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

1. 线程基础

线程的独立性体现在每个线程都有自己的程序计数器、栈和局部变量，使得线程之间的操作互不影响。在操作系统中，线程是通过调度器进行管理的，线程的并行性得益于操作系统的分时调度策略，使得多个线程能够在同一时间片内交替执行。

（1）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（Timed Waiting）、终止（Terminated）等状态。线程创建后进入新建状态，调用start()方法进入就绪状态，调度器选择后进入运行状态。线程在执行过程中可能会因为等待资源而进入阻塞状态，或者因为等待某个条件而进入等待状态。当线程任务完成后，会进入终止状态。

（2）线程优先级：线程优先级是操作系统用于调度线程的一个指标，优先级高的线程在调度时具有更高的机会获得CPU时间。线程优先级通常分为多个等级，如最高优先级、高优先级、中优先级、低优先级和最低优先级。

（3）守护线程：守护线程是一种特殊的线程，它不会阻止程序退出。在Java虚拟机中，守护线程的终止不会影响其他线程的执行。通常，守护线程用于执行一些后台任务，如垃圾回收、日志记录等。

（4）线程池：线程池是一种复用线程的技术，通过创建一定数量的线程并维护一个队列，将任务分配给线程池中的线程执行。线程池可以减少线程创建和销毁的开销，提高程序性能。

2. 核心参数配置

线程池的核心参数配置如下：

（1）核心线程数：线程池在运行过程中会保持一定数量的线程处于空闲状态，这些线程称为核心线程。核心线程数决定了线程池的并发能力。

（2）最大线程数：线程池在任务量较大时，可以创建更多线程来执行任务。最大线程数限制了线程池可以创建的最大线程数量。

（3）存活时间：线程池中空闲线程的存活时间。当线程池中的线程空闲时间超过存活时间时，线程会被回收。

（4）工作队列：线程池中的任务队列用于存储等待执行的任务。工作队列的类型和大小会影响到线程池的性能。

（5）拒绝策略：当任务队列已满时，拒绝策略决定了如何处理新任务。常见的拒绝策略包括丢弃任务、抛出异常、调用拒绝处理方法等。

3. 同步机制

同步机制用于保证线程之间操作的数据一致性，以下为几种常见的同步机制：

（1）悲观锁：悲观锁假设在操作数据期间数据会被修改，因此在操作数据前先加锁。常用的悲观锁实现方式有synchronized关键字、ReentrantLock等。

（2）乐观锁：乐观锁假设在操作数据期间数据不会被修改，因此在操作数据时不需要加锁。常用的乐观锁实现方式有版本号、时间戳等。

（3）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。读写锁可以提高并发性能，适用于读多写少的场景。

（4）条件变量：条件变量允许线程在等待某个条件成立时挂起等待，条件成立后线程被唤醒。常用的条件变量实现方式有Object.wait()、Object.notify()等。

4. 并发集合

并发集合是专门为并发环境设计的集合类，以下为几种常见的并发集合：

（1）ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap是线程安全的HashMap实现，采用分段锁技术，提高了并发性能。

（2）CopyOnWrite容器：CopyOnWrite容器在写操作时，复制原容器，写入新容器，然后替换原容器。适用于读多写少的场景。

（3）BlockingQueue：BlockingQueue是线程安全的队列，支持生产者-消费者模式，适用于线程之间的数据传递。

5. 并发工具类

并发工具类提供了一系列用于并发编程的工具，以下为几种常见的并发工具类：

（1）Phaser：Phaser是一个线程间的协作工具，支持多个线程在某个阶段等待。Phaser可以用于实现线程间的同步、阶段控制和任务分配。

（2）Exchanger：Exchanger是线程间的数据交换工具，允许两个线程在某个时刻交换数据。

（3）FutureTask：FutureTask是用于异步执行任务并获取结果的工具类。FutureTask可以用于实现线程间的异步通信。

6. 非阻塞算法

非阻塞算法是一种在多线程环境下实现无锁编程的技术，以下为几种常见的非阻塞算法：

（1）CAS原理：CAS（Compare-And-Swap）是一种无锁编程技术，通过比较并交换操作实现无锁编程。

（2）Atomic类：Atomic类提供了一系列原子操作的工具类，如AtomicInteger、AtomicLong等。

（3）无锁队列：无锁队列支持无锁操作，如ConcurrentLinkedQueue。

7. 并发框架

并发框架提供了一系列用于并发编程的工具和组件，以下为几种常见的并发框架：

（1）Netty线程模型：Netty线程模型基于NIO，采用主从多线程模型，提高了并发性能。

（2）Akka Actor模型：Akka Actor模型是一种基于Actor模型的并发框架，支持高并发、高可用。

（3）Disruptor环形缓冲区：Disruptor环形缓冲区是一种高性能的并发队列，适用于处理高并发场景。

二、MyBatis知识体系

1. SQL映射

MyBatis的SQL映射包括以下几种：

（1）注解映射：使用注解方式定义SQL映射，简化了XML配置。

（2）结果集映射：将数据库查询结果映射到Java对象，包括字段映射、类型转换等。

（3）关联查询：实现多表查询，将关联表的数据映射到Java对象，包括一对一、一对多、多对多等关联关系。

（4）动态SQL：根据条件动态生成SQL语句，包括if、choose、foreach等标签。

2. OGNL表达式

OGNL表达式用于在MyBatis中实现动态SQL，以下为几种常见的OGNL表达式：

（1）分支语句：根据条件执行不同的SQL语句，如if、choose等。

（2）批量操作：批量插入、更新、删除数据，如foreach标签。

3. 缓存机制

MyBatis的缓存机制包括以下几种：

（1）一级缓存：会话级别的缓存，默认开启。一级缓存的作用域为SqlSession。

（2）二级缓存：映射器级别的缓存，需要手动开启。二级缓存的作用域为Mapper。

（3）自定义缓存：自定义缓存实现，如Redis、Memcached等。自定义缓存可以提高缓存命中率。

（4）代理模式：通过代理模式实现缓存，提高缓存命中率。

4. MapperProxy插件拦截

MyBatis的插件拦截包括以下几种：

（1）MapperProxy：MyBatis的代理实现，用于拦截Mapper接口的方法。

（2）插件拦截：自定义插件，拦截MyBatis的执行过程。

（3）动态代理：使用动态代理实现插件拦截。

5. SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，其生命周期包括以下几种：

（1）创建SqlSession：通过SqlSessionFactory创建SqlSession。

（2）执行操作：使用SqlSession执行SQL语句。

（3）关闭SqlSession：释放资源，关闭SqlSession。

6. 执行器类型

MyBatis的执行器类型包括以下几种：

（1）SimpleExecutor：简单执行器，适用于单条SQL语句。

（2）ReusingExecutor：重用执行器，适用于多条SQL语句。

（3）BatchExecutor：批量执行器，适用于批量操作。

7. 延迟加载

MyBatis支持延迟加载，包括以下几种：

（1）关联延迟加载：在查询关联表时，延迟加载关联数据。

（2）集合延迟加载：在查询集合属性时，延迟加载集合数据。

8. 扩展机制

MyBatis的扩展机制包括以下几种：

（1）类型处理器：自定义类型处理器，实现类型转换。

（2）拦截器链：自定义拦截器，拦截MyBatis的执行过程。

（3）方言支持：自定义方言，支持不同的数据库。

通过以上知识点的串联，我们可以更好地理解并发编程和MyBatis在实战中的应用。在实际开发中，我们需要根据具体场景选择合适的并发编程模型和MyBatis配置，以提高程序性能和可维护性。

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