并发编程与MyBatis精讲

📕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

在多核处理器环境下，线程作为程序执行的载体，承载了程序的计算逻辑。线程的生命周期由以下状态组成：

• 新建（NEW）：线程对象被创建后进入此状态。
• 就绪（RUNNABLE）：线程已经准备好执行，等待被CPU调度。
• 运行（RUNNING）：线程正在被CPU执行。
• 阻塞（BLOCKED）：线程因为等待某些条件或资源而暂停执行。
• 等待（WAITING）：线程因为调用Object.wait()而进入等待状态，直到被其他线程调用notify()或notifyAll()唤醒。
• 超时（TIMED_WAITING）：线程因为调用Object.wait(long timeout)、Thread.sleep(long millis)或Thread.sleep(long millis, int nanos)而进入等待状态，直到超时或被唤醒。
• 终止（TERMINATED）：线程执行完毕或因为异常退出而终止。

线程优先级是通过Thread.setPriority(int newPriority)来设置的，优先级范围从1（最低）到10（最高），默认优先级为5。在高优先级线程未被占用CPU资源时，它会立即抢占低优先级线程的资源。

守护线程（Daemon Thread）在Java中用于在后台执行某些操作，它不参与线程的调度。当创建了一个守护线程之后，程序运行结束，无论守护线程是否结束，程序都将退出。

线程池是一种用于管理线程资源的技术，它能够有效地减少线程的创建和销毁开销。线程池中的线程可以复用，减少了创建和销毁线程的开销。线程池的核心参数配置如下：

• 核心线程数：线程池维护的核心线程数量，即使空闲也会被保留在池中。
• 最大线程数：线程池可以容纳的最大线程数量，当线程池任务增多时，可以创建新的线程来处理。
• 工作队列：线程池中用于存储等待执行任务的队列。
• 拒绝策略：当任务太多无法处理时，如何拒绝新任务的策略。

核心参数配置

线程池的核心参数配置包括：

• 核心线程数：决定了线程池中始终存在的线程数，它是线程池的基础。
• 最大线程数：当任务量增加时，可以创建的最大线程数，但超过这个数值后，将不再创建新的线程。
• 工作队列：用于存放等待执行的任务，常见的队列包括LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue。
• 拒绝策略：当线程池中的线程数达到最大值，且工作队列已满时，拒绝策略决定如何处理新到达的任务，常见的拒绝策略有AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardPolicy和DiscardOldestPolicy。

同步机制

同步机制是确保线程安全的关键。常见的同步机制包括：

• 悲观锁/乐观锁：悲观锁在操作数据前就加锁，而乐观锁假设冲突不会发生，只有在操作完成后检查是否有冲突。
• 读写锁：读写锁允许多个线程同时读取资源，但只允许一个线程写入资源。
• 条件变量：允许线程在某些条件满足时等待，当条件满足时被唤醒。

并发集合

并发集合是为了在高并发环境中保持数据的一致性而设计的集合类，例如：

• ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap实现，适用于高并发场景。
• CopyOnWriteArrayList：在写入操作时复制整个容器，适用于读多写少的场景。

并发工具类

并发工具类如Phaser和Exchanger提供了线程间的协作机制：

• Phaser：用于协调多个线程之间的同步。
• Exchanger：允许两个线程交换数据。

非阻塞算法

非阻塞算法能够提高程序的性能，常见的算法包括：

• CAS原理：比较并交换，是许多非阻塞算法的基础。
• Atomic类：提供原子操作的类，如AtomicInteger和AtomicLong。
• 无锁队列：可以在不使用锁的情况下进行操作，适用于高并发场景。

并发框架

并发框架如Netty、Akka和Disruptor提供了更高级别的并发编程解决方案：

• Netty线程模型：采用主从多线程模型，适用于高并发网络应用。
• Akka Actor模型：基于Actor模型，适用于构建分布式和并发应用。
• Disruptor环形缓冲区：提供高效的环形缓冲区实现，适用于高并发场景。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis的SQL映射允许开发者自定义SQL语句，并将其与Java对象映射：

• 注解映射：使用注解定义SQL映射，简化配置过程。
• 结果集映射：将数据库查询结果映射到Java对象。
• 关联查询：通过嵌套查询或联合查询来实现多表关联。

动态SQL

动态SQL允许根据不同的条件执行不同的SQL语句：

• OGNL表达式：用于动态生成SQL语句。
• 分支语句：根据条件执行不同的SQL片段。
• 批量操作：一次性执行多条SQL语句。

缓存机制

MyBatis的缓存机制提高了查询效率：

• 一级缓存：会话级别的缓存，用于存储会话期间查询的结果。
• 二级缓存：全局级别的缓存，用于存储不同会话间的查询结果。
• 自定义缓存：允许自定义缓存实现，以满足特定需求。

代理模式

MyBatis使用代理模式来实现接口和实现类的分离：

• MapperProxy：MyBatis的代理实现，用于代理Mapper接口。
• 插件：可以在MyBatis的执行流程中插入插件，实现自定义功能。

执行流程

MyBatis的执行流程如下：

1. 构建SqlSession：通过SqlSessionFactory创建SqlSession。
2. 执行Mapper：通过Mapper接口执行SQL语句。
3. 处理结果：将SQL查询结果映射到Java对象。

扩展机制

MyBatis提供了一系列扩展机制：

• 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：可以在MyBatis的执行流程中插入拦截器，实现自定义功能。
• 方言支持：MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等。

通过以上对并发编程和MyBatis知识体系的详细解析，我们可以看到这两个领域之间存在着紧密的联系。并发编程是MyBatis能够高效执行的基础，而MyBatis则为并发编程提供了持久层解决方案。了解这两个领域的知识体系，有助于我们在实际开发中更好地利用它们，构建高性能、可扩展的系统。

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