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

线程是程序执行的最小单位，它代表了程序中的执行流，是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。在Java中，线程是通过Thread类及其子类来实现的，它们是进程的一部分，但相较于进程，线程具有更轻量级的资源消耗。

（1）线程生命周期

线程的生命周期由创建、运行、等待、阻塞和终止五个状态组成。

• 新建（New）：线程对象被创建后，处于新建状态，此时线程尚未启动。
• 就绪（Runnable）：线程对象创建并启动后，进入就绪状态，等待CPU调度。
• 运行（Running）：线程获取CPU时间，开始执行。
• 阻塞（Blocked）：线程因等待某些资源（如锁）而无法继续执行，进入阻塞状态。
• 死亡（Terminated）：线程执行完毕或被强制终止，进入死亡状态。

线程的生命周期转换是由线程的状态以及线程间的交互来决定的，例如，线程在等待锁时会被阻塞，当锁被释放后，线程会从阻塞状态转变为就绪状态。

（2）线程优先级

线程优先级是线程调度器在调度线程时考虑的一个因素，它决定了线程获得CPU时间的机会。Java中的线程优先级分为10个等级，从1（最低）到10（最高），默认的优先级是5。

线程优先级并不能保证线程一定会先执行，它只是提高了线程被调度的机会。在高优先级的线程中，如果存在低优先级的线程正在运行，高优先级的线程仍然需要等待低优先级线程执行完毕或进入阻塞状态。

（3）守护线程

守护线程是一种特殊的线程，它为其他线程提供服务。当所有的非守护线程执行完毕后，守护线程也会随之结束。在Java中，可以通过调用Thread.setDaemon(true)方法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，如垃圾回收器、日志记录等，它们不会阻止程序退出。

（4）线程池

线程池是一种管理线程的机制，它可以减少线程创建和销毁的开销，提高程序执行效率。线程池的核心参数配置包括：

• 核心线程数：线程池中最小的工作线程数，即使没有任务执行，也会保持这些线程的存活。
• 最大线程数：线程池中最大的工作线程数，当任务数量超过最大线程数时，新的任务将被阻塞或拒绝。
• 队列类型：工作队列类型，如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等，用于存放等待执行的任务。
• 拒绝策略：当任务数超过最大线程数时，如何处理新任务，如AbortPolicy、CallRuntimeDefaultHandler、DiscardPolicy和DiscardOldestPolicy等。

2. 核心参数配置

（1）拒绝策略

拒绝策略包括以下四种：

• AbortPolicy：抛出RejectedExecutionException异常，阻止任务执行。
• CallRuntimeDefaultHandler：调用系统的默认处理机制，通常会导致任务执行失败。
• DiscardPolicy：直接丢弃任务，不进行任何处理。
• DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最旧的任务，为新任务腾出空间。

（2）工作队列类型

工作队列类型包括以下几种：

• LinkedBlockingQueue：基于链表的无界队列，可以存储任意数量的任务。
• ArrayBlockingQueue：基于数组的固定大小队列，可以存储固定数量的任务。
• PriorityBlockingQueue：具有优先级的无界队列，根据任务优先级排序。
• SynchronousQueue：不存储元素的阻塞队列，任务必须立即被处理。

3. 同步机制

同步机制是并发编程中的重要概念，它用于控制多个线程对共享资源的访问，确保数据的一致性和线程安全。

（1）悲观锁/乐观锁

• 悲观锁：在操作数据前先加锁，防止其他线程修改数据，如synchronized关键字和ReentrantLock等。
• 乐观锁：在操作数据时，不进行加锁，而是通过版本号或时间戳判断数据是否被修改，如CAS操作等。

（2）读写锁

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，如ReentrantReadWriteLock等。

（3）条件变量

条件变量允许线程在满足特定条件时，等待其他线程的通知，如Object.wait()和Object.notify()等。

4. 并发集合

并发集合是Java并发编程中常用的数据结构，它们提供了线程安全的操作，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet等。

5. 并发工具类

并发工具类提供了多种并发编程的实用功能，如Phaser、Exchanger和FutureTask等。

6. 非阻塞算法

非阻塞算法是一种基于原子操作和内存模型的设计，它可以提高并发程序的性能，如CAS（Compare-And-Swap）原理、Atomic类和无锁队列等。

7. 并发框架

并发框架是针对特定并发场景设计的软件框架，如Netty线程模型、Akka Actor模型和Disruptor环形缓冲区等。

二、MyBatis知识体系

1. SQL映射

SQL映射是MyBatis的核心功能之一，它将Java对象与数据库表之间的映射关系进行定义。

（1）注解映射

MyBatis提供了多种注解来简化SQL映射的定义，如@Select、@Insert、@Update和@Delete等。

（2）结果集映射

MyBatis通过@Results和@Result注解来定义结果集的映射关系，包括字段映射、类型处理器和关联查询等。

（3）关联查询

MyBatis支持多种关联查询方式，如一对一、一对多和多对多，通过@OneToOne、@OneToMany和@ManyToMany注解实现。

（4）动态SQL

MyBatis支持动态SQL查询，通过@SelectProvider、@UpdateProvider和@DeleteProvider注解实现。

2. OGNL表达式

OGNL表达式是一种表达式语言，用于访问和操作对象图，MyBatis通过OGNL表达式实现动态SQL映射。

（1）分支语句

MyBatis支持OGNL的分支语句，如#if、#choose和#when等，用于条件判断和分支选择。

（2）批量操作

MyBatis支持批量操作，通过@Batch注解实现。

3. 缓存机制

MyBatis提供了两种缓存机制：一级缓存和二级缓存。

（1）一级缓存

一级缓存是SqlSession级别的缓存，用于缓存SqlSession中的查询结果，提高查询效率。

（2）二级缓存

二级缓存是Mapper级别的缓存，用于缓存Mapper的查询结果，提高查询效率。

（3）自定义缓存

MyBatis允许自定义缓存，通过实现Cache接口实现。

（4）代理模式

MyBatis使用代理模式实现Mapper接口，通过动态代理技术拦截Mapper接口的执行，实现缓存、延迟加载等功能。

4. MapperProxy插件拦截动态代理执行流程

MyBatis使用动态代理实现Mapper接口，通过插件拦截执行流程，实现缓存、延迟加载等功能。

（1）执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReusingExecutor和BatchExecutor等，用于处理SQL执行过程中的不同需求。

（2）延迟加载

MyBatis支持延迟加载，通过@Lazy注解实现，提高查询效率。

（3）扩展机制

MyBatis允许扩展插件，如TypeHandler和Interceptor等，实现自定义功能。

5. 类型处理器拦截器链方言支持

（1）类型处理器

类型处理器用于将数据库类型转换为Java类型，如IntegerTypeHandler、StringTypeHandler等。

（2）拦截器链

MyBatis使用拦截器链实现功能扩展，如分页拦截器、日志拦截器等。

（3）方言支持

MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle和PostgreSQL等，通过方言支持实现数据库特有的功能。

通过以上知识体系的介绍，我们可以了解到并发编程和MyBatis在Java开发中的应用。在实际项目中，我们需要根据具体需求选择合适的并发编程技术和MyBatis配置，以提高程序的性能和可维护性。

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