任务的队列类型。
• 拒绝策略：当线程池无法处理新任务时的行为。

拒绝策略

拒绝策略包括：

• AbortPolicy：抛出异常。
• CallerRunsPolicy：调用者运行。
• DiscardPolicy：丢弃任务。
• DiscardOldestPolicy：丢弃最旧任务。

工作队列类型

常见的工作队列类型有：

• LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列。
• ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列。
• SynchronousQueue：同步队列，不存储元素。

同步机制

同步机制用于解决多线程并发访问共享资源时产生的问题。常见的同步机制包括：

• 悲观锁：假设并发操作会破坏数据的一致性，因此在操作数据前先加锁。
• 乐观锁：假设并发操作不会破坏数据的一致性，只在操作数据后进行校验。
• 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。
• 条件变量：用于线程间的通信，线程可以在某个条件不满足时等待。

并发集合

并发集合是线程安全的集合类，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。ConcurrentHashMap通过分段锁（Segment Locking）来提高并发性能，而CopyOnWriteArrayList在读取数据时不会加锁，而是在写入数据时复制整个容器。

并发工具类

并发工具类包括：

• Phaser：允许线程在执行过程中进行多次同步。
• Exchanger：允许两个线程在某个时刻交换数据。
• FutureTask：可以异步执行任务的线程。

非阻塞算法

非阻塞算法如CAS（Compare-And-Swap）算法，通过比较内存中的值和期望值，如果相等则更新内存中的值。

Atomic类

Java提供的Atomic类，如AtomicInteger、AtomicLong等，提供了一系列原子操作，用于保证操作的原子性。

无锁队列

无锁队列是一种基于CAS算法实现的线程安全队列，它通过无锁操作来保证线程安全。

并发框架

并发框架包括：

• Netty：采用主从多线程模型，一个Boss线程负责接收客户端连接，多个Worker线程负责处理业务逻辑。
• Akka：基于Actor模型的并发框架，将并发编程抽象为消息传递。
• Disruptor：使用环形缓冲区来存储数据，并通过无锁算法实现线程安全。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过XML或注解的方式将Java对象与数据库表进行映射。这种映射允许开发者以面向对象的方式操作数据库。

注解映射

MyBatis提供的注解，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等，用于定义SQL映射。这些注解简化了SQL映射的定义过程。

结果集映射

MyBatis可以将数据库表中的数据映射到Java对象中。这种映射允许开发者直接操作对象而不是原始的数据库数据。

关联查询

MyBatis支持关联查询，通过@One、@Many等注解实现。这些注解允许开发者定义复杂的SQL查询，如一对多、多对多关系。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，通过<if>、<choose>、<foreach>等标签实现。这些标签允许开发者根据条件动态构建SQL语句。

OGNL表达式

OGNL表达式用于在MyBatis中实现动态SQL。OGNL是一种表达式语言，它允许开发者以表达式的方式访问对象属性和执行逻辑。

分支语句

MyBatis支持分支语句，通过<if>、<choose>等标签实现。这些标签允许开发者根据条件执行不同的SQL片段。

批量操作

MyBatis支持批量操作，通过<foreach>标签实现。这些标签允许开发者执行批量插入、更新、删除等操作。

缓存机制

MyBatis提供了缓存机制，包括一级缓存和二级缓存。一级缓存是SqlSession级别的缓存，用于缓存查询结果。二级缓存是全局缓存，用于缓存查询结果。

自定义缓存

MyBatis支持自定义缓存，通过实现Cache接口实现。自定义缓存允许开发者根据具体需求定制缓存策略。

代理模式

MyBatis使用代理模式实现Mapper接口的动态代理。这种代理允许MyBatis在运行时动态生成代理对象，从而实现接口的调用。

MapperProxy

MapperProxy是MyBatis中用于实现Mapper接口动态代理的类。它通过CGLIB技术生成代理对象，并拦截接口方法的调用。

插件拦截

MyBatis支持插件拦截，通过实现Interceptor接口实现。插件拦截允许开发者拦截MyBatis的执行过程，如查询、更新、删除等。

动态代理执行流程

MyBatis通过动态代理技术实现Mapper接口的执行。当调用Mapper接口的方法时，动态代理会拦截这个调用，并执行相应的SQL语句。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，它负责管理数据库连接、事务等。SqlSession的生命周期通常从创建到关闭，期间负责执行数据库操作。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、BatchExecutor、ReuseExecutor等。这些执行器类型决定了MyBatis如何执行SQL语句。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，通过@Lazy注解实现。延迟加载允许在需要时才加载关联数据，从而提高性能。

扩展机制

MyBatis提供了扩展机制，如TypeHandler、Interceptor等。这些扩展机制允许开发者根据需求定制MyBatis的行为。

类型处理器

TypeHandler用于将数据库中的数据类型转换为Java对象中的数据类型。MyBatis提供了多种内置的类型处理器，同时也允许开发者自定义类型处理器。

拦截器链

拦截器链用于拦截MyBatis的执行过程，如查询、更新、删除等。拦截器链允许开发者对MyBatis的执行过程进行细粒度的控制。

方言支持

MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle、SQL Server等。方言支持允许MyBatis根据不同的数据库生成相应的SQL语句。

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、并发框架、MyBatis的SQL映射、动态SQL、缓存机制、代理模式、插件拦截、执行流程、SqlSession生命周期、执行器类型、延迟加载、扩展机制、类型处理器、拦截器链和方言支持。通过本文的学习，读者可以深入了解并发编程和MyBatis的原理和应用，为实际开发提供有力支持。

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