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

在计算机科学中，并发编程是实现多任务并行执行的关键技术，它能够充分利用系统资源，提高程序的执行效率和响应速度。以下是对并发编程知识体系的深入剖析。

线程基础

线程是并发编程的核心概念，它是程序执行的最小单元。以下是线程基础的相关技术实现细节：

线程生命周期

线程从创建到销毁的整个过程涉及以下阶段：

1. 新建（New）：线程对象被创建，但尚未启动。
2. 可运行（Runnable）：线程被创建后，进入可运行状态，等待被CPU调度执行。
3. 阻塞（Blocked）：线程在执行过程中，由于资源竞争或其他原因，无法继续执行，进入阻塞状态。
4. 等待（Waiting）：线程在等待某些条件成立时，进入等待状态，不会占用CPU资源。
5. 终止（Terminated）：线程执行完毕或被终止，不再占用系统资源。

线程优先级

线程优先级决定了线程在多线程环境中的执行顺序。Java中，线程优先级分为1-10共10个等级，优先级高的线程更有可能被CPU调度。线程优先级设置需要谨慎，不当的优先级设置可能导致线程饥饿或死锁。

守护线程

守护线程是服务于其他线程的线程，当所有非守护线程执行完毕后，守护线程也会自动结束。在Java中，可以通过调用setDaemon(true)将线程设置为守护线程。守护线程通常用于执行一些后台任务，如垃圾回收。

线程池

线程池是管理一组线程的容器，它可以有效地减少系统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：线程池在运行过程中始终保持的最小线程数。
• 最大线程数：线程池在运行过程中能创建的最大线程数。
• 队列类型：工作队列用于存放等待执行的线程任务，常见的队列类型有：LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。
• 拒绝策略：当任务太多，无法放入工作队列时，线程池将采取不同的拒绝策略，如：AbortPolicy、CallerRunsPolicy等。

同步机制

同步机制是保证多线程环境下数据一致性的重要手段，主要包括以下几种：

• 悲观锁：假设并发访问时会产生冲突，因此采用锁机制来阻止冲突的发生。Java中，synchronized关键字就是一种悲观锁。悲观锁适用于竞争激烈、写操作频率较高的场景。
• 乐观锁：假设并发访问时不会产生冲突，因此不使用锁机制，而是在数据更新时通过版本号或其他机制来检测冲突。Java中，Atomic类和CAS原理就属于乐观锁。乐观锁适用于竞争不激烈、写操作频率较低的场景。
• 读写锁：允许多个线程同时读取数据，但只有一个线程可以写入数据。Java中，ReentrantReadWriteLock类提供了读写锁的实现。读写锁适用于读操作远多于写操作的场景。

并发集合

为了支持并发操作，Java提供了多种并发集合类，如：

• ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap，适用于高并发场景。ConcurrentHashMap采用分段锁机制，将数据分成多个段，每个段有自己的锁，从而提高并发性能。
• CopyOnWrite容器：适用于读多写少的场景，每次修改都会创建一个新的副本。CopyOnWrite容器在写操作时需要复制整个容器，因此写操作开销较大。
• BlockingQueue：线程安全的队列，支持生产者-消费者模式。BlockingQueue在多线程环境下，生产者和消费者可以并发地访问队列，提高了程序的并发性能。

并发工具类

为了简化并发编程，Java提供了以下工具类：

• Phaser：控制多个线程执行特定阶段的同步。Phaser可以用来实现多阶段任务，如初始化、执行、清理等。
• Exchanger：允许两个线程在交换数据后继续执行。Exchanger适用于两个线程需要交换数据的场景。
• FutureTask：表示异步计算的结果。FutureTask可以用来获取异步计算的结果，并支持取消操作。

非阻塞算法

非阻塞算法是指线程在执行过程中，不会因为等待某个条件成立而阻塞。CAS原理和Atomic类是实现非阻塞算法的重要手段。非阻塞算法适用于高并发、低延迟的场景。

并发框架

为了更好地利用并发编程技术，许多并发框架应运而生，如：

• Netty：高性能的NIO框架，适用于开发高性能的网络应用。Netty采用事件驱动模型，能够处理高并发、高负载的网络请求。
• Akka：基于Actor模型的并发框架，适用于构建高并发、分布式系统。Akka采用无状态、无锁的设计理念，能够实现高性能、高可用、高扩展的分布式系统。
• Disruptor：高性能的环形缓冲区，适用于高并发场景。Disruptor采用环形缓冲区，能够实现无锁的并发访问，提高了程序的并发性能。

二、MyBatis知识体系

MyBatis是一个优秀的持久层框架，它对JDBC的操作数据库的过程进行了封装，使开发者只需要关注SQL语句本身，而不需要花费精力去处理JDBC代码。

SQL映射

MyBatis将SQL语句与Java对象进行映射，主要包括以下知识点：

注解映射

MyBatis提供了注解方式来定义SQL映射，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等。注解映射简化了SQL映射的定义，提高了开发效率。

结果集映射

MyBatis将SQL查询结果与Java对象进行映射，主要包括以下几种方式：

• 类型处理器：将查询结果转换为Java对象的类型。类型处理器是MyBatis中将查询结果转换为Java对象的类型的关键。
• 自定义映射：通过自定义映射方式，实现复杂的结果集映射。

关联查询

MyBatis支持关联查询，可以将多个表的数据进行关联，并将结果映射到Java对象中。关联查询需要配置相应的映射关系，包括表名、字段名、映射关系等。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，可以根据不同的条件动态生成SQL语句。动态SQL可以使用 、 、 等标签实现。

OGNL表达式

OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，用于在MyBatis中进行动态SQL操作。OGNL表达式可以访问Java对象的属性、方法、集合等，提高了动态SQL的灵活性。

分支语句

MyBatis支持分支语句，可以根据不同的条件执行不同的SQL语句。分支语句可以使用 、 、 、 等标签实现。

批量操作

MyBatis支持批量操作，可以将多条SQL语句放在同一个批处理中执行。批量操作可以减少数据库的访问次数，提高性能。

缓存机制

MyBatis提供了两种缓存机制：

• 一级缓存：本地缓存，缓存单个SqlSession中的数据。一级缓存的作用域是SqlSession，当SqlSession关闭后，一级缓存也会被清空。
• 二级缓存：全局缓存，缓存整个应用中的数据。二级缓存的作用域是整个应用，当应用重启后，二级缓存仍然存在。

自定义缓存

MyBatis支持自定义缓存，通过实现Cache接口，可以自定义缓存策略。自定义缓存可以结合具体的业务需求，实现更灵活的缓存策略。

代理模式

MyBatis使用代理模式来管理Mapper接口的执行。代理模式可以隐藏接口的实现细节，提高代码的可维护性。

MapperProxy

MapperProxy是MyBatis中用于实现Mapper接口代理的类。MapperProxy通过动态代理技术，实现了Mapper接口的代理。

插件拦截

MyBatis支持插件拦截，可以通过实现Interceptor接口来拦截MyBatis的执行流程。插件拦截可以用于监控、统计、优化MyBatis的执行过程。

动态代理执行流程

MyBatis使用动态代理技术来实现Mapper接口的代理。动态代理技术可以生成一个代理对象，该对象实现了Mapper接口，并拦截了接口的调用。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，它代表了MyBatis的一次会话。SqlSession的生命周期包括以下阶段：

• 创建：通过SqlSessionFactory创建SqlSession。
• 使用：执行SQL操作。
• 关闭：释放资源，关闭SqlSession。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor等。不同的执行器类型适用于不同的场景，可以根据实际需求选择合适的执行器。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，可以将关联查询的结果延迟加载。延迟加载可以减少数据库的访问次数，提高性能。

扩展机制

MyBatis提供了多种扩展机制，如类型处理器、拦截器、方言支持等。扩展机制可以满足不同业务需求，提高MyBatis的灵活性和可扩展性。

类型处理器

类型处理器是MyBatis中将查询结果转换为Java对象的类型的关键。类型处理器可以将查询结果转换为Java对象的属性、集合等。

拦截器链

拦截器链是MyBatis中拦截执行流程的链式结构。拦截器链可以用于监控、统计、优化MyBatis的执行过程。

方言支持

MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等。方言支持可以方便地适应不同的数据库。

总结：

本文详细阐述了并发编程和MyBatis的知识体系，通过串联多个知识点，帮助读者更好地理解并发编程和MyBatis的核心概念和实现原理。在实际应用中，读者可以根据具体需求选择合适的并发编程技术和MyBatis功能，提高系统性能和开发效率。

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